(57)【要約】【課題】従来の圧電振動子及びその製造方法では、圧電振動子の小型化薄型化が進むにつれ、内部に搭載する圧電振動板と、容器体凹部内の壁面や底面との間隔が著しく狭くなる。この際に、圧電振動板の搭載時に平面方向又は垂直方向の位置ズレが生じた場合、圧電振動板の一部が容器体の凹部内壁に接触してしまい、圧電振動板の振動特性に悪影響を与えてしまう。【解決手段】容器体凹部底面に形成した素子接続用電極パッドの近傍に支持台が配置されており、この支持台の頂部に圧電振動板が配置されており、接続用電極膜と素子接続用電極パッドには導電性接着剤が塗布されており、少なくとも圧電振動板の接続用電極膜が形成されている領域及び塗布された導電性接着剤を覆うような位置に、絶縁材質製のカバーを配置し、カバー、圧電振動板、支持台及び素子接続用電極パッドとの間をこの導電性接着剤により固着してあることを特徴とする圧電振動子。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁材により形成された容器体の内部に凹部空間が形成され、該凹部の内部底面上に形成した接続用電極パッド上に、表裏主面上の長さ方向の一方端に接続用電極膜を形成した短冊状の圧電振動体が、該接続用電極パッドと該接続用電極膜とが相対するように配置され、且つ該接続用電極パッドと該接続用電極膜とを導電性接着剤で固着導通させてなる圧電振動子において、
該凹部底面に形成した該接続用電極パッドの近傍に支持台が配置されており、該支持台の頂部に圧電振動板が配置されており、且つ該圧電振動板に形成されている接続用電極膜と該接続用電極パッドとは導電性接着剤により電気的に接続しており、少なくとも該圧電振動板の該接続用電極膜が形成されている領域及び該導電性接着剤を覆うような位置に絶縁材質製のカバーを該カバーの側面を該凹部内壁面に密接するように配置し、該カバー、該圧電振動板、該支持台及び該接続用電極パッドとの間を該導電性接着剤により固着してあることを特徴とする圧電振動子。
【請求項２】
絶縁材により形成された容器体の内部に凹部空間が形成され、該凹部の内部底面上に形成した接続用電極パッド上に、表裏主面上の長さ方向の一方端に接続用電極膜を形成した短冊状の圧電振動体が、該接続用電極パッドと該接続用電極膜とが相対するように配置され、且つ該接続用電極パッドと該接続用電極膜とを導電性接着剤で固着導通させてなる圧電振動子の製造方法において、
該凹部底面に形成した該接続用電極パッドの近傍に配置された支持台の頂部に圧電振動板を配置する工程と、
該圧電振動板に形成されている接続用電極膜と該接続用電極パッドとの間に導電性接着剤を塗布する工程と、
少なくとも該圧電振動板の該接続用電極膜が形成されている領域及び該導電性接着剤を覆うような位置に、絶縁材質製のカバーを該圧電振動板上方より該カバー側面と該凹部内壁面とが密接するように配置し、該カバー上面より荷重をかける工程と、
該導電性接着剤に熱を加えて、該カバー、該圧電振動板、該支持台及び該素子接続用電極パッドとの相互間に介在する該導電性接着剤を固化する工程と
を具備することを特徴とする圧電振動子の製造方法。
【請求項３】
該導電性接着剤を加熱固化する方法として、該カバーに直接、発熱体又は該発熱体に接続した導熱体を接触させ、熱が該カバーを伝導して該導電性接着剤を加熱し固化する方法を用いたことを特徴とする請求項２記載の圧電振動子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電振動子及びその製造方法に関し、特に、小型の圧電振動子及びその製造方法に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器に搭載される電子部品の一つである圧電振動子における外形サイズの小型化の要求が強く、それに伴い様々な圧電振動子が発明開示されている。
【０００３】
従来の技術として、圧電振動子の一例としては圧電材として水晶を使用した振動子を例示して説明する。即ち、絶縁材であるセラミックスで形成された容器体の一方の主面には、凹部が形成され、所望の大きさの空間が形成されている。この凹部内の底面上には金属製の素子接続用電極パッドが形成されており、容器体の外面底部に形成した他のマザーボード等に電気的に接続及び固着するための外部接続用電極パッドと容器体内に形成した導体を介して電気的に接続されている。
【０００４】
この素子接続用電極パッドの上に、矩形状に外形加工した水晶素板の表裏主面上に、励振用電極膜、引き出し電極膜及び接続用電極膜を形成した水晶振動板を、接続用電極膜が容器体に形成した素子接続用パッドの上に配置されるような位置に搭載されている。
【０００５】
その重なり合い配置されている素子接続用電極パッドと接続用電極膜へ、導電性接着剤を適量塗布し、この導電性接着剤を塗布後に容器体ごと恒温槽等の中に入れ加熱することにより、導電性接着剤を固化することで、圧電振動板を素子接続用電極パッドに導電性接着剤で固着導通させた水晶振動子を構成する一部分が形成される。
【０００６】
前記のような水晶振動子を含む圧電振動子の構造及びその製造方法については、以下のような文献が開示されている。
【０００７】
【特許文献１】特開平７−２４０６５３号公報
【特許文献２】特開平９−１８６５４５号公報
【特許文献３】特開２００３−１７９７８号公報
【０００８】
尚、出願人は前記した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を、本件出願時までに発見するに至らなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
圧電振動子の小型化薄型化が進み、圧電振動子の容器体の外形寸法が、長さ寸法で５ｍｍ以下、幅寸法で３ｍｍ以下及び厚み寸法が１ｍｍ以下となるにつれ、容器体の内部に搭載する圧電振動板と、容器体凹部内の壁面や底面との間隔が著しく狭くなってしまう。このような状況下において、図５又は図６のように圧電振動板の搭載時に平面方向又は垂直方向の位置ズレが生じた場合、圧電振動板の一部が容器体の凹部内壁に接触してしまい、圧電振動板の振動特性に悪影響を与え、最悪不発振となる場合もある。
【００１０】
これらの不具合を解決するためには、圧電振動板を搭載する際の位置決め精度を高める方法があるが、精度向上のための設備投資が必要となり、圧電振動子を製造するコストが高くなってしまう。又、圧電振動子の小型化が進むにつれ、その位置決めの精度向上にも限界がある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は前述した問題点を解決するために成されたものであり、絶縁材により形成された容器体の一方の主面側に凹部空間が形成され、この凹部の内部底面上に形成した素子接続用電極パッドの上に、表裏主面上の長さ方向の一方端に接続用電極膜を形成した矩形状の圧電振動体が、素子接続用電極パッドと接続用電極膜とが相対するような位置に配置され、且つ素子接続用電極パッドと接続用電極膜とを導電性接着剤で固着導通させてなる圧電振動子において、容器体凹部底面に形成した素子接続用電極パッドの近傍に支持台が配置されており、この支持台の頂部に圧電振動板が配置されており、且つ圧電振動板に形成されている接続用電極膜と素子接続用電極パッドには導電性接着剤が塗布されており、少なくとも圧電振動板の接続用電極膜が形成されている領域及び塗布された導電性接着剤を覆うような位置に、絶縁材質製のカバーを配置し、カバー、圧電振動板、支持台及び素子接続用電極パッドとの間をこの導電性接着剤により固着してあることを特徴とする圧電振動子である。
【００１２】
又、絶縁材により形成された容器体の一方の主面側に凹部空間が形成され、この凹部の内部底面上に形成した素子接続用電極パッド上に、表裏主面上の長さ方向の一方端に接続用電極膜を形成した矩形状の圧電振動体が、素子接続用電極パッドと接続用電極膜とが相対するような位置に配置され、且つ素子接続用電極パッドと接続用電極膜とを導電性接着剤で固着導通させてなる圧電振動子の製造方法において、容器体凹部底面に形成した素子接続用電極パッドの近傍に配置された支持台の頂部に圧電振動板を配置する工程と、この圧電振動板に形成されている接続用電極膜と素子接続用電極パッドとの間に導電性接着剤を塗布する工程と、少なくとも該圧電振動板の該接続用電極膜が形成されている領域及び該導電性接着剤を覆うような位置に、絶縁材質製のカバーを配置し、カバー上面より荷重をかける工程と、導電性接着剤に熱を加えてカバー、圧電振動板、支持台及び接続用電極パッドとの相互間に介在する導電性接着剤を固化する工程とを具備する圧電振動子の製造方法である。
【００１３】
更に、導電性接着剤に加熱する方法として、カバーに直接、発熱体又は発熱体に接続した導熱体を接触させ、カバーを介して導電性接着剤を加熱固化する方法を用いたことを特徴とする前項記載の圧電振動子の製造方法でもある。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の圧電振動子及びその製造方法において、カバーを配置することにより、圧電振動板の姿勢を正確に、長さ方向及び幅方向において容器体内壁面と接触させず各々平行に、且つ厚み方向では容器体底面と接触させず平行（水平）に矯正することができ、圧電振動子の特性の信頼性の向上、及び特性不良品の減少による歩留まりの向上に著しい効果を奏する。
【００１５】
又、本発明に開示の技術では、多額の設備投資は必要が無く製造コストも最小限に抑えられる。また、圧電振動子の小型化に対応してカバーも小型化できるので、仮に圧電振動子の小型化が進んだ場合でも、カバーによる圧電振動板の姿勢矯正を行える効果も奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明における製造方法及びその製造方法で作成された圧電振動子の一実施形態を、圧電振動子の一つである水晶振動子を例示して、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係わる製造方法により製造された水晶振動子の一部の一実施形態を示す平面構成図である。図２は、図１に記載の水晶振動子を切断線Ａ１−Ａ２で切断した場合の断面構成図である。図３は、図１及び図２に図示したカバーの一実施形態を示した斜視図である。図４は、図１及び図２に図示したカバーの他の実施形態を示した斜視図である。尚、図１乃至４にあって、説明を明りょうにするため構造体の一部を図示せず、また寸法も一部誇張して図示している。特に各部分の厚さ寸法は本発明を理解し易くするためにデフォルメした形で現している。
【実施例】
【００１７】
即ち、図１乃至図２において、絶縁材の一つであるセラミックスで形成された容器体１１の一方の主面には、凹部１２が形成され、容器体１０の内部に所望の大きさの空間が形成されている。この凹部１２内の底面上には金属製の素子接続用電極パッド１３が２個、底面の長さ方向の一方の端部付近に形成されており、素子接続用電極パッド１３は容器体１１の外面底部に形成した他のマザーボード等に電気的に接続及び固着するための外部接続用電極パッド１４と容器体１１内に形成した導体を介して電気的に接続されている。
【００１８】
この凹部１２の底部の素子接続用電極パッド１３の容器体１１の中心側の辺の近傍には、絶縁物質で形成された支持台１５が少なくとも１つ形成されている。この支持台１５の外形形状は四角柱体を横に寝かした形態であり、その長さ寸法値は、支持台１５の形成個数が１つの場合は、最大で水晶振動板１６の幅寸法と同じ値であり、複数個形成した場合は個々の支持台の長さ寸法の合計の最大値が水晶振動板１６の幅寸法と同じ値である。
【００１９】
この支持台１５の頂部に、水晶振動板１６を、水晶振動板１６の表裏主面上に形成されている接続用電極膜１７が素子接続用電極パッド１３の上にくるような位置に配置する。この配置の際には、水晶振動板１６の接続用電極膜１７が形成されていない長さ方向の端部は、凹部１２の底部に接触していてもよい。
【００２０】
次に、水晶振動板１６に形成されている接続用電極膜１７と素子接続用電極パッド１３と及びその間に熱硬化性の導電性接着剤１８を塗布する。この導電性接着剤１８は支持台１５の側面へも回り込んでいる。
【００２１】
次に、この水晶振動板１６の上から、水晶振動板１６の接続用電極膜１７が形成されている領域及び導電性接着剤１８を覆うような位置に、長さ方向寸法を凹部１２の幅寸法と同じとした絶縁材質製のカバー１９を、カバー１９の側面が凹部１２の内壁面に密接するように配置し、且つカバー１９上面より荷重をかける。図３にカバー１９の外形斜視図を示す。このときは、まだ導電性接着剤１８は固化しておらず粘性を保っているので、カバー１９を所定の位置に配置することにより、カバー１９の窪み部３１の形状に水晶振動板１６の角部及び角部周辺の辺縁部が合い、水晶振動板１６の平面方向の姿勢が、容器体１１の凹部１２の長辺及び短辺と平行に矯正される。また、カバー１９の上面より荷重をかけることにより、圧延振動板１６が支持台１５の頂部とカバー１９に挟まれ且つ支持台１５の頂部の平坦形状に水晶振動板１６の主面一部領域が押しつけられるので、水晶振動板１６の垂直方向の姿勢は凹部１２の底部と平行の姿勢に矯正される。
【００２２】
尚、水晶振動板１６の外形サイズのうち、幅寸法は、所望の周波数値により変化する。そのため、図３のような形状のカバーでは、使用する水晶振動板の幅寸法が変化するたびに、その窪み部３１の幅寸法を水晶振動子の幅寸法に合わせた専用のカバーを作成しなければならない。このような幅寸法の変化に対応するためには、図４のようにカバー１９を、第１のカバー１９ａ及び第２のカバー１９ｂと２つに分けることにより、カバーによる水晶振動板１６の姿勢矯正作用を損なうことなく、水晶振動板１６の幅寸法変化に対応できる汎用性の高いカバーとすることができる。
【００２３】
次に、カバー１９を配置することにより凹部１２内部に搭載した水晶振動板１６の姿勢を矯正した容器体１１を複数個収集し、所定の温度に設定された恒温槽内に投入し、導電性接着剤１８を固化する。導電性接着剤１８は固化することにより所望の導電性を発する。尚、この導電性接着剤を固化する際に、加熱による水晶振動板１６の特性に対する影響を少なくするために、カバー１９に直接、発熱体又は発熱体に接続した導熱体を接触させ、カバー１９を介して導電性接着剤１８を加熱固化する方法もある。
【００２４】
導電性接着剤１８が固化し、水晶振動板１６が所望の姿勢で素子接続用電極パッド１３と固着導通が取れた状態の構造を図１及び図２に開示する。この後、凹部１２の開口部を覆う金属製の蓋を被せ、水晶振動板１６が搭載された凹部１２内の空間を気密封止して水晶振動子が完成する。
【００２５】
尚、本実施例では圧電材として水晶を使用した水晶振動子を例示して説明したが、他の圧電材として、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、圧電セラミックス等を使用した場合でも、本発明の構成における作用効果は同様に奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、本発明に係わる圧電振動子の一部の実施形態を水晶振動子にて例示した平面図である。
【図２】図２は、図１に例示の水晶振動子を切断線Ａ１−Ａ２で切断した場合の断面図ある。
【図３】図３は、本発明に係わる圧電振動子に使用するカバーの一実施形態を示した斜視図である。
【図４】図４は、本発明に係わる圧電振動子に使用するカバーの他の実施形態を示した斜視図である。
【図５】図５は、従来の技術により作成した圧電振動子の一問題例を示した平面図である。
【図６】図６は、従来の技術により作成した圧電振動子の他の問題例を示した断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１１，容器体
１２，凹部
１３，素子接続用電極パッド
１５，支持台
１６，水晶振動板（圧電振動板）
１７，接続用電極膜
１８，導電性接着剤
１９，カバー
【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】
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【図６】
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