JP2001320258A - 圧電振動子とそれを用いた圧電発振器 - Google Patents
圧電振動子とそれを用いた圧電発振器Info
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- JP2001320258A JP2001320258A JP2000139032A JP2000139032A JP2001320258A JP 2001320258 A JP2001320258 A JP 2001320258A JP 2000139032 A JP2000139032 A JP 2000139032A JP 2000139032 A JP2000139032 A JP 2000139032A JP 2001320258 A JP2001320258 A JP 2001320258A
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- Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 小型化を図るため、配線されているプリント
基板上に圧電振動子を搭載して構成した圧電発振器であ
っても周波数のジャンプ現象を生じないようにする。 【解決手段】 多層セラミック板と該セラミック板の外
周縁に形成したセラミック側壁部とからなるセラミック
パッケージに圧電振動素子を収容して構成する圧電振動
子であって、前記セラミック板を前記側壁部底部より底
上げし、パッケージの外側底部に凹陥部を形成した圧電
振動子とする。
基板上に圧電振動子を搭載して構成した圧電発振器であ
っても周波数のジャンプ現象を生じないようにする。 【解決手段】 多層セラミック板と該セラミック板の外
周縁に形成したセラミック側壁部とからなるセラミック
パッケージに圧電振動素子を収容して構成する圧電振動
子であって、前記セラミック板を前記側壁部底部より底
上げし、パッケージの外側底部に凹陥部を形成した圧電
振動子とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は圧電振動子に関し、
特にセラミックパッケージの外側底面に凹陥部を形成し
た圧電振動子とそれを用いた圧電発振器に関する。
特にセラミックパッケージの外側底面に凹陥部を形成し
た圧電振動子とそれを用いた圧電発振器に関する。
【０００２】
【従来の技術】圧電振動子、例えばＡＴカット水晶振動
子は小型であること、高精度、高安定な周波数が容易に
得られるため、通信機器から電子機器まで広く用いられ
ている。図５（ａ）は従来の表面実装形（ＳＭＤ）水晶
振動子の構成を示す斜視図、同図（ｂ）はＱ−Ｑにおけ
る断面図である。ＡＴカット水晶基板２１の両主面に対
向電極２２ａ、２２ｂを配置すると共に、該電極２２
ａ、２２ｂから水晶基板２１の端部に向けてリード電極
２３ａ、２３ｂを延在して、水晶振動素子Ｙを形成す
る。そして、この水晶振動素子Ｙをセラミックパッケー
ジ２４の内底部に設けた台座２５の上に載置し、リード
電極２３ａ、２３ｂの端部を導電性接着剤２６、２６を
用いて導通固定する。さらに、パッケージ２４内の空気
を乾燥窒素等で置換すると共に、パッケージ２４の上部
周縁に形成したメタライズ２７と金属蓋２８とを抵抗溶
接等の手段を用いて気密封止し、水晶振動子Ｙ’を構成
する。
子は小型であること、高精度、高安定な周波数が容易に
得られるため、通信機器から電子機器まで広く用いられ
ている。図５（ａ）は従来の表面実装形（ＳＭＤ）水晶
振動子の構成を示す斜視図、同図（ｂ）はＱ−Ｑにおけ
る断面図である。ＡＴカット水晶基板２１の両主面に対
向電極２２ａ、２２ｂを配置すると共に、該電極２２
ａ、２２ｂから水晶基板２１の端部に向けてリード電極
２３ａ、２３ｂを延在して、水晶振動素子Ｙを形成す
る。そして、この水晶振動素子Ｙをセラミックパッケー
ジ２４の内底部に設けた台座２５の上に載置し、リード
電極２３ａ、２３ｂの端部を導電性接着剤２６、２６を
用いて導通固定する。さらに、パッケージ２４内の空気
を乾燥窒素等で置換すると共に、パッケージ２４の上部
周縁に形成したメタライズ２７と金属蓋２８とを抵抗溶
接等の手段を用いて気密封止し、水晶振動子Ｙ’を構成
する。
【０００３】図６（ａ）は上記水晶振動子とトランジス
タ等の電子部品を用いて構成した小型水晶発振器の平面
図、同図（ｂ）はＱ−Ｑにおける断面図である。銅配線
３０を施したプリント基板３１上に、水晶振動子Ｙ’、
トランジスタ（あるいはＩＣ部品）３２、抵抗３２、コ
ンデンサ３２を搭載すると共に、リフロー槽を通してそ
れぞれの電子部品をはんだ付けし、発振周波数を所定の
周波数に調整して水晶発振器を構成する。
タ等の電子部品を用いて構成した小型水晶発振器の平面
図、同図（ｂ）はＱ−Ｑにおける断面図である。銅配線
３０を施したプリント基板３１上に、水晶振動子Ｙ’、
トランジスタ（あるいはＩＣ部品）３２、抵抗３２、コ
ンデンサ３２を搭載すると共に、リフロー槽を通してそ
れぞれの電子部品をはんだ付けし、発振周波数を所定の
周波数に調整して水晶発振器を構成する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のＳＭＤ形水晶振
動子を用いて小型水晶発振器を構成すると、しばしば発
振周波数のジャンプ現象が生ずるという問題があった。
これは図６（ａ）に示すように、プリント基板の配線３
０上に水晶振動子Ｙ’が搭載されていると、温度変動等
の外的要因によりプリント基板３１に歪みが生じ、水晶
振動子の電極とプリント基板上の配線３０との間の浮遊
容量が変化して、周波数が僅かに変動するものと考えら
れる。なお、プリント基板上にはんだ付けされた水晶振
動子のパッケージの底面とプリント基板面との間隙は、
はんだによる浮きで０．０４ｍｍ程度の間隙が生じてい
る。しかしながら、水晶振動子Ｙ’を搭載するスペース
を避けてプリント配線を行うと、水晶発振器が大きくな
るという問題と、引き回したことによる配線とアースと
の浮遊容量により、水晶発振器の周波数温度特性がなめ
らかの３次曲線からずれると云う問題があった。本発明
は上記問題を解決するためになされたものであって、プ
リント基板の配線上に水晶振動子を配置しても周波数ジ
ャンプ現象の生じない圧電振動子とそれを用いた圧電発
振器を提供することを目的とする。
動子を用いて小型水晶発振器を構成すると、しばしば発
振周波数のジャンプ現象が生ずるという問題があった。
これは図６（ａ）に示すように、プリント基板の配線３
０上に水晶振動子Ｙ’が搭載されていると、温度変動等
の外的要因によりプリント基板３１に歪みが生じ、水晶
振動子の電極とプリント基板上の配線３０との間の浮遊
容量が変化して、周波数が僅かに変動するものと考えら
れる。なお、プリント基板上にはんだ付けされた水晶振
動子のパッケージの底面とプリント基板面との間隙は、
はんだによる浮きで０．０４ｍｍ程度の間隙が生じてい
る。しかしながら、水晶振動子Ｙ’を搭載するスペース
を避けてプリント配線を行うと、水晶発振器が大きくな
るという問題と、引き回したことによる配線とアースと
の浮遊容量により、水晶発振器の周波数温度特性がなめ
らかの３次曲線からずれると云う問題があった。本発明
は上記問題を解決するためになされたものであって、プ
リント基板の配線上に水晶振動子を配置しても周波数ジ
ャンプ現象の生じない圧電振動子とそれを用いた圧電発
振器を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係る圧電振動子とそれを用いた圧電発振器の
請求項１記載の発明は、セラミック板と該セラミック板
の外周縁に設けたセラミック側壁部とからなるセラミッ
クパッケージの内底部に圧電振動素子を収容して構成す
る圧電振動子において、前記セラミック板を前記側壁部
底部より高い位置に設定して、パッケージの外側底部に
凹陥部を形成したことを特徴とする圧電振動子である。
請求項２記載の発明は、パッケージ外底部の隅に設けた
端子電極部を除いてほぼ十字状に凹陥部を設けたことを
特徴とする請求項１記載の圧電振動子である。請求項３
記載の発明は、前記凹陥部の深さを０．１ｍｍ以上とし
たことを特徴とする請求項１あるいは２記載の圧電振動
子である。請求項４記載の発明は、請求項１乃至３記載
の圧電振動子を用いて構成したことを特徴とする圧電発
振器である。
に本発明に係る圧電振動子とそれを用いた圧電発振器の
請求項１記載の発明は、セラミック板と該セラミック板
の外周縁に設けたセラミック側壁部とからなるセラミッ
クパッケージの内底部に圧電振動素子を収容して構成す
る圧電振動子において、前記セラミック板を前記側壁部
底部より高い位置に設定して、パッケージの外側底部に
凹陥部を形成したことを特徴とする圧電振動子である。
請求項２記載の発明は、パッケージ外底部の隅に設けた
端子電極部を除いてほぼ十字状に凹陥部を設けたことを
特徴とする請求項１記載の圧電振動子である。請求項３
記載の発明は、前記凹陥部の深さを０．１ｍｍ以上とし
たことを特徴とする請求項１あるいは２記載の圧電振動
子である。請求項４記載の発明は、請求項１乃至３記載
の圧電振動子を用いて構成したことを特徴とする圧電発
振器である。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下本発明を図面に示した実施の
形態に基づいて詳細に説明する。図１（ａ）は本発明に
係るＳＭＤ形水晶振動子の構成を示す斜視図、同図
（ｂ）はＱ−Ｑにおける断面図である。ＡＴカット水晶
基板１の主面に対向電極２ａ、２ｂを配置すると共に、
該電極２ａ、２ｂから水晶基板１の端部に向けてリード
電極３ａ、３ｂを延在して、水晶振動素子Ｙを形成す
る。この水晶振動素子Ｙをセラミックパッケージ４の内
底部に設けた台座５の上に載置し、リード電極３ａ、３
ｂの端部を導電性接着剤６、６を用いて導通固定する。
さらに、パッケージ４の上部外周縁に形成したメタライ
ズ７と金属蓋８とを抵抗溶接等の手段を用いて気密封止
し、水晶振動子Ｙ’を構成する。
形態に基づいて詳細に説明する。図１（ａ）は本発明に
係るＳＭＤ形水晶振動子の構成を示す斜視図、同図
（ｂ）はＱ−Ｑにおける断面図である。ＡＴカット水晶
基板１の主面に対向電極２ａ、２ｂを配置すると共に、
該電極２ａ、２ｂから水晶基板１の端部に向けてリード
電極３ａ、３ｂを延在して、水晶振動素子Ｙを形成す
る。この水晶振動素子Ｙをセラミックパッケージ４の内
底部に設けた台座５の上に載置し、リード電極３ａ、３
ｂの端部を導電性接着剤６、６を用いて導通固定する。
さらに、パッケージ４の上部外周縁に形成したメタライ
ズ７と金属蓋８とを抵抗溶接等の手段を用いて気密封止
し、水晶振動子Ｙ’を構成する。
【０００７】本発明の特徴は、パッケージ４を構成する
多層基板部４ａをセラミック側壁部４ｂの底部に対して
厚さｔだけ底上げし、パッケージ底部に凹陥部９を形成
したものを用いて水晶振動子Ｙ’を構成したことであ
る。
多層基板部４ａをセラミック側壁部４ｂの底部に対して
厚さｔだけ底上げし、パッケージ底部に凹陥部９を形成
したものを用いて水晶振動子Ｙ’を構成したことであ
る。
【０００８】図２は本発明に係る水晶振動子Ｙ’を用い
た小型水晶発振器の構成を示す平面図であって、配線１
０を形成したプリント基板１１上に水晶振動子Ｙ’、ト
ランジスタ（あるいはＩＣ部品）１２、抵抗１２、コン
デンサ１２等を搭載して構成した小型水晶発振器であ
る。この水晶発振器は配線１０の上に水晶振動子Ｙ’を
搭載しているが、該水晶振動子Ｙ’は図１（ｂ）に示す
ように、パッケージの外底面に深さｔの凹陥部を形成し
ているため、水晶振動子Ｙ’の電極２ｂと配線１０との
間に誘電率の小さな空気層が入るため、その間の浮遊容
量は極めて小さくなる。そこで、凹陥部の深さｔを０．
１ｍｍ、０．２ｍｍ、０．３ｍｍの３種類のパッケージ
を用いて水晶振動子を製作すると共に、これを水晶発振
器に組立てた。温度等の外的要因を変化させて、周波数
ジャンプ現象を測定したところ、凹陥部の深さｔを０．
１ｍｍ以上とすれば周波数ジャンプ現象の影響がほぼ問
題とならないことが判明した。なお、セラミックパッケ
ージの分野では、セラミックシートを積層する技術が確
立していることから、図１（ｃ）のように側壁部を積層
構造としてもよいことは言うまでもない。
た小型水晶発振器の構成を示す平面図であって、配線１
０を形成したプリント基板１１上に水晶振動子Ｙ’、ト
ランジスタ（あるいはＩＣ部品）１２、抵抗１２、コン
デンサ１２等を搭載して構成した小型水晶発振器であ
る。この水晶発振器は配線１０の上に水晶振動子Ｙ’を
搭載しているが、該水晶振動子Ｙ’は図１（ｂ）に示す
ように、パッケージの外底面に深さｔの凹陥部を形成し
ているため、水晶振動子Ｙ’の電極２ｂと配線１０との
間に誘電率の小さな空気層が入るため、その間の浮遊容
量は極めて小さくなる。そこで、凹陥部の深さｔを０．
１ｍｍ、０．２ｍｍ、０．３ｍｍの３種類のパッケージ
を用いて水晶振動子を製作すると共に、これを水晶発振
器に組立てた。温度等の外的要因を変化させて、周波数
ジャンプ現象を測定したところ、凹陥部の深さｔを０．
１ｍｍ以上とすれば周波数ジャンプ現象の影響がほぼ問
題とならないことが判明した。なお、セラミックパッケ
ージの分野では、セラミックシートを積層する技術が確
立していることから、図１（ｃ）のように側壁部を積層
構造としてもよいことは言うまでもない。
【０００９】図３は本発明に係る水晶振動子を他の小型
水晶発振器に用いた例であって、プリント基板１３上に
導電性有する台座１４を固定すると共に、該台座１４に
本発明になる水晶振動子Ｙ’を重ねるように載置し、プ
リント基板の配線と水晶振動子Ｙ’の端子部とを導通固
定する。このような構造とすることにより、水晶振動子
Ｙ’の凹陥部の下にトランジスタ（あるいはＩＣ部
品）、抵抗、コンデンサ等の電子素子１５を収容するこ
とが可能となり、小型水晶発振器を構成することが可能
となる。ただ、このような用い方の場合には、パッケー
ジの凹陥部の深さｔは使用電子部品の高さにより、深く
した方が好ましい。
水晶発振器に用いた例であって、プリント基板１３上に
導電性有する台座１４を固定すると共に、該台座１４に
本発明になる水晶振動子Ｙ’を重ねるように載置し、プ
リント基板の配線と水晶振動子Ｙ’の端子部とを導通固
定する。このような構造とすることにより、水晶振動子
Ｙ’の凹陥部の下にトランジスタ（あるいはＩＣ部
品）、抵抗、コンデンサ等の電子素子１５を収容するこ
とが可能となり、小型水晶発振器を構成することが可能
となる。ただ、このような用い方の場合には、パッケー
ジの凹陥部の深さｔは使用電子部品の高さにより、深く
した方が好ましい。
【００１０】図４は本発明に係る水晶振動子の他の実施
例の構成を示す底面図である。セラミックパッケージ１
６の四隅に設けた端子電極１７を避けるように、十字状
の凹陥部１８を設けた水晶振動子である。このような構
造とすることにより、多層基板の層間に設けた配線と、
あるいは水晶振動子素子の電極と、搭載するプリント基
板の配線との間の浮遊容量を極めて小さくすることが可
能となる。図４に示す水晶振動子を用いて水晶発振器を
構成すると、ジャンプ現象がほぼ問題とならない水晶発
振器を実現することが可能となる。
例の構成を示す底面図である。セラミックパッケージ１
６の四隅に設けた端子電極１７を避けるように、十字状
の凹陥部１８を設けた水晶振動子である。このような構
造とすることにより、多層基板の層間に設けた配線と、
あるいは水晶振動子素子の電極と、搭載するプリント基
板の配線との間の浮遊容量を極めて小さくすることが可
能となる。図４に示す水晶振動子を用いて水晶発振器を
構成すると、ジャンプ現象がほぼ問題とならない水晶発
振器を実現することが可能となる。
【００１１】以上では水晶基板を用いた例を説明した
が、本発明はこれのみに限定するものではなく、ランガ
サイト、四硼酸リチウム、タンタル酸リチウム等の圧電
基板を用いた圧電振動子にも適用できることは説明する
までもない。
が、本発明はこれのみに限定するものではなく、ランガ
サイト、四硼酸リチウム、タンタル酸リチウム等の圧電
基板を用いた圧電振動子にも適用できることは説明する
までもない。
【００１２】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成した
ので、本発明になる水晶振動子を用いて小型水晶発振器
を構成すると周波数ジャンプ現象の生じない水晶発振器
を製作できるという優れた効果を表す。
ので、本発明になる水晶振動子を用いて小型水晶発振器
を構成すると周波数ジャンプ現象の生じない水晶発振器
を製作できるという優れた効果を表す。
【図１】（ａ）は本発明に係る圧電振動子の構成を示す
斜視図、（ｂ）は断面図である。
斜視図、（ｂ）は断面図である。
【図２】本発明に係る圧電振動子を用いて構成した水晶
発振器の構成を示す平面図である。
発振器の構成を示す平面図である。
【図３】本発明に係る圧電振動子を用いて構成した他の
水晶発振器の構成を示す平面図である。
水晶発振器の構成を示す平面図である。
【図４】本発明に係る他の圧電振動子の構成を示す底面
図である。
図である。
【図５】（ａ）は従来の圧電振動子の構成を示す斜視
図、（ｂ）は断面図である。
図、（ｂ）は断面図である。
【図６】（ａ）は従来の圧電振動子を用いた小型水晶発
振器の構成を示す平面図、（ｂ）は断面図である。
振器の構成を示す平面図、（ｂ）は断面図である。
１・・圧電基板 ２ａ、２ｂ・・電極 ３ａ、３ｂ・・リード電極 ４、１６・・セラミックパッケージ ４ａ・・セラミックパッケージの多層基板 ４ｂ・・セラミック側壁部 ５・・台座 ６・・導電性接着剤 ７・・メタリック ８・・金属蓋 ９、１８・・セラミックパッケージ外底部の凹陥部 １０・・配線 １１、１３・・プリント基板 １２、１５・・電子部品 １４・・導電性の台座 １７・・端子電極 Ｙ’・・圧電振動子
Claims (4)
- 【請求項１】 セラミック板と該セラミック板の外周縁
に設けたセラミック側壁部とからなるセラミックパッケ
ージの内底部に圧電振動素子を収容して構成する圧電振
動子において、前記セラミック板を前記側壁部底部より
高い位置に設定し、パッケージの外側底部に凹陥部を形
成したことを特徴とする圧電振動子。 - 【請求項２】 パッケージ外底部の隅に設けた端子電極
部を除いてほぼ十字状に凹陥部を設けたことを特徴とす
る請求項１記載の圧電振動子。 - 【請求項３】 前記凹陥部の深さを０．１ｍｍ以上とし
たことを特徴とする請求項１あるいは２記載の圧電振動
子。 - 【請求項４】 請求項１乃至３記載の圧電振動子を用い
て構成したことを特徴とする圧電発振器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000139032A JP2001320258A (ja) | 2000-05-11 | 2000-05-11 | 圧電振動子とそれを用いた圧電発振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000139032A JP2001320258A (ja) | 2000-05-11 | 2000-05-11 | 圧電振動子とそれを用いた圧電発振器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001320258A true JP2001320258A (ja) | 2001-11-16 |
Family
ID=18646550
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000139032A Pending JP2001320258A (ja) | 2000-05-11 | 2000-05-11 | 圧電振動子とそれを用いた圧電発振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001320258A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100439404B1 (ko) * | 2001-12-27 | 2004-07-09 | 삼성전기주식회사 | 온도보상형 수정발진기 및 그 제조방법 |
-
2000
- 2000-05-11 JP JP2000139032A patent/JP2001320258A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100439404B1 (ko) * | 2001-12-27 | 2004-07-09 | 삼성전기주식회사 | 온도보상형 수정발진기 및 그 제조방법 |
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