(57)【要約】  【課題】圧電片の先端が所望量上がっている片持ち保持構造の圧電デバイスであって、小型化に好ましい構造を持つ圧電デバイスを提供する。  【解決手段】圧電デバイス１０は、容器１１と、配線パターン１１ａと、圧電片１３と、蓋部材１５と、導電性接着剤１７と、を具える。配線パターンは、その一端１１ａａの縁領域が圧電片の先端を容器底面から離す支点となりかつその他端１１ａｂが容器の中央側になる配置で、容器内に設けてある。導電性接着剤は、配線パターンの一端１１ａａ側の領域と、この一端側の領域に近接する容器の底面部分１１ｆにわたって設けてある。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電片を実装する容器と、この容器を密封する蓋部材と、前記容器内に片持ち構造で実装される圧電片と、前記容器内に設けられ前記圧電片が接続される配線パターンと、前記圧電片及び配線パターンを接続する導電性接着剤と、を具える圧電デバイスにおいて、
前記配線パターンは、その一端の縁領域が前記圧電片の先端を容器底面から離す支点となりかつその他端が前記容器の中央側になる配置で、前記容器内に設けてあり、
前記導電性接着剤は、前記配線パターンの前記一端側の領域と、この一端側の領域に近接する前記容器の底面部分にわたって設けてあること
を特徴とする圧電デバイス。
【請求項２】
前記配線パターンの厚さは５〜１０μｍである請求項１に記載の圧電デバイス。
【請求項３】
前記容器はセラミック製であり、
前記導電性接着剤は、前記配線パターンの前記一端側の領域と、この一端側の領域に近接する前記セラミック製容器のセラミック面の部分にわたって設けてあること
を特徴とする請求項１に記載の圧電デバイス。
【請求項４】
前記圧電片は、前記配線パターンの前記一端側の領域を支点として先端側が持ち上がった状態になっている請求項１に記載の圧電デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電片を容器に固定する構造に特徴を有する圧電デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
周波数の選択と制御に用いる電子デバイスとして、圧電デバイスは不可欠なものとなっている。このような圧電デバイスは、容器と、蓋部材と、これら容器及び蓋部材で構成される気密空間に実装された圧電片と、を具える。典型的な圧電デバイスでは、平面形状が四角形状の圧電片例えば水晶片の一辺側が、容器底面の一端に導電性接着剤により固定される。すなわち、片持ち保持の固定構造が用いられる。この固定構造において、圧電片の固定側とは反対側すなわち先端が、容器底面に極めて近接又は接触した状態であると、外部振動等の影響を受けて圧電片の先端が容器底面に触れるため、圧電デバイスの電気的特性や耐衝撃特性が悪化する。
【０００３】
これを回避するため、例えば特許文献１には、容器底面の一端側に水晶端子と称する配線パターンを設けると共に、この水晶端子より容器中央側に突堤を設けた構造が開示されている。さらに、導電性接着材は配線パターン上に塗布すると共に、この導電性接着剤材の収縮力を利用しかつ上記突堤を支点として用いて、圧電片の先端を持ち上げるという構造が、開示されている。この特許文献１の構造によれば、圧電片の先端が上がった所望の片持ち保持の構造が実現できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１１２４２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、圧電デバイスの小型化が益々進む状況では、特許文献１に開示されたような突堤を設けるスペースを容器内に確保することは難しい。また、容器の底板には、上記配線パターンと容器の外側底面に設けた外部接続端子とを接続するためのビア配線等を設ける必要があるため、この点からも上記突堤を設けるスぺースを容器内に確保することは難しい。
この出願はこのような点に鑑みなされたものであり、従って、この出願の目的は上記問題点を解決することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的の達成を図るため、この出願に係る発明者は鋭意検討した結果、容器底面に設ける配線パタン（ビアの配線パターンを含んでも良い）の特に縁の一部を従来の突堤の代わりに用いると共に、この配線パターンを配置する位置を、突堤として都合の良い位置でかつ圧電デバイスの耐衝撃特性向上に有効な位置にするのが良いと考えた。
【０００７】
従って、この発明の圧電デバイスは、圧電片を実装する容器と、この容器を密封する蓋部材と、前記容器内に片持ち構造で実装される圧電片と、前記容器内に設けられ前記圧電片が接続される配線パターンと、前記圧電片及び配線パターンを接続する導電性接着剤と、を具える圧電デバイスにおいて、
前記配線パターンは、その一端の縁領域が前記圧電片の先端を容器底面から離す支点となりかつその他端が前記容器の中央側になる所定配置で、前記容器内に設けてあり、
前記導電性接着剤は、前記配線パターンの前記一端側の領域と、この一端側の領域に近接する前記容器の底面部分とにわたって設けてあることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明の圧電デバイスは、配線パターンを容器内の所定位置に配置し、この配線パターンの一端の縁領域を圧電片の先端を持ち上げるための支点として利用している。このため、特別な突堤を設ける必要が無いので、突堤を設けるためのスペースを無用にできるから、圧電デバイスの小型化に対し有利である。また、導電性接着剤は、配線パターンの一部とこの配線パターンに近接する容器の底面部分とにわたって設けている。従って、圧電片の励振用電極は導電性接着剤を経由して配線パターンに確実に接続される。然も、導電性接着剤は容器の底面の一部にも設けるので、例えば容器がセラミック製容器の例であれば、導電性接着剤はセラミック素材自体にも接続された構造になる。セラミック素材は酸化物であるため、および、導電性接着剤は配線パターンより酸化物に対して密着性が優れるため、圧電片を容器に強固に固定できる。これは、少ない量の接着剤でも圧電片を容器に強固に固定できると言えるから、より少ない接着面積で耐衝撃性の良好な圧電デバイスが得られると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、実施形態の圧電デバイス１０を説明する図である。
【図２】（Ａ）、（Ｂ））、（Ｃ）は、実施形態の特に特徴部分を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照してこの出願の圧電デバイスの発明の実施形態について説明する。なお、説明に用いる各図はこの発明を理解できる程度に概略的に示してあるにすぎない。また、説明に用いる各図において、同様な構成成分については同一の番号を付して示し、その説明を省略する場合もある。また、以下の説明中で述べる構造例、使用部材等は、この発明の範囲内の好適例に過ぎない。従って、本発明は以下の実施形態のみに限定されるものではない。
【００１１】
図１（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、実施形態の圧電デバイス１０を説明する図であり、特に、（Ａ）図は上面図、（Ｂ）図は（Ａ）図中のＰ−Ｐ線に沿う断面図、（Ｃ）図は底面図である。ただし、（Ａ）図では、圧電デバイス１０の内部の部材（圧電片１３等々）を破線により示してある。
【００１２】
実施形態の圧電デバイス１０は、容器１１と、圧電片１３と、蓋部材１５と、配線パターン１１ａと、導電性接着剤１７と、外部接続端子１１ｂと、ビア配線１１ｃと、を具える。これら構成成分は以下のような構造としてある。
【００１３】
容器１１は、この例の場合、圧電片１３を収納する凹部１１ｄ及びその周囲に壁部１１ｅ有する。さらに、容器１１は、凹部１１ｄの底面の一端側であって詳細は後述する所定位置に配線パターン１１ａを具え、さらに、容器１１の外側の底面に外部接続端子１１ｂを具える。さらに、容器１１は、その底板にビア１１ｃ配線を具えていて、このビア配線１１ｃにより配線パターン１１ａと外部接続端子１１ｂとを接続してある。この容器１１は、例えばセラミックパッケージで構成できる。
【００１４】
圧電片１３は、典型的には、厚みすべりモードで振動する圧電片である。具体的には、ＡＴカット水晶片、又は、ＳＣカット水晶片に代表される２回回転水晶片である。圧電片は、これらに限られず、屈曲振動系のもの、輪郭振動系のもの等、他のものでも良い。ただし、厚みすべり振動する圧電片の方が、それ以外のものに比べ、片持ち支持構造を採用することが多く、かつ、支持位置の影響を受け易いため、本発明の効果が有効に現れる。    
【００１５】
また、この発明では、配線パターン１１ａ、圧電片１３及び導電性接着剤１７を、以下の様な関係で、容器１１に配置固定してある。
先ず、配線パターン１１ａは、その一端１１ａａに辺を持ち、他端側にビア配線の貫通部を持つ平面形状のものとしてある。しかも、この一端１１ａａの縁領域すなわち辺が、圧電片１３の先端を容器底面から離す支点となりかつその他端１１ａｂが容器１１の中央側になる所定配置で、容器１３内に設けてある。また、配線パターン１１ａは、圧電片１３の表裏の励振用電極（図示せず）に対応して２つ用意してある。もちろん、配線パターン１１ａの平面形状は一例である。
【００１６】
ここで、配線パターン１１ａを設ける上記の所定位置とは、圧電片１３の容器に固定する側の端部から意図的に距離Ｘ（図１（Ｂ）参照）だけ離した位置である。この距離Ｘは、これが大きすぎると、配線パターン１１ａの一端１１ａａが圧電片１３の中央側すなわち振動領域に近づき過ぎて圧電片の電気的特性を阻害することになり、逆に距離Ｘが小さすぎると、圧電片１３の先端を持ち上げ過ぎたり、又は持ち上げることができないことが起こる。従って、距離Ｘはこれらを考慮して決める。なお、この所定位置は、容器１１の端からの距離Ｘ２（図１（Ｂ）参照）によって規定しても良い。すなわち、圧電片の固定側の端からこれに近接する容器の端までの距離をΔｘと表したとき、Ｘ２＝Ｘ＋Δｘで規定しても良い。
【００１７】
なお、これら距離Ｘ，Ｘ２は、圧電デバイスのサイズや圧電片１３のサイズ等を考慮して決める。これに限られないが、距離ＸやＸ２は、例えば距離Ｘに沿う圧電片の寸法をＬと表したとき、このＬに対し、３％〜２０％、より好ましくは５％〜１０％が良い。
また、配線パターン１１ａの厚さＴ(図１（Ｂ）参照)は、圧電片１３の先端を持ち上げる支点として機能できる厚さとする。これに限られないが、厚さＴは、５〜２０μｍ、好ましくは５〜１０μｍが良い。
【００１８】
また、配線パターン１１ａの他端１１ａｂまでの寸法は、設計に応じた任意の値にできる。圧電片１３はその先端が持ち上がっているので、配線パターン１１ａの他端１１ａｂが圧電片１３の励振用電極（図示せず）の下方まで及んでも、励振用電極と配線パターン１１ａとが接触することは起きないからである。
【００１９】
また、導電性接着剤１７は、配線パターン１１ａの一端１１ａａ側の領域と、この一端１１ａａ側の領域に近接する容器の底面部分１１ｆすなわちセラミック面の部分（図１（Ｂ）参照）とにわたって設けてある。こうしておけば、圧電片１３の励振用電極（図示せず）は、導電性接着剤１７を介して配線パターン１１ａに接続でき、さらに、ビア配線１１ｃを経由して外部接続端子１１ｂに接続できる。然も、導電性接着剤１７は、配線パターン１１ａよりセラミック素材に強固に接着する性質を持つため、導電性接着剤１７を容器の底面部分１１ｆにも及んで設けると、圧電片１３を容器により強固に固定できる。従って、電気的接続を確保しつつ、耐衝撃性に優れる圧電デバイスの実現が図れる。
【００２０】
このように圧電片１３を実装した容器１１は、蓋部材１５により封止してある。封止構造は封止方式に応じた任意のものとできる。例えば、シーム封止、ダイレクトシーム封止、ガラス封止、ロー材（例えば金錫）封止等、任意のものとできる。この例では、蓋部材１５をコバール等の金属で構成し、ロー材１９により封止した例を示してある。
【００２１】
次に、本発明の配線パターン１１ａの効果の理解のため、圧電片１３を容器に固定する工程の概略を説明する。図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、そのための説明図であり、圧電片１３の固定工程を、図１（Ｂ）同様な断面図であって一部を拡大した図で示したものである。
【００２２】
先ず、所定距離Ｘ２に配線パターン１１ａを設けてある容器１１に、導電性接着剤１７を塗布する。この際、導電性接着剤１７は、配線パタン１１ａの一端１１ａａ側の部分と容器の底面部分１１ｆとにわたって塗布する（図２（Ａ））。次に、圧電片１３を配線パターン１１ａに対し所定位置Ｘとなるよう容器１１内に置く（図２（Ａ））。
【００２３】
次に、圧電片１３の配線パターン側の端を押す（図２（Ｂ）参照）。こうすると、配線パターン１１ａの一端１１ａａ側の縁Ｑ（図２（Ｂ）参照）を支点として、圧電片１３の先端が上がる。このような状態の試料を導電性接着剤の硬化炉に投入することで、圧電片１３の先端が所望の高さで上がった、所望の片持ち保持構造の圧電デバイスを得ることができる(図２（Ｃ）)。
【００２４】
上述においてはこの発明の実施形態について説明したが、この発明は例えば以下の様な構造の圧電デバイスにも適用できる。
上述においては、容器１１として凹部１１及び壁部１１ｅを具えた弁当箱状の容器を用い、蓋部材１５として平板状のものを用いた例を説明したが、容器が平板状で蓋部材が凹部を持つキャップ状である圧電デバイスであっても、本発明は適用できる。
また、上述においては、圧電デバイスとして水晶振動子の例を示したが、水晶以外の圧電材料を用いた圧電デバイスにも本発明を適用できる。また、上述においては、圧電振動子の例を示したが、圧電片とこの圧電片を発振させるＩＣ及び又は温度補償のＩＣ等を具えた圧電発振器としての圧電デバイスに対しても本発明を適用できる。
【符号の説明】
【００２５】
１０：実施形態の圧電デバイス、        １１：容器、
１１ａ：配線パターン、                １１ａａ：配線パターンの一端、
１１ａｂ：配線パターンの他端、        １１ｂ：外部接続端子、
１１ｃ：ビア配線、                    １１ｄ：凹部、
１１ｅ：壁部、                         １１ｆ：容器の底面部分、
１３：圧電片、                        １５：蓋部材
１７：導電性接着剤、                  １９：ロー材。
【図１】
2019134307.tif 000003
【図２】
2019134307.tif 000004