(57)【要約】【課題】取り扱いが簡便で、全体構造の小型化にも比較的容易に対応することができる圧電振動子を提供する。【解決手段】容器体１の下面にグランド端子３ａを含む複数個の外部端子３を、上面に凹部１ａを設けるとともに、該凹部１ａ内に圧電振動素子５を収容し、前記容器体１の上面に凹部１ａの開口部を塞ぐ金属製の蓋体８を取着させてなる圧電振動子において、前記蓋体８と前記グランド端子３ａとを、容器体１の凹部内面に被着させたグランド配線導体６を介して電気的に接続させる。【選択図】図１
2005217801.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器体の下面にグランド端子を含む複数個の外部端子を、上面に凹部を設けるとともに、該凹部内に圧電振動素子を収容し、前記容器体の上面に前記凹部の開口部を塞ぐ金属製の蓋体を取着させてなる圧電振動子において、
前記蓋体と前記グランド端子とを、前記容器体の凹部内面に被着させたグランド配線導体を介して電気的に接続したことを特徴とする圧電振動子。
【請求項２】
前記グランド配線導体が、前記凹部の開口部から凹部底面にかけて柱状に形成された切り欠きの内面に被着されていることを特徴とする請求項１に記載の圧電振動子。
【請求項３】
前記容器体の凹部開口部が矩形状を成しており、前記切り欠きが前記開口部の角部に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の圧電振動子。
【請求項４】
前記容器体が矩形状をなしており、前記容器体の角部から該角部に近接する切り欠きまでの最短距離Ｄと、前記角部の両側に配されている容器体外側面−凹部内壁間の側壁部の厚みＴ１，Ｔ２とが下記関係式(1)(2)の双方を満たすように設定されていることを特徴とする請求項３に記載の圧電振動素子。
Ｄ≧Ｔ１・・・関係式(1)
Ｄ≧Ｔ２・・・関係式(2)
【請求項５】
前記圧電振動素子が水晶振動素子であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の圧電振動子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯用通信機器や電子計算機等の電子機器に用いられる水晶振動子等の圧電振動子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、携帯用通信機器や電子計算機等の電子機器に水晶振動子が用いられている。
【０００３】
かかる従来の水晶振動子としては、例えば図３に示す如く、アルミナセラミックス等から成る容器体２１の上面に凹部２２を形成するとともに、該凹部２２内に水晶振動素子２３を搭載・収容し、前記容器体２１の上面に、凹部２２の開口部を塞ぐようにして金属製の蓋体２４を取着・接合した構造のものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
尚、前記蓋体２４は、容器体２１の上面に金属シート等を介して載置・固定されており、従来周知の抵抗溶接等によって容器体２１の上面に接合される。これにより、凹部２２の内面と蓋体２４の下面とで囲まれた領域が気密封止されることとなる。
【０００５】
また上述した従来の水晶振動子は、通常、蓋体２４が容器体内部のビアホール導体２６等を介して容器体下面のグランド端子２７に電気的に接続されており、水晶振動子の使用時、蓋体２４をグランド電位に保持しておくことにより、水晶振動素子２３をノイズ等の不要な電気的作用から保護するようにしている。
【０００６】
かかる水晶振動子は、容器体２１の下面に設けられる入出力端子（入力端子・出力端子）を介して水晶振動素子２３の振動電極間に外部からの変動電圧が印加されると、水晶振動素子２３の特性に応じた所定の周波数で厚みすべり振動を起こし、その周波数に基づいて外部の発振回路で所定の発振信号を生成・出力することによって水晶振動子として機能する。そして、得られた発振信号は、例えば携帯用通信機器等の電子機器におけるクロック信号（基準信号）として利用される。
【特許文献１】特開２００１−２７４６４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上述した従来の水晶振動子においては、蓋体２４とグランド端子２７とが容器体内部のビアホール導体２６等を介して電気的に接続されており、かかるビアホール導体２６のうち、容器体２１の上面に導出される部位は容器体２１の側壁部（凹部内壁と容器体外壁との間の部位）に埋設されている。それ故、近時の水晶振動子の小型化に伴い上述した側壁部の厚みを薄くした場合、側壁部に埋設されるビアホール導体２６の径も小さくなってしまい、その結果、ビアホール導体２６の上端が露出される容器体２１の上面において金属シート等との導通を確実にとることが困難になるという欠点を有していた。
【０００８】
そこで上記欠点を解消するために、上述したビアホール導体２６の代わりに、容器体外壁面の上端から下端にかけて帯状のグランド配線導体を被着させ、このグランド配線導体を介して蓋体２４とグランド端子２７とを電気的に接続することが考えられる。
【０００９】
しかしながら、容器体２１の外壁面にグランド配線導体を被着させた場合、水晶振動子を半田付け等によってマザーボード等の外部配線基板上に実装した際に溶融した半田の一部がグランド配線導体に付着して短絡を起こしたり、或いは、溶融した半田がグランド配線導体を伝って蓋体２６の近傍まで這い上がり、これがＡｕ−Ｓｎ等の接合材と混ざり合うことで蓋体２６の接合強度を著しく低下させてしまう恐れがあり、水晶振動子の取り扱いに簡便性を欠く欠点を有していた。
【００１０】
本発明は上記欠点に鑑み案出されたもので、その目的は、取り扱いが簡便で、全体構造の小型化にも比較的容易に対応することができる圧電振動子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の圧電振動子は、容器体の下面にグランド端子を含む複数個の外部端子を、上面に凹部を設けるとともに、該凹部内に圧電振動素子を収容し、前記容器体の上面に前記凹部の開口部を塞ぐ金属製の蓋体を取着させてなる圧電振動子において、前記蓋体と前記グランド端子とを、前記容器体の凹部内面に被着させたグランド配線導体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。
【００１２】
また本発明の圧電振動子は、前記グランド配線導体が、前記凹部の開口部から凹部底面にかけて柱状に形成された切り欠きの内面に被着されていることを特徴とするものである。
【００１３】
更に本発明の圧電振動子は、前記容器体の凹部開口部が矩形状を成しており、前記切り欠きが前記開口部の角部に設けられていることを特徴とするものである。
【００１４】
また更に本発明の圧電振動子は、前記容器体が矩形状を、前記切り欠きが略円柱状をなしており、前記容器体の角部から該角部に近接する切り欠きまでの最短距離Ｄと、前記角部の両側に配されている容器体外側面−凹部内壁間の側壁部の厚みＴ１，Ｔ２とが関係式「Ｄ≧Ｔ１」「Ｄ≧Ｔ２」の双方を満たすように設定されていることを特徴とするものである。
【００１５】
更にまた本発明の圧電振動子は、前記圧電振動素子が水晶振動素子であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の圧電振動子によれば、圧電振動素子が収容される容器体の凹部内面にグランド配線導体を被着させるとともに、該グランド配線導体を介して容器体上の金属製蓋体と容器体下面のグランド端子とを電気的に接続するようにしたことから、圧電振動子の小型化に伴い容器体の側壁部の厚みを薄くする場合であっても、容器体の側壁部の厚みに左右されることなくグランド配線導体を容器体上面の接合用導体と確実に接続させることができ、圧電振動子の小型化に供することが可能となる。
【００１７】
しかも本発明の圧電振動子によれば、前記グランド配線導体は容器体の凹部内面に被着されていることから、圧電振動子を半田付け等によってマザーボード等の外部配線基板上に実装する際、溶融した半田の一部がグランド配線導体に付着して短絡を起こしたり、或いは、溶融した半田が蓋体を接合するＡｕ−Ｓｎ等の接合材と混ざり合うことで蓋体の接合強度を低下させるといった問題は皆無となり、取り扱いが簡便な圧電振動子が得られるようになる。
【００１８】
また本発明の圧電振動子によれば、上述したグランド配線導体を凹部の開口部から凹部底面にかけて柱状に形成された切り欠きの内面に被着させておけば、圧電振動素子が凹部内でグランド配線導体に接触して短絡するのを有効に防止することができ、圧電振動子の生産性を高く維持することが可能になる。
【００１９】
更に本発明の圧電振動子によれば、凹部の開口部を矩形状に成し、側壁部の厚みが最も厚い凹部内面の内側角部に上述の切り欠きを設けておくことにより、容器体の機械的強度を高く保つことができるようになり、外力の印加に伴う容器体の破損を有効に防止することが可能となる。またこの場合、容器体の角部から該角部に近接する切り欠きまでの最短距離Ｄを、角部の両側に配されている容器体側壁部の厚みＴ１，Ｔ２よりも大きく設定しておくことにより、外力の印加に伴う容器体の破損をより確実に防止することができ、圧電振動子の信頼性を高く維持することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。
【００２１】
図１は本発明の圧電振動子を水晶振動子に適用した一実施形態を示す断面図であり、同図に示す水晶振動子は、大略的に、容器体１と、圧電振動素子としての水晶振動素子５と、蓋体８とで構成されている。
【００２２】
前記容器体１は、例えば、アルミナセラミックス、ガラス−セラミック等のセラミック材料から成る絶縁層を複数層、積層することによって形成されており、その上面にはその中央域に矩形状に開口する凹部１ａが、周辺域に凹部１ａの開口部を囲繞する環状の接合用導体９が形成され、下面には入力端子、出力端子及びグランド端子３ａを含む複数個の外部端子３が設けられている。
【００２３】
前記容器体１は、その内部、具体的には凹部１ａ内で水晶振動素子５を収容するためのものであり、凹部１ａの底面には一対の接続パッド２が、凹部１ａの内壁には円柱状の切り欠き４が形成されている。
【００２４】
前記凹部１ａの底面に設けられている一対の接続パッド２は、その上面側で水晶振動素子５の振動電極に導電性接着材を介して電気的に接続され、下面側で容器体内部の導体パターンやビアホール導体等を介して入出力端子（入力端子・出力端子）に電気的に接続される。
【００２５】
一方、前記凹部１ａの内壁に設けられている切り欠き４は、凹部１ａの４つのコーナーのうち２つのコーナー部分に設けられており、凹部１ａの開口部から凹部底面にかけて形成されている。
【００２６】
そして、このような切り欠き４に臨む凹部１ａの内面にはグランド配線導体６が被着・形成されており、かかるグランド配線導体６の上端側は接合用導体９に電気的に接続され、下端側は容器体１内の凹部底面よりも下方に埋設されたビアホール導体を介して容器体下面のグランド端子３ａに電気的に接続されている。
【００２７】
また、前記容器体１の上面に設けられている接合用導体９は、例えば、Ａｕ−Ｓｎ，Ａｕ−Ｎｉ等の導電性材料によって環状に形成されており、該接合用導体９の表面に後述するシールリング１０が接合される。
【００２８】
更にまた、前記容器体１の下面に設けられている複数個の外部端子３は、水晶振動子をマザーボード等の外部配線基板上に搭載する際、外部配線基板の配線と半田等の導電性接着材を介して電気的に接続するための端子として機能するものである。
【００２９】
尚、上述した容器体１は、アルミナセラミックスから成る場合、所定の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に外部端子３や接続パッド２，導体パターン等となる導体ペーストを、またセラミックグリーンシートに打ち抜き等を施して予め穿設しておいた貫通孔内にビアホール導体となる導体ペーストを、従来周知のスクリーン印刷等によって塗布するとともに、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。また、前記切り欠き４の奥行きは、例えば、容器体１の側壁部（凹部内壁面と容器体外壁面との間の領域）の厚みが２００μｍの場合、４０μｍ〜８０μｍの深さに設定され、その形成領域と接するように設けられるグランド配線導体６は従来周知の電解メッキ法等によって凹部１ａの内面に被着・形成される。
【００３０】
そして、前記容器体１の凹部１ａ内に収容される水晶振動素子５は、所定の結晶軸でカットした、厚み３０μｍ〜１６０μｍの水晶片の両主面に一対の振動電極（図示せず）を被着・形成してなり、外部からの変動電圧が一対の振動電極を介して水晶片に印加されると、所定の周波数で厚みすべり振動を起こすようになっている。
【００３１】
このような水晶振動素子５は、その両主面に被着されている振動電極と凹部底面の対応する接続パッド２とを導電性接着材７を介して電気的・機械的に接続することによって容器体１の凹部底面に搭載される。
【００３２】
更にまた、前記容器体１の上面にはシールリング１０を介して金属製の蓋体８が固定されており、これによって蓋体８はシールリング１０、接合用導体９及びグランド配線導体６を介して容器体下面のグランド端子３ａと電気的に接続され、同時に、蓋体８の下面で凹部１ａの開口部が塞がれ、水晶振動素子５が収容される領域を気密封止している。
【００３３】
このとき、金属から成る蓋体８は先に述べたグランド配線導体６等を介してグランド端子３ａと電気的に接続されており、水晶振動子の使用時、蓋体８はグランド電位に保持されることとなるため、蓋体８のシールド作用によって、水晶振動素子５を外部からの不要な電気的作用より良好に保護することができる。
【００３４】
またこの場合、グランド配線導体６は容器体１の凹部内面に被着されているため、水晶振動素の小型化に伴い容器体１の側壁部の厚みを薄くする場合であっても、容器体１上の蓋体８とグランド端子３ａとを容器体１の側壁部の厚みに左右されることなくグランド配線導体６でもって確実に接続させることができ、水晶振動子の小型化に供することが可能となる。
【００３５】
しかも、前記グランド配線導体６は容器体１の凹部内面に被着されていることから、水晶振動子を半田付け等によってマザーボード等の外部配線基板上に実装する際に、溶融した半田の一部がグランド配線導体６に付着して短絡を起こしたり、或いは、溶融した半田が蓋体８を接合するＡｕ−Ｓｎ等の接合材と混ざり合うことで蓋体８の接合強度を低下させるといった問題は皆無となり、取り扱いが簡便な水晶振動子が得られる利点もある。
【００３６】
また前記グランド配線導体６は、凹部１ａの開口部から凹部底面にかけて柱状に形成された切り欠き４の内面に被着させてあるため、水晶振動素子５が凹部１ａ内でグランド配線導体６に接触して短絡するといった不具合の発生を有効に防止することができ、水晶振動子の生産性を高く維持することも可能となる。
【００３７】
更に本実施形態においては、容器体１の側壁部の厚みが最も厚くなっている凹部内面の内側角部に切り欠き４を設けるようにしているため、切り欠き４を設けたことによる容器体１の強度低下を極力小さく抑えて、容器体１の機械的強度を高く保つことができ、外力の印加に伴う容器体１の破損を有効に防止することが可能となる。この点において、より好適な条件としては、容器体１の角部から該角部に近接する切り欠き４までの最短距離Ｄを、角部の両側に配されている容器体側壁部の厚みＴ１，Ｔ２よりも大きく設定しておくことであり、これによって外力の印加に伴う容器体１の破損をより確実に防止し、水晶振動子の信頼性を高く維持することが可能となる。
【００３８】
尚、蓋体８及びシールリング１０はコバールや４２アロイ，リン青銅等の金属によってそれぞれ所定形状をなすように形成されており、前記シールリング１０はＡｕ−Ｓｎ，Ａｕ−Ｎｉ等の接合材を介して容器体上面の接合用導体９に接合させることによって容器体１に取着され、前記蓋体８は従来周知のシーム溶接（抵抗溶接）等を採用し、蓋体８の下面外周部をＡｕ−Ｎｉ等の接合材を介してシールリング１０の上面に接合させることによってシールリング１０の上面に取着される。
【００３９】
このとき、蓋体８の接合作業を窒素ガスやアルゴンガス等の不活性ガス雰囲気中で行うようにすれば、水晶振動素子５が収納される空間には不活性ガスが充満されるため、水晶振動素子５が酸素や大気中の水分等によって腐食・劣化するのを有効に防止することができる。従って、蓋体８の接合作業は窒素ガスやアルゴンガス等の不活性ガス雰囲気中で行うことが好ましい。
【００４０】
かくして上述した水晶振動子は、容器体１の下面に設けられている入出力端子を介して水晶振動素子５の振動電極間に外部からの変動電圧を印加し、水晶振動素子５を所定の周波数で厚みすべり振動させることによって水晶振動子として機能する。かかる水晶振動子の周波数に基づいて外部の発振回路で生成・出力された発振信号は、例えば、携帯用通信機器等の電子機器における基準信号（クロック信号）として利用されることとなる。
【００４１】
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。
【００４２】
例えば、上述した実施形態においては、シールリング１０を用いて蓋体８を容器体１上に取着させるようにしたが、これに代えて、容器体上面の接合用導体９に対して蓋体８を直接、接合することにより蓋体８を容器体１上に取着させるようにしても構わない。
【００４３】
また上述した実施形態においては、凹部１ａ内に設けた切り欠き４の内面にグランド配線導体６を被着させるようにしたが、そのような実施形態に限定されるものではなく、グランド配線導体６を凹部１ａの内壁面に直接被着させても良いし、グランド配線導体６を切り欠き４の内面に被着させる場合であっても切り欠き４を凹部１ａのコーナー以外の箇所に設けるようにしても良い。この場合、切り欠き４は半円柱状になしておくことが好ましく、このように切り欠き４の内面を曲面状になしておくことにより、グランド配線導体６を切り欠き４の形成領域に臨む凹部１ａの内面に良好に被着させておくことができる。
【００４４】
更に上述した実施形態においては、圧電振動素子として水晶振動素子を用いることにより水晶振動子を構成するようにしたが、それ以外の圧電振動子、例えば、弾性表面波素子等を用いて圧電振動子を構成する場合においても本発明は適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の圧電振動子を水晶振動子に適用した一実施形態を示す分解斜視図である。
【図２】図１の水晶振動子の断面図である。
【図３】従来の圧電振動子の断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１・・・容器体
１ａ・・・凹部
２・・・接続パッド
３・・・外部端子
３ａ・・・グランド端子
４・・・切り欠き
５・・・水晶振動素子（圧電振動素子）
６・・・グランド配線導体
７・・・導電性接着材
８・・・蓋体
９・・・接合用導体
１０・・・シールリング
【図１】
2005217801.tif 000003
【図２】
2005217801.tif 000004
【図３】
2005217801.tif 000005