(57)【要約】【課題】小型化に対応すると共に、熱歪みの影響を緩和する表面実装型圧電発振器を提供する。【解決手段】プリント配線基板７の一方の主面（上面）の略中央に突設する凸部７ａと該凸部７ａの他方の主面（下面）側周縁に形成する環状の鍔部７ｂとを一体的に形成したものであって、凸部７ａの上面に少なくとも水晶振動子２及び調整回路用電子部品５実装用の電極パッド６ａを配設すると共に、少なくとも該凸部７ａに対応する内層部分にシールド層６ｃを配設する。鍔部７ｂの上面に発振回路用電子部品３及び補償回路用電子部品４実装用の電極パッド６ｂを配設すると共に該鍔部７ｂの他方の主面に電極パッド６ａ及び６ｂとシールド層６ｃとに電気的導通する外部端子６ｄを配設する。前記電極パッド６ａ及び６ｂに前記水晶振動子２及び電子部品群を実装した上で、少なくとも水晶振動子２及び調整回路用電子部品５を実装した前記凸部７ａの上方を前記カバー８で被う構造を有する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも圧電振動子と、
発振回路を構成するための発振回路用電子部品と、
発振周波数調整回路を構成するための調整回路用電子部品と、
前記圧電振動子と前記電子部品群とを実装するためのプリント配線基板と、
下方に開口する凹部を有する金属製のカバーと、を備え、
前記プリント配線基板の一方の主面に突設する凸部と該凸部周縁に形成すると共に他方の主面に外部端子を備える鍔部とを形成し、該凸部に少なくとも前記圧電振動子及び前記調整回路用電子部品を実装し該凸部の上方を前記カバーで被う構造を有する表面実装型圧電発振器。
【請求項２】
前記プリント配線基板が前記凸部を構成する第１のプリント配線基板と前記鍔部を構成する第２のプリント配線基板とを接合したものであることを特徴とする請求項１に記載の表面実装型圧電発振器。
【請求項３】
前記第１及び前記第２のプリント配線基板は互いに異なる絶縁材料にて構成したプリント配線基板であることを特徴とする請求項２に記載の表面実装型圧電発振器。
【請求項４】
前記第２のプリント配線基板がフレキシブルプリント基板であることを特徴とする請求項３に記載の表面実装型圧電発振器。
【請求項５】
少なくとも圧電振動子と、発振回路を構成するための発振回路用電子部品と、発振周波数調整回路を構成するための調整回路用電子部品と、前記圧電振動子と前記電子部品群とを実装するためのプリント配線基板と、下方に開口する凹部を有する金属製のカバーと、を備え、前記プリント配線基板の一方の主面に前記圧電振動子及び前記調整回路用電子部品を実装した上で前記カバーで被う構造を有する表面実装型圧電発振器であって、
前記プリント配線基板の一方の主面の前記圧電振動子及び前記調整回路用電子部品を実装する領域近傍に溝部を形成してあることを特徴とする表面実装型圧電発振器。
【請求項６】
前記溝部が前記圧電振動子及び前記調整回路用電子部品を実装する領域夫々を囲繞するように形成してあることを特徴とする請求項５に記載の表面実装型圧電発振器。
【請求項７】
前記溝部が前記プリント配線基板の他方の主面側に備えていることを特徴とする請求項５又は６に記載の表面実装型圧電発振器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発振器等として使用される表面実装型圧電デバイスに関し、該圧電デバイスを外部の実装基板に接続する場合に発生する種々の不具合を解決した表面実装型圧電発振器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話機等の移動体通信機器の普及に伴う低価格化および小型化の急激な進展により、これらの通信機器に使用される水晶発振器に対しても低価格化、小型化の要求が高まっている。
【０００３】
従来の圧電発振器には、例えば実開昭６２−１８８８１３号公報で開示されたようなものがあり、図７はそのパッケージの構成を示す縦断面図である。
同図から明らかなように従来の圧電発振器１００は、絶縁性の回路基板１０１と、該回路基板１０１に装着した圧電振動子１０２と、該圧電振動子１０２と共に発振回路を構成する回路素子１０３と、回路基板１０１に被せて前記発振回路を密封するカバー１０４と、回路基板１０１に貫装され前記発振回路と外部の実装基板との接続を行なう（ハーメチック）端子１０５と、を具備し、緩衝リング１０６を介して一定間隔の間隙を設けて回路基板１０１と端子１０５とを機械的及び電気的に接続する構造を有する。前記緩衝リング１０６の作用効果は前記圧電発振器１００を外部の実装基板（不図示）にはんだ実装した際、はんだの収縮（凝固）時に発生する内部応力や又は前記回路基板１０１と前記実装基板との熱膨張率差による応力歪み（熱歪み）を抑制するためのものである。
【０００４】
【特許文献１】実開昭６２−１８８８１３号公報。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
近年の小型化への要望を満足するため、現状の圧電発振器では前記緩衝リング１０６及び前記端子１０５を削除し前記回路基板１０１が直接前記実装基板に接合する、所謂表面実装型の圧電発振器が主流になっている。しかしながら、緩衝リング１０６を削除したことで前記熱歪みによって、図８に示すように、表面実装型の圧電発振器１２０を構成する回路基板１１１に反りが生じ該回路基板１１１と外部の実装基板１２１との間、詳細には回路基板１１１が備える圧電振動子１１２及び回路素子１１３の実装パターン１１７と実装基板１２１に内層に形成するシールド層１２２との間に生じた間隙１１８によって浮遊容量が変化（増加）してしまい、圧電発振器１２０の出力周波数が変動する虞がある。
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、小型化に対応すると共に、熱歪みの影響を緩和する表面実装型圧電発振器を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明に係わる請求項１記載の発明は、少なくとも圧電振動子と、発振回路を構成するための発振回路用電子部品と、発振周波数調整回路を構成するための調整回路用電子部品と、前記圧電振動子と前記電子部品群とを実装するためのプリント配線基板と、下方に開口する凹部を有する金属製のカバーと、を備え、前記プリント配線基板の一方の主面に突設する凸部と該凸部周縁に形成すると共に他方の主面に外部端子を備える鍔部とを形成し、該凸部に少なくとも前記圧電振動子及び前記調整回路用電子部品を実装し該凸部の上方を前記カバーで被う構造を有する。
【０００８】
また請求項２記載の発明は、請求項１において、前記プリント配線基板が前記凸部を構成する第１のプリント配線基板と前記鍔部を構成する第２のプリント配線基板とを接合したものであることを特徴とする。
【０００９】
また請求項３記載の発明は、請求項２において、前記第１及び前記第２のプリント配線基板は互いに異なる絶縁材料を有するプリント配線基板であることを特徴とする。
【００１０】
また請求項４記載の発明は、請求項３において、前記第２のプリント配線基板がフレキシブルプリント基板であることを特徴とする。
【００１１】
また請求項５記載の発明は、少なくとも圧電振動子と、発振回路を構成するための発振回路用電子部品と、発振周波数調整回路を構成するための調整回路用電子部品と、前記圧電振動子と前記電子部品群とを実装するためのプリント配線基板と、下方に開口する凹部を有する金属製のカバーと、を備え、前記プリント配線基板の一方の主面に前記圧電振動子及び前記調整回路用電子部品を実装した上で前記カバーで被う構造を有する表面実装型圧電発振器であって、前記プリント配線基板の一方の主面の前記圧電振動子及び前記調整回路用電子部品を実装する領域近傍に溝部を形成してあることを特徴とする。
【００１２】
また請求項６記載の発明は、請求項５において、前記溝部が前記圧電振動子及び前記調整回路用電子部品を実装する領域夫々を囲繞するように形成してあることを特徴とする。
【００１３】
また請求項７記載の発明は、請求項５又は６において、前記溝部が前記プリント配線基板の他方の主面側に備えていることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図示した本発明の実施の形態に基づいて、本発明を詳細に説明する。
【００１５】
図１（ａ）は本発明の第１の実施形態の表面実装型圧電発振器としての水晶発振器の構成を示す縦断面図、図１（ｂ）はカバーを省略した状態の上面図である。
第１の実施形態の温度補償水晶発振器１は、水晶振動素子をセラミックパッケージが備える凹陥部に収容し該凹陥部を金属蓋により気密封止する構造を有する表面実装型の水晶振動子２と、発振回路を構成するための発振回路用電子部品３と、温度補償回路を構成するための補償回路用電子部品４と、発振周波数調整回路を構成するための調整回路用電子部品５と、前記水晶振動子２と前記電子部品群とを実装するためのガラスエポキシ製のプリント配線基板７（以下、別段の絶縁材料の指定がない場合はガラスエポキシプリント配線基板を示す。）と、下方に開口する凹部を有する金属製のカバー８と、を備えたものである。前記プリント配線基板７の一方の主面（上面）の略中央に突設する凸部７ａと該凸部７ａの他方の主面（下面）側周縁に形成する環状の鍔部７ｂとを一体的に形成したものであって、凸部７ａの上面に少なくとも前記水晶振動子２及び前記調整回路用電子部品５実装用の電極パッド６ａを配設すると共に、少なくとも該凸部７ａに対応する内層部分にシールド層６ｃを配設する。鍔部７ｂの上面に前記発振回路用電子部品３及び前記補償回路用電子部品４実装用の電極パッド６ｂを配設すると共に該鍔部７ｂの他方の主面に電極パッド６ａ及び６ｂとシールド層６ｃとに電気的導通する外部端子６ｄを配設する。前記電極パッド６ａ及び６ｂに前記水晶振動子２及び前記電子部品群を実装した上で、少なくとも水晶振動子２及び調整回路用電子部品５を実装した前記凸部７ａの上方を前記カバー８で被う構造を有する。このような構造にすることで前記熱歪みを鍔部７ｂで緩和、即ち該鍔部７ｂを熱歪みによって変形させ、熱歪みに対する感度が鋭敏な水晶振動子２及び調整回路用電子部品５を実装した凸部７ａに熱歪みが波及しないようにしてある。
【００１６】
図２は本発明の第２の実施形態の表面実装型圧電発振器としての水晶発振器の構成を示す縦断面図である。
第２の実施形態の水晶発振器が第１の実施形態と異なる点は、前記プリント配線基板を２枚のプリント配線基板を組み合わせて構成した点にある。図２に示すように、ポリイミドフィルムを基材に配線をパターニングした回路基板、所謂フレキシブルプリント基板（第２のプリント配線基板）２７ｂの略中央に該第２のプリント配線基板２７ｂより小さい面積を有するプリント配線基板（第１のプリント配線基板）２７ａを機械的及び電気的に接続することで、第１のプリント配線基板２７ａが凸部１７ａ（前記凸部７ａに相当する。）となり該第１のプリント配線基板２７ａと第２のプリント配線基板２７ｂとが重ならない部分が鍔部１７ｂ（前記鍔部７ｂに相当する。）となる。このような構造にすることで前記熱歪みを高屈曲及び高耐折性を備える第２のプリント配線基板２７ｂ（鍔部１７ｂ）で緩和、即ち鍔部１７ｂを熱歪みによって変形させ、熱歪みに対する感度が鋭敏な前記水晶振動子２及び前記調整回路用電子部品５を実装した第１のプリント配線基板２７ａ（凸部１７ａ）に熱歪みが波及しないようにしてある。なお、シールド層２６ｃは少なくとも第１のプリント配線基板２７ａに形成する。
【００１７】
図３（ａ）及び（ｂ）は本発明の第３の実施形態の表面実装型圧電発振器としての水晶発振器に係わるプリント配線基板の下面図である。
第３の実施形態の水晶発振器が第１及び第２の実施形態と異なる点は、プリント配線基板の他方の主面に有する前記凸部に対応する領域と前記外部端子との間隙に溝部を形成した点にある。矩形平板状のプリント配線基板３７の他方の主面（下面）の略中央、即ち該プリント配線基板３７を挟んで前記凸部に相当する領域（前記水晶振動子及び前記調整回路用電子部品を実装する領域）に対応する領域３７ａと前記外部端子６ｄとの間隙の少なくとも（プリント配線基板３７における）短手方向又は長手方向に、例えば図３（ａ）に示すように、短手方向に溝部３９ａを形成する。また図３（ｂ）に示すように、前記水晶振動子を実装する領域３０ａと前記調整回路用電子部品を実装する領域３０ｂとが近接しない、即ち一定の間隔を隔てて配設された場合は該領域３０ａ及び３０ｂのそれぞれを囲繞する溝部３９ｂ及び３９ｃを形成する。このような構造にすることで前記熱歪みを溝部３９ａ乃至３９ｃで緩和、即ち薄肉の溝部３９ａ乃至３９ｃを熱歪みによって変形させ、熱歪みに対する感度が鋭敏な水晶振動子２及び調整回路用電子部品５を実装した前記領域３７ａ、３０ａ、３０ｂに熱歪みが波及しないようにしており、平板状のプリント配線基板３７で上記の作用効果を得られるという点で優れている。
【００１８】
図４は本発明の第１の変形実施形態（第４の実施形態）の表面実装型圧電発振器としての水晶発振器に係わるプリント配線基板の上面図である。
第４の実施形態の水晶発振器が第１の実施形態と異なる点は、前記外部端子を配設する絶縁層及びその近傍のみを薄くした点にある。図４に示すように、プリント配線基板４７の上面側の前記外部端子６ｄとその近傍に対応する絶縁層を薄くする、即ち上面の四隅に（前記鍔部７ｂに相当する）段差部４０を形成してある。換言すれば、前記段差部４０を除くプリント配線基板４７の上面が前記凸部になり該凸部の上面に前記水晶振動子及び前記電子部品群を実装することになる。このような構造にすることで前記熱歪みを段差部４０で緩和、即ち薄肉の段差部４０を熱歪みによって変形させ、熱歪みに対する感度が鋭敏な水晶振動子２及び調整回路用電子部品５のみならず前記発振回路用電子部品３、前記補償回路用電子部品４にも熱歪みが波及しないようにしてある。
【００１９】
図５は本発明の第２の変形実施形態（第５の実施形態）の表面実装型圧電発振器としての水晶発振器に係わるプリント配線基板の上面図である。
第５の実施形態の水晶発振器が第２の実施形態と異なる点は、前記第１のプリント配線基板と重ならない前記第２のプリント配線基板のスペースに前記外部端子のみを配設した点にある。図５に示すように、第２のプリント配線基板５７ｂと第１のプリント配線基板５７ａとが重ならない部分、即ち前記鍔部１７ｂに相当する部分の他方の主面（下面。本図の向う面。）に前記外部端子６ｄを配設し該外部端子６ｄ及びその近傍以外の部分を削除することで舌片状の鍔部５０を形成する。前記水晶振動子及び前記電子部品群は前記第１のプリント配線基板５７ａの一方の主面に実装することになり、前記熱歪みを鍔部５０で緩和、即ち鍔部５０を熱歪みによって変形させ、熱歪みに対する感度が鋭敏な水晶振動子２及び調整回路用電子部品５のみならず前記発振回路用電子部品３、前記補償回路用電子部品４にも熱歪みが波及しないようにしてある。鍔部５０が舌片状であることから熱歪みによる変形がさらに容易になるという作用効果を有する。
【００２０】
図６（ａ）〜（ｂ）は本発明の第１乃至第５の実施形態の表面実装型圧電発振器としての水晶発振器に係わるカバーの設置方法を示す側面図である。
図６（ａ）に示すように、前記カバー８が有する凹部の周縁と前記凸部６７ａの端面とが当接するようにカバー８を載置し、該カバー８の周縁に突設する板状の脚部６５と凸部６７ａの端面に配設する接続端子６６ａとをはんだ（不図示）により導通固定する。また図６（ｂ）に示すように、カバー６８を凸部６７ａ上面に載置する共に、該カバー６８の凹部の開口周縁近傍と凸部６７ａの上面に配設する接続端子６６ｂとをはんだ６０により導通固定する。該接続端子６６ａ及び６６ｂは前記外部端子６ｄと電気的導通しており該外部端子６ｄをアース電位とすることでカバー８及び６８がシールドとして機能することになる。
【００２１】
温度補償水晶発振器（ＴＣＸＯ）を用いて本発明を説明したが、ＳＰＸＯ、ＶＣ−ＴＣＸＯ、ＶＣＸＯ、ＯＣＸＯ、ＳＡＷ発振器等のデバイスに適用できることは云うまでもない。
【００２２】
また本発明は、水晶振動素子（を用いた水晶振動子）のみに限定するものではなくランガサイト、四方酸リチウム、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム等のその他の圧電振動素子（を用いた圧電振動子）に適用できることは云うまでもない。更に、ガラスエポキシ製のプリント配線基板（前記フレキシブルプリント基板（第２のプリント配線基板）は除く。）のみに限定するものではなくセラミック、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂、紙フェノール等のその他の絶縁材料（を用いたプリント配線基板）に適用できることは云うまでもない。
【００２３】
このように構成することにより、小型化に対応すると共に、熱歪みの影響を緩和する表面実装型圧電デバイスが得られる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、プリント配線基板に熱歪みが生じても該プリント配線基板の熱歪みに対する感度が鋭敏な圧電振動子及び調整回路用電子部品を実装した部位に熱歪みが伝達することが無くなり、即ち圧電発振器の出力周波数が変動することが無くなるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態としての水晶発振器の構成図。
（ａ）縦断面図。
（ｂ）カバーを省略した状態の上面図。
【図２】本発明の第２の実施形態としての水晶振動子の構成を示す縦断面図。
【図３】本発明の第３の実施形態としての水晶発振器に係わるプリント配線基板の下面図。
【図４】本発明の第４の実施形態としての水晶発振器に係わるプリント配線基板の上面図。
【図５】本発明の第５の実施形態としての水晶発振器に係わるプリント配線基板の上面図。
【図６】本発明の第１乃至第５の実施形態としての水晶発振器に係わるカバーの設置方法を示す側面図。
【図７】従来の水晶発振器の構成を示す縦断面図。
【図８】従来の水晶発振器における実装不具合の説明図。
【符号の説明】
１…温度補償水晶発振器    ２…水晶振動子    ３…発振回路用電子部品
４…補償回路用電子部品    ５…調整回路用電子部品
６ａ、６ｂ…電極パッド    ６ｃ…シールド層    ６ｄ…外部端子
７…プリント配線基板    ７ａ…凸部    ７ｂ…鍔部    ８…カバー
１７ａ…凸部    １７ｂ…鍔部    ２６ｃ…シールド層
２７ａ…第１のプリント配線基板    ２７ｂ…第２のプリント配線基板
３０ａ、３０ｂ…領域    ３７…プリント配線基板
３９ａ、３９ｂ、３９ｃ…溝部
４０…段差部    ４７…プリント配線基板    ５０…鍔部
５７ａ…第１のプリント配線基板    ５７ｂ…第２のプリント配線基板
６０…はんだ    ６５…脚部    ６６ａ、６６ｂ…接続端子
６７ａ…凸部    カバー６８
１００、１２０…圧電発振器    １０１、１１１…回路基板
１０２、１１２…圧電振動子    １０３、１１３…回路素子
１０４…カバー    １０５…端子    １０６…緩衝リング
１１７…実装パターン    １１８…間隙    １２１…実装基板
１２２…シールド層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2005039435.tif 000007
【図６】
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【図７】
2005039435.tif 000009
【図８】
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