(57)【要約】【課題】水晶振動子と導電性接着剤との接合強度を強くして、振動特性の信頼性を高めることが可能な水晶振動子及びその実装構造を提供する。【解決手段】略矩形状をなす水晶基板１の両主面に一対の振動電極２ａ、２ｂを一部対向させて被着させるとともに、一対の振動電極２ａ、２ｂの各一端を水晶基板１の一辺まで導出し、該導出部に一対の端子電極３ａ、３ｂを形成してなる水晶振動子１０において、端子電極３ａ、３ｂの形成領域に、水晶基板１の厚み方向に貫通する切り欠き７を形成する。また、端子電極３ａ、３ｂに電気的に接続される一対の接続パッド５ａ、５ｂを有した配線基板４上に搭載してなる水晶振動子１０の実装構造であって、端子電極３ａ、３ｂ及び接続パッド５ａ、５ｂを、一部が切り欠き７の形成領域に充填された導電性接着剤６を介して電気的に接続する。【選択図】図１
2004328338.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略矩形状をなす水晶基板の両主面に一対の振動電極を一部対向させて被着させるとともに、前記一対の振動電極の各一端を前記水晶基板の一辺まで導出し、該導出部に一対の端子電極を形成してなる水晶振動子において、
前記端子電極の形成領域に、水晶基板の厚み方向に貫通する切り欠きを形成したことを特徴とする水晶振動子。
【請求項２】
前記切り欠きの内側面に前記端子電極の一部が延在されていることを特徴とする請求項１に記載の水晶振動子。
【請求項３】
請求項１乃至２のいずれかに記載の水晶振動子を、その端子電極に電気的に接続される一対の接続パッドを有した配線基板上に搭載してなる水晶振動子の実装構造であって、
前記端子電極及び接続パッドを、一部が前記切り欠きの形成領域に充填された導電性接着剤を介して電気的に接続したことを特徴とする水晶振動子の実装構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話機等の通信機器等に組み込まれる圧電発振器等の圧電振動子として用いられる水晶振動子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、携帯電話機等の通信機器等に組み込まれる圧電発振器等の圧電振動子として水晶振動子が用いられている。
【０００３】
このような従来の水晶振動子としては、例えば図４に示す如く、略矩形状をなす水晶基板５１の両主面に一対の振動電極５２ａ，５２ｂを一部対向させて被着させるとともに、これら一対の振動電極５２ａ，５２ｂの各一端を水晶基板５１の一辺まで導出し、該導出部に一対の端子電極５３ａ，５３ｂを形成した構造のものが知られている。
【０００４】
また、上述した従来の水晶振動子５０を配線基板上に実装する場合は、例えば図５に示す如く、水晶振動子５０を配線基板５４上に所定の間隔をあけて配置させた上、水晶振動子５０の端子電極５３ａ，５３ｂと配線基板５４上の接続パッド５５ａ，５５ｂとを導電性接着剤５６を介して電気的・機械的に接続させることによって水晶振動子５０がいわゆる片保持構造にて配線基板５４上に実装されることとなる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
尚、前記端子電極５３ａ，５３ｂは、水晶基板５１の前記一辺に沿った端面から両主面にかけて断面コの字状をなすように被着・形成されており、かかる端子電極５３ａ，５３ｂに被着される導電性接着剤５６で水晶振動子５０を保持することにより水晶振動子５０が配線基板５４の上面より所定の間隔をあけて保持される。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−５５０６１号公報（図５、図６）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の水晶振動子５０を片保持構造にて実装する場合、水晶振動子５０の一端面や下面に対する導電性接着剤５６の被着面積が僅かであることから、水晶振動子５０を強固に保持するだけの十分な保持力を得ることが困難であった。それ故、圧電発振器を搭載した通信機器が落下した時など、外部からの強い衝撃が印加された場合には、水晶振動子５０と配線基板５４との接合部が破損する等して水晶振動子５０の一部が配線基板５４の上面に接触することがあり、その結果、水晶振動子５０の振動特性が変動する欠点が誘発される。
【０００８】
また、水晶振動子５０の一部が配線基板５４の上面に接触しない場合であっても、端子電極５３ａ，５３ｂと導電性接着剤５４との接触状態が変化することにより、水晶振動子のインピーダンスが変化し、振動特性のばらつきが発生するという不都合があった。
【０００９】
本発明は上記欠点に鑑み案出されたもので、その目的は、水晶振動子と導電性接着剤との接合強度を向上させて、振動特性の信頼性を高めることが可能な水晶振動子及びその実装構造を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の水晶振動子は、略矩形状をなす水晶基板の両主面に一対の振動電極を一部対向させて被着させるとともに、前記一対の振動電極の各一端を前記水晶基板の一辺まで導出し、該導出部に一対の端子電極を形成してなる水晶振動子において、前記端子電極の形成領域に、水晶基板の厚み方向に貫通する切り欠きを形成したことを特徴とするものである。
【００１１】
また本発明の水晶振動子は、前記切り欠きの内側面に前記端子電極の一部が延在されていることを特徴とするものである。
【００１２】
そして本発明の水晶振動子の実装構造は、上述の水晶振動子を、その端子電極に電気的に接続される一対の接続パッドを有した配線基板上に搭載してなる水晶振動子の実装構造であって、前記端子電極及び接続パッドを、一部が前記切り欠きの形成領域に充填された導電性接着剤を介して電気的に接続したことを特徴とするものである。
【００１３】
本発明によれば、振動電極を、略矩形状をなす水晶基板の一辺部に形成した端子電極で、片面保持により実装させる水晶振動子において、前記端子電極の形成領域に水晶基板の厚み方向に貫通する切り欠きを形成するようにしたことから、配線基板上の接続パッドに接続する導電性接着剤が、前記切り欠きの形成領域に充填されることとなり、導電性接着剤と水晶基板の端面との接触面積を広くなすことができる。従って、水晶基板と導電性接着剤との接合強度が向上されて、端子電極と導電性接着剤との接着状態が安定な状態となり、共振周波数等の振動特性の信頼性を高めることが可能となる。
【００１４】
また、本発明によれば、前記切り欠きの内側面に前記端子電極の一部が延在されているため、水晶振動子を配線基板上の接続パッドに導電性接着剤を介して接続したときに、端子電極と導電性接着剤との接触面積が広くなり、接触抵抗が小さくなる。従って、端子電極と導電性接着剤との接着状態に変動があった場合であっても、接触抵抗の変動値が小さく抑えられるので、水晶振動子のインピーダンスが変化しにくく、振動特性のばらつきの発生を低減することが可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。
【００１６】
図１は本発明の一実施形態に係る水晶振動子の外観斜視図であり、図２は図１の水晶振動子のＡ−Ａ´線断面図である。これらの図に示す水晶振動子１０は、略矩形状をなす水晶基板１の両主面に一対の振動電極２ａ、２ｂを被着させるとともに、これら一対の振動電極２ａ、２ｂの各一端を水晶基板１の一辺まで導出し、該導出部に一対の端子電極３ａ、３ｂを設けた構造を有している。
【００１７】
水晶基板１は、従来周知の水熱育成法等により析出させて得られた水晶の単結晶から所定の角度（ＡＴカット）で切り出され、略矩形状に加工された水晶片である。切り出された水晶基板１は、表面を研磨加工して切断面に対しても所定の表面粗さが得られるようになっている。
【００１８】
かかる水晶基板１の表面に被着して形成した振動電極２ａ、２ｂ及び端子電極３ａ、３ｂは、従来周知の薄膜手法、例えば、蒸着法やスパッタリング法，フォトエッチング技術等によってパターン形成された導電膜である。これらの導体膜は、例えば、クロム、ニッケル、銀、金あるいはこれらを積層させることによって形成される。
【００１９】
振動電極３ａ、３ｂは、水晶基板１の両主面に、一部対向するようにして被着した一対の電極である。振動電極３ａ、３ｂは、電極に電解が発生したときに、水晶基板１を、主に厚みすべり振動モードで共振させる。
【００２０】
端子電極３ａ、３ｂは、振動電極３ａ、３ｂの各一端を水晶基板１の一辺、いわゆる固定端部まで導出し、該導出部に形成した一対の導電膜であり、振動電極３ａ、３ｂを外部の回路と電気的に接続する入出力端子である。
【００２１】
このような水晶振動子１０は、例えば図３に示すように、水晶振動子１０の端子電極３ａ、３ｂに電気的に接続される一対の接続パッド５ａ、５ｂを有した配線基板４上に取着・実装される。
【００２２】
配線基板４は、例えば、ガラス−セラミック、アルミナセラミックス等のセラミック材料を用いて制作されるキャビティを有した基板である。セラミック材料から成る基板は、例えば、セラミック材料粉末に適当な有機溶剤等を添加・混合して得たセラミックグリーンシートの表面等に配線導体８となる導体ペーストを所定パターンに印刷・塗布するとともに、これを複数枚積層してプレス成形した後、高温で焼成することによって製作される。
【００２３】
接続パッド５ａ、５ｂは、配線基板４上に被着した一対の導電膜であり、銀、銅、タングステン等の金属材料が用いて形成されている。また、必要に応じてニッケルメッキや金メッキが表面に被着される。
【００２４】
導電性接着剤６は、例えばポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂を主成分として、Ａｇなどの導電性材料が均一に分散しているものである。導電性接着剤６は、配線基板４と水晶振動子１の固定端部とを機械的に接合するともに、同時に配線基板４の接続パッド５ａ、５ｂと水晶振動子１の固定端部の下面の端子電極３ａ、３ｂとを夫々電気的に接続するものである。
【００２５】
このような水晶振動子の実装構造は、以下のような製造方法によって得られる。
【００２６】
まず、最初に水晶振動子１及び接続パッド５ａ、５ｂ有した配線基板２を用意する。次に、導電性接着剤６となる導電性樹脂ペーストを塗布する。導電性樹脂接着剤４は、例えばポリイミド系樹脂を主成分とし、Ａｇ粒子を均質に分散されている導電性樹脂ペーストを用い、配線基板４に被着した接続パッド５ａ、５ｂ上に塗布される。次に、導電性接着剤６となる導電性樹脂ペースト上に、水晶振動子１の端子電極３ａ、３ｂが位置するように、配線基板４上に水晶振動子１の固定端部を載置する。そして、水晶振動子１が載置された状態で、導電性樹脂ペーストを約２００℃の加熱処理により完全に加熱硬化する。これにより、導電性ペーストは導電性接着剤６となり、水晶振動子１０が配線基板４上に実装されることとなる。
【００２７】
ここで、本実施形態では、振動電極２ａ、２ｂを、略矩形状をなす水晶基板１の一辺部に形成した端子電極３ａ、３ｂで片面保持により実装させる水晶振動子１０において、端子電極３ａ、３ｂの形成領域に水晶基板１の厚み方向に貫通する切り欠き７を形成したので、配線基板４上の接続パッド５ａ、５ｂに接続する導電性接着剤６が、切り欠き７の形成領域に充填されることとなり、導電性接着剤６と水晶基板１の端面との接触面積が広くなる。従って、水晶基板１と導電性接着剤６との接合強度が強くなり、端子電極３ａ、３ｂと導電性接着剤６との接着状態が安定な状態を維持するので、共振周波数等の振動特性の信頼性を高めることが可能となる。
【００２８】
尚、上述の切り欠き７は、従来周知のフォトエッチング法によって水晶を削る方法により形成することが可能である。このフォトエッチングは、水晶の単結晶から切り出した直後のウェハー状態で行えば、工程数が少なくてすむが、ウェハーから略矩形状の水晶基板に切り出してから行っても構わない。また、切り欠き７は、その一部が端子電極の形成領域にあればよいものであり、端子電極の形成領域をはみ出して形成されても構わない。
【００２９】
また、本実施形態では、切り欠き７の内側面に端子電極３ａ、３ｂの一部が延在されているので、水晶振動子１を配線基板４上の接続パッド５ａ、５ｂに導電性接着剤６を介して接続したときに、端子電極３ａ、３ｂと導電性接着剤６との接触面積が広くなり、接触抵抗が小さくなる。従って、端子電極３ａ、３ｂと導電性接着剤６との接着状態に変動があった場合であっても、接触抵抗の変動値が抑えられるので、水晶振動子１０のインピーダンスが変化しにくくなり、振動特性のばらつきの発生を低減することが可能となる。
【００３０】
かくして本発明の水晶振動子１０は、水晶振動子と導電性接着剤との接合強度を強くして、振動特性の信頼性を高めることが可能となり、また、本発明の水晶振動子の実装構造を用いた水晶発振器等は、携帯電話機等の通信機器において、安定した基準クロック源として機能する。
【００３１】
尚、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。
【００３２】
例えば、上述した実施形態においては、切り欠きの形状を上面から見て半円としているが、これに限らず、長方形や多角形の形状についても適用可能である。
【００３３】
また、導電性接着剤は、切り欠きの形成領域に充填するにとどまらず、隣接する、水晶振動子における端子電極や、配線基板における接続パッドが、互いに電気ショートしない範囲で形成可能である。このとき、導電性接着剤が、水晶基板の上面側にはみ出しても構わず、上述のように、端子電極が互いに電気ショートしない範囲で広がって形成させることができ、水晶振動子と導電性接着剤との接合強度をより強めることが可能となる。
【００３４】
更に、本実施形態では、切り欠きは、上面から見て開口した形状としているが、これに限らず、水晶基板の一辺より離間した位置に貫通孔状の切り欠きを形成するようにしてもよい。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、振動電極を、略矩形状をなす水晶基板の一辺部に形成した端子電極で、片面保持により実装させる水晶振動子において、前記端子電極の形成領域に水晶基板の厚み方向に貫通する切り欠きを形成するようにしたことから、配線基板上の接続パッドに接続する導電性接着剤が、前記切り欠きの形成領域に充填されることとなり、導電性接着剤と水晶基板の端面との接触面積を広くなすことができる。従って、水晶基板と導電性接着剤との接合強度が向上されて、端子電極と導電性接着剤との接着状態が安定な状態となり、共振周波数等の振動特性の信頼性を高めることが可能となる。
【００３６】
また、本発明によれば、前記切り欠きの内側面に前記端子電極の一部が延在されているため、水晶振動子を配線基板上の接続パッドに導電性接着剤を介して接続したときに、端子電極と導電性接着剤との接触面積が広くなり、接触抵抗が小さくなる。従って、端子電極と導電性接着剤との接着状態に変動があった場合であっても、接触抵抗の変動値が小さく抑えられるので、水晶振動子のインピーダンスが変化しにくく、振動特性のばらつきの発生を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る水晶振動子の外観斜視図である。
【図２】図１の水晶振動子のＡ−Ａ´断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る水晶振動子の実装構造を示す断面図である。
【図４】従来の水晶振動子を上方から見た平面図である。
【図５】従来の水晶振動子の実装構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１・・・水晶基板
２ａ、２ｂ・・・振動電極
３ａ、３ｂ・・・端子電極
４・・・配線基板
５ａ、５ｂ・・・接続パッド
６・・・導電性接着剤
７・・・切り欠き
１０・・・水晶振動子
【図１】
2004328338.tif 000003
【図２】
2004328338.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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