(57)【要約】【課題】  外部からの振動の影響を抑えて耐振動性を向上させ、位相雑音特性を良好にできる振動素子用の台座、振動子及び発振器を提供する。【解決手段】  水晶片２を搭載する搭載部１１と、搭載部１１の対向する短辺の各々に平行に設けられ、パッケージ３内に形成された電極に接続する２つの接続部１４と、搭載部１１と接続部１４とを連結する連結部１３とを備え、当該連結部１３が、湾曲した弧形状であり、接続部１４に近い搭載部１１の各長辺と当該接続部１４とを２つの連結部１３で連結した振動素子用の台座であり、それを備えた振動子及び発振器である。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動素子を搭載する振動素子用の台座であって、
振動素子が搭載される搭載部と、
前記搭載部において各々の短辺に平行に設けられ、パッケージ内に形成された電極に接続する２つの接続部と、
前記搭載部と前記接続部とを連結する連結部とを備え、
前記連結部は、湾曲した弧形状であり、
前記接続部に近い前記搭載部の各長辺と当該接続部とを２つの前記連結部で連結したことを特徴とする台座。
【請求項２】
連結部の厚みを、搭載部の厚みより薄くしたことを特徴とする請求項１記載の台座。
【請求項３】
接続部の厚みを、連結部の厚みと同じにしたことを特徴とする請求項１又は２記載の台座。
【請求項４】
接続部の厚みを、搭載部の厚みより厚くしたことを特徴とする請求項１又は２記載の台座。
【請求項５】
搭載部、連結部及び接続部の厚みを同じにしたことを特徴とする請求項１記載の台座。
【請求項６】
請求項１乃至４記載の台座に振動素子を搭載し、パッケージ表面凹部に設置したことを特徴とする振動子。
【請求項７】
請求項５記載の台座に、中央部分に対して周囲部分が厚い振動素子を搭載し、パッケージ表面凹部に設置したことを特徴とする振動子。
【請求項８】
請求項１乃至４記載の台座に振動素子を搭載し、パッケージ表面凹部に設置し、前記パッケージの裏面凹部に発振回路を搭載したことを特徴とする発振器。
【請求項９】
請求項５記載の台座に、中央部分に対して周囲部分が厚い振動素子を搭載し、パッケージ表面凹部に設置し、前記パッケージの裏面凹部に発振回路を搭載したことを特徴とする発振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動素子を搭載する台座に係り、特に、外部からの振動への耐性を向上させ、位相雑音特性を良好にできる振動素子用の台座、振動子及び発振器に関する。
【背景技術】
【０００２】
［従来の技術］
従来の水晶振動子では、パッケージ及びパッケージ外部からの水晶片に与える影響を抑制する構成として、主に水晶から成る台座（水晶台座）を用いる構成が知られている。
また、パッケージを表裏に凹部が形成されたＨ構造とし、表側に水晶片と水晶台座を搭載し、裏面に発振回路のＩＣ（Integrated Circuit）を搭載した水晶発振器がある。
パッケージの表面又は裏面に温度補償回路を設けた温度補償型水晶発振器（ＴＣＸＯ：Temperature Compensated Crystal Oscillator）がある。
【０００３】
［関連技術］
尚、関連する先行技術として、特許第３０１７７５０号公報「水晶振動子」（特許文献１）、特許第４７１５２５２号公報「圧電振動子」（特許文献２）、特開２０１３−０９８６７８号公報「水晶振動子」（特許文献３）がある。
【０００４】
特許文献１には、保持用水晶板に振動用水晶片を搭載する位置に凹部を形成し、その凹部によって形成される隙間で振動用水晶片を確実に励振させ、励振用水晶片の長手方向での熱によるストレスを発生させない水晶振動子が示されている。
【０００５】
特許文献２には、基板における熱膨張の影響を小さくするために、隙間を有するスプリング部を備える圧電振動子が示されている。
特許文献３には、温度変化に伴う水晶片の変形を防ぎ、良好な周波数温度特性が得られる構成の水晶振動子が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３０１７７５０号公報
【特許文献２】特許第４７１５２５２号公報
【特許文献３】特開２０１３−０９８６７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の水晶振動子又は水晶発振器における水晶台座では、外部からの振動が水晶片に影響してしまい、その振動によって位相雑音特性が劣化するという問題点があった。
【０００８】
尚、特許文献１〜３には、セラミック等の基板と接触する電極部分の厚みを厚くし、水晶片を搭載する搭載部を薄くして基板から浮かせ、電極部分と搭載部を接続する部分を更に薄くして、外部からの振動への耐振動特性を向上させる構成の記載がない。
【０００９】
本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、外部からの振動の影響を抑えて耐振動特性を向上させ、位相雑音特性を良好にできると共に、衝撃への耐性を向上させることができる振動素子用の台座、振動子及び発振器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記従来例の問題点を解決するための本発明は、振動素子を搭載する振動素子用の台座であって、振動素子が搭載される搭載部と、搭載部において各々の短辺に平行に設けられ、パッケージ内に形成された電極に接続する２つの接続部と、搭載部と接続部とを連結する連結部とを備え、連結部が、湾曲した弧形状であり、接続部に近い搭載部の各長辺と当該接続部とを２つの連結部で連結したことを特徴とする。
【００１１】
本発明は、上記台座において、連結部の厚みを、搭載部の厚みより薄くしたことを特徴とする。
【００１２】
本発明は、上記台座において、接続部の厚みを、連結部の厚みと同じにしたことを特徴とする。
【００１３】
本発明は、上記台座において、接続部の厚みを、搭載部の厚みより厚くしたことを特徴とする。
【００１４】
本発明は、上記台座において、搭載部、連結部及び接続部の厚みを同じにしたことを特徴とする。
【００１５】
本発明は、振動子において、上記台座に振動素子を搭載し、パッケージ表面凹部に設置したことを特徴とする。
【００１６】
本発明は、振動子において、上記台座に、中央部分に対して周囲部分が厚い振動素子を搭載し、パッケージ表面凹部に設置したことを特徴とする。
【００１７】
本発明は、発振器において、上記台座に振動素子を搭載し、パッケージ表面凹部に設置し、パッケージの裏面凹部に発振回路を搭載したことを特徴とする。
【００１８】
本発明は、発振器において、上記台座に、中央部分に対して周囲部分が厚い振動素子を搭載し、パッケージ表面凹部に設置し、パッケージの裏面凹部に発振回路を搭載したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、振動素子が搭載される搭載部と、搭載部において各々の短辺に平行に設けられ、パッケージ内に形成された電極に接続する２つの接続部と、搭載部と接続部とを連結する連結部とを備え、連結部が、湾曲した弧形状であり、接続部に近い搭載部の各長辺と当該接続部とを２つの連結部で連結した振動素子用の台座としているので、外部からの振動が接続部に伝達されたとしても、連結部で吸収して搭載部への影響を小さくできる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本台座の平面説明図である。
【図２】本台座の側面説明図である。
【図３】振動片を搭載した本台座の平面説明図である。
【図４】振動片を搭載した本台座とパッケージの断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
［実施の形態の概要］
本発明の実施の形態に係る台座（本台座）は、水晶片等の振動素子を搭載する搭載部と、搭載部の対向する短辺の各々に平行に設けられ、パッケージ内に形成された電極に接続する２つの接続部と、搭載部と接続部とを連結する連結部とを備え、連結部が、湾曲した弧形状であり、接続部に近い搭載部の各長辺と当該接続部とを２つの連結部で連結したものであり、これにより、外部からの振動が接続部に伝達されたとしても、連結部で吸収して搭載部への影響を小さくし、位相雑音特性を良好にできるものである。
【００２２】
また、本発明の実施の形態に係る振動子（本振動子）は、本台座に振動素子を搭載し、凹部を有するパッケージに本台座を設置したものである。
また、本発明の実施の形態に係る発振器（本発振器）は、本振動子のパッケージの裏面凹部に発振回路を搭載したものである。
【００２３】
［本台座：図１〜４］
次に、本発明の実施の形態に係る台座（本台座）について図１〜４を参照しながら説明する。図１は、本台座の平面説明図であり、図２は、本台座の側面説明図であり、図３は、振動片を搭載した本台座の平面説明図であり、図４は、振動片を搭載した本台座とパッケージの断面説明図である。
本台座１は、図１に示すように、長方形の搭載部１１と、搭載部１１の短辺に平行に配置された接続部１４と、搭載部１１と接続部１４とを連結する連結部１３とを備えている。
【００２４】
連結部１３は、湾曲した弧形状であり、搭載部１１の四隅であって、長辺の端部から接続部１４へ接続（連結）している。連結部１３は、腕のような構造であるので、アーム部と呼ぶことがある。
つまり、連結部１３が、搭載部１１の２つの長辺の端部から一旦外側（図１の上下方向）に膨らんで接続部１４まで弧を描くように延びて接続している。
【００２５】
上下の２つの連結部１３によって楕円形状の隙間部１２ａ，１２ｂが形成される。隙間部１２ａ，１２ｂは、本台座１の表裏を貫通している。
隙間部１２ａ，１２ｂの縦方向の内径は、搭載部１１の短辺の長さより大きくなっている。
このように、連結部１３が外側に膨らんで湾曲して弧形状の構成とすることで、接続部１４からの外部の振動を連結部１３が吸収し、搭載部１１に伝達させないものとなっている。
【００２６】
本台座１は、例えば、耐熱プラスチック等の樹脂、ガラス、絶縁膜が表面にコーティングされた金属等の絶縁材料で形成される。
また、本台座１は、振動片（水晶片）２と同様の水晶（水晶片２と同じＡＴカットやＺ板）により形成してもよい。その場合、台座１と水晶片２の熱膨張係数は略等しく、温度変化に伴う応力は発生しない。
【００２７】
また、本台座１には、水晶片２の励振電極に接続する電極パターン１０ａ，１０ｂが形成されている。電極パターン１０ａ，１０ｂは、金等の金属の薄膜で形成される。
電極パターン１０ａは、水晶片２と重なる搭載部１１の左上の部分に導電性接着剤が塗布される方形のパターンがあり、そこに接続する左上の連結部１３を介して左側の接続部１４まで形成される。
【００２８】
電極パターン１０ｂは、水晶片２と重なる搭載部１１の右下の部分に導電性接着剤が塗布される方形のパターンがあり、そこに接続する右下の連結部１３を介して右側の接続部１４まで形成される。金属パターン１０ａ，１０ｂは、本台座１において対角に形成されていればよく、金属パターン１０ａが左下側に、金属パターン１０ｂが右上側に形成されていてもよい。
【００２９】
金属パターン１０ａ，１０ｂは、図２に示すように、連結部１３と接続部１４の側面にも形成され、図示していないが、連結部１３と接続部１４の底面にも形成されている。
接続部１４の底面の金属パターン１０ａ，１０ｂが、パッケージ３に形成された電極に導電性接着剤で接続する構成となっている。
【００３０】
また、図２に示すように、搭載部１１の上下方向の厚みを連結部１３、接続部１４の厚みより厚くしている。
これにより、外部から振動が接続部１４に加わったとしても、その振動を連結部１３が吸収して緩和でき、外部で発生した振動の影響が搭載部１１に搭載された水晶片２に及ぶものとはならない。
【００３１】
また、連結部１３の厚みを薄くしたことにより、連結部１３が応力に対する柔軟性を備える構成となり、振動の影響を吸収しやすくするものである。更に、搭載部１１の厚みを連結部１３の厚みより厚くし、剛性を高めることにより、複数の連結部１３からの応力による搭載部１１自体の変形を防ぐことができる。これにより、搭載部１１と水晶片２との間の応力の発生を抑え、耐振動特性と耐衝撃性を向上させることができる。
【００３２】
また、図３に示すように、本台座１の搭載部１１に水晶片２の振動素子が四隅の４箇所にて導電性接着剤４で搭載されている。
尚、水晶片２は、例えば、厚みすべり振動が励振されるＡＴカットが用いられる。
水晶片２の表面及び裏面には、励振電極が形成され、本台座１の電極パターンに導電性接着剤で接続される。
【００３３】
尚、本台座１に搭載される振動素子として、ＡＴカットの水晶片２からなる水晶共振子を用いたが、例えば、表面弾性波（ＳＡＷ：Surface Acoustic Wave）共振子、その他の圧電振動子や微小電子機械システム（ＭＥＭＳ：Micro Electro Mechanical Systems）振動子等の発振素子（振動素子）を用いてもよい。
【００３４】
また、水晶片２を搭載した本台座１は、図４に示すように、パッケージ３に収納され、設置される。
パッケージ３は、２段階の凹形状の凹部を備えており、途中の段差部分に接続部１４が搭載され、パッケージ３に形成された電極に接続している。途中の段差部分は、接続部１４が搭載される部分に形成されていればよく、その他の部分に段差部分が形成されている必要はない。
搭載部１１の上下の厚みより段差部分から底面までの距離を長くして、搭載部１１の底面がパッケージ３の底面に接触しないようにしている。
【００３５】
パッケージ３は、セラミック等で形成されている。
尚、図４では、表面側に２段の凹部を形成したが、裏面にも凹部が形成された断面が略Ｈ型の形状とし、表面凹部に台座１及び水晶片２を収納して配置し、裏面凹部に発振回路を収容して搭載して、発振器を形成してもよい。
パッケージ３への本台座１と発振回路の搭載は、半田等で固定されるようになっている。
【００３６】
発振回路（ＩＣ）は、パッケージ３の裏面凹部に収納され、その凹部の底面に搭載される。尚、当該ＩＣ以外の温度補償回路をパッケージ３の表面基板又は裏面基板に設けてもよい。温度補償回路を備えると、温度補償型水晶発振器（ＴＣＸＯ）となる。
【００３７】
また、パッケージ３の表面の周囲にはシームリングが形成される。
シームリングは、シーム封止を行うためにパッケージ３の表面周囲に銀（Ａｇ）ロウ等で形成される。
そして、パッケージ３の蓋となるリッドが、シームリングに接着するよう形成される。リッドは、コバールをニッケルメッキしたもの等が用いられる。
【００３８】
［応用例１］
本台座１では、接続部１４と連結部１３との厚みを同じとしたが、応用例１として、接続部１４の厚みを搭載部１１の厚みより厚くして、パッケージ３を２段の凹部構造ではなく、１段の凹部構造とすることもできる。
【００３９】
この場合、接続部１４の底面の電極がパッケージ３の底面の電極と半田等で固定されることになる。
応用例１では、接続部１４の厚みを厚くする必要があるが、パッケージ３の構造を簡単にすることができる。
【００４０】
［応用例２］
応用例２として、本台座１の搭載部１１の厚みを接続部１４及び連結部１３の厚みと同じ（均一）にし、搭載部１１に搭載する水晶片２を中央部分に対して周囲部分の厚みが厚い水晶片を用いるようにしたものである。
その水晶片の中央部分の薄い領域に励振電極を形成する。
【００４１】
水晶片の形状としては、水晶片の下側に凹形状の凹部を形成し、中央部分を周辺部分より薄くした構造や、水晶片の上側に凹形状の凹部を形成し、中央部分を周辺部分より薄くした構造や、水晶片の上下の両側に凹形状の凹部を形成し、中央部分を周辺部分より薄くした構造が考えられる。つまり、水晶片の周囲部分に対して中央部分が逆メサ構造となっている。
【００４２】
応用例２では、台座全体を薄くしてたわむ構造としたが、水晶片を中央部分より周囲部分を厚くしたものとしているので、外部からの振動が伝わったとしても、水晶片の周囲部分がたわまないので、中央部分の励振電極が形成された領域に影響を及ぼすことがなく、耐振動特性を向上させ、位相雑音特性を向上できる効果がある。
【００４３】
［実施の形態の効果］
本台座及び応用例の台座によれば、水晶片２を搭載する搭載部１１と、搭載部１１の対向する短辺の各々に平行に設けられ、パッケージ３内に形成された電極に接続する２つの接続部１４と、搭載部１１と接続部１４とを連結する連結部１３とを備え、当該連結部１３が、湾曲した弧形状であり、接続部１４に近い搭載部１１の各長辺と当該接続部１４とを２つの連結部１３で連結したものとしているので、外部からの振動が接続部１４に伝達されたとしても、連結部１３で吸収して搭載部１１又は水晶片２への影響を小さくし、位相雑音特性を良好にできる効果がある。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、外部からの振動の影響を抑えて耐振動性を向上させ、位相雑音特性を良好にできる振動素子用の台座、振動子及び発振器に好適である。
【符号の説明】
【００４５】
１…台座、  ２…振動片（水晶片）、  ３…パッケージ、  ３ａ…底面、  ３ｂ…外周面、  ３ｃ…内周面、  ４…導電性接着剤、  １０ａ，１０ｂ…電極パターン、  １１…搭載部、  １２ａ，１２ｂ…隙間部、  １３…連結部、  １４…接続部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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