(57)【要約】【課題】  本発明の目的は、接合材の水晶素板との接合性を良好にし、水晶素板が受ける応力を軽減した水晶素板の支持構造を提供するものである。【解決手段】  上記の目的を達成するため本発明は、水晶素板の表裏に励振電極を形成し、前記励振電極から引き回された引出電極を金属ベースから延びる２本の金属端子とつながるサポート板と接合材で保持固定する水晶振動子の支持構造において、前記励振電極から引き回された引出電極の一方は前記金属端子とサポート板で保持され、引出電極の他方は前記金属端子とサポート板の、前記サポート板の幅方向の少なくとも一部に狭部が存在する水晶振動子の支持構造である。また、狭部に代えて、前記サポート板の一部に貫通孔をあけることにより目的を達成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水晶素板の表裏に励振電極を形成し、前記励振電極から引き回された引出電極を金属ベースから延びる２本の金属端子とつながるサポート板と接合材で保持固定する水晶振動子の支持構造において、
前記励振電極から引き回された引出電極の一方は前記金属端子とサポート板で保持され、引出電極の他方は前記金属端子とサポート板の、前記サポート板の幅方向の少なくとも一部に狭部が存在することを特徴とする水晶振動子の支持構造。
【請求項２】
請求項１記載の狭部に代えて、前記サポート板の一部に貫通孔があいていることを特徴とする水晶振動子の支持構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一例としてＡｕＧｅ（金―ゲルマニウム）を用いて水晶素板をハーメチィック構造のベースから延びる２本の金属端子とつながるサポート板と接合材で保持した場合に、水晶素板に加わる応力歪みを軽減した水晶素板の支持構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の急速な移動体通信市場の成長に伴い、通信機器の需要が飛躍的に増大してきている現在、通信機器においてその基準となる周波数の発生クロック源として用いられる水晶振動子は、周囲の使用環境がより過酷な条件下においても、所望の基準となる周波数信号を安定して出力することを確保することも求められている。
【０００３】
水晶素版を保持する構造の代表例として、図４に示す丸板形状を有した水晶振動子を示す。前述する水晶振動子の保持構造は水晶素板の表裏に励振電極を形成し、前記励振電極から引き回された引出電極と金属ベースから延びる２本の金属端子とつながるサポート板と接合材で接続し保持するものである。保持部はいわゆるクリップ式の構造となっていて、水晶素板の表裏を挟む格好で保持するものや、１対の平板状のサポート板で直接水晶素板を挟み込んで保持するものや、金属端子とサポート板に水晶素板を保持する箇所にスリットを形成して水晶素板を保持する格好など様々な形態がある。
【０００４】
また、励振電極から引き回された引出電極を接続する手法としては、はんだなどの比較的融点の低い金属を用いる場合と、導電性接着剤が用いられる場合とがある。
【０００５】
上述する丸板形状の水晶素板は、昨今では短冊形状が主流の水晶素板形態にあって、希少な存在に位置している。その背景には丸板形状の水晶素板は高安定の周波数出力を得るために特別に製造される水晶素板であるからである。昨今の水晶素板である短冊形状は大凡長辺寸法が２〜６ｍｍ、短辺が２ｍｍ以下の長方形の外形にあるのに対して、丸板形状は直径で１０ｍｍ前後と短冊形状に比べて非常に大きな外形寸法を有している。また、水晶素板の板厚に関しても、高次オーバトーン発振を利用する場合が多く短冊形状の水晶素板に対して丸板形状の水晶素板は遙かに厚みを持っている。
【０００６】
さて、図４に示す水晶振動子の使用目的の代表例として、恒温槽型水晶発振器（ＯＣＸＯ：Oven Controlled  Crystal  Oscillator）と呼ばれる水晶発振器の内部に恒温槽を搭載して使用することで周波数出力特性を安定に保ことができる発振器の形態がある。
【０００７】
上述するＯＣＸＯと呼ばれる恒温槽型水晶発振器の内部に搭載され使用される高安定な特性をもつ水晶振動子は、大まかに言って７０℃〜９０℃間のある１点（温度偏差±０．３℃）に保持された温度環境下で使用され、経年変化による出力周波数の変動が抑えられ、安定した周波数特性（エージング特性）を得るために、水晶振動子の水晶素板とサポート板との接合材として内部ガスの発生が少なく、かつ熱膨張変化に安定し、経時変化による影響を水晶素板に与えることが少ないＡｕＧｅ（金―ゲルマニウム合金）または、耐熱性の高いポリイミド系導電ペーストなどが使用される場合が多い。
【０００８】
【特許文献１】特開平７−２４０６５６号公報
【特許文献２】特開平１１−２１４９４９号公報
【特許文献３】特開昭４９−１２２６８５号公報  なお、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】
本発明の目的は、耐熱性の高いＡｕＧｅ、ポリイミド系といった硬い接合材を用いて水晶素板とサポートの少なくとも二箇所を強固に接合することから水晶素板に発生する応力を軽減する、サポート板と水晶素板との支持構造を提供することにある。
要するに、従来技術に示すエージング特性を左右する要因のひとつに、サポート板とも呼ばれる支持部からの水晶素板への応力がある。例えば、水晶素板の接合時の収縮および各材料の熱膨張率の差に伴う応力あるいは、封止工程におけるウェルドの際にウェルド圧力が水晶振動子の金属ベースを変形し、その変形に伴う応力が金属端子とサポート板を経て水晶素板へと伝わることによって、水晶素板と保持部とに左右非対称なひねりやねじりの力が支持（保持）部から水晶素板に応力が加わるなどで、水晶振動子の特性に大きな影響を及ぼし、水晶素板が本来持つ高安定な周波数出力特性が阻害され、水晶振動子のエージング特性を著しく悪くするおそれがある。
【００１０】
そのため、支持部と水晶素板とを電気的かつ機械的に接合する保持部の構造によって、支持部から水晶素板に加わる応力、歪み成分を低減することが考えられるが、今日まで応力を緩和するための保持部の支持方法や接合材が提案されていたが有効な手段が見いだせないのが現状である。
【００１１】
その一方で、特許文献３に示すような金属細線で圧電素子を保持する発明がなされているが、保持が不完全であるために、軽微な振動に対しても周波数が変動し、長期的に安定したエージング特性を得ることが難しい。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
そこで上述する課題を解決するために本発明は、水晶素板の表裏に励振電極を形成し、前記励振電極から引き回された引出電極を金属ベースから延びる２本の金属端子とつながるサポート板と接合材で保持固定する水晶振動子の支持構造において、前記励振電極から引き回された引出電極の一方は前記金属端子とサポート板で保持され、引出電極の他方は前記金属端子とサポート板の、
前記サポート板の幅方向の少なくとも一部に狭部が存在する水晶振動子の支持構造である。また、狭部に代えて、前記サポート板の一部に貫通孔があいていることを特徴とする水晶振動子の支持構造である。
【００１３】
要するに、水晶素板が金属ベースから延びる２本の金属端子に固定されたサポート板により支持される水晶振動子の支持構造で、一方の支持部は従来と同様に金属端子とつながるサポート板と水晶素板の表裏の励振電極から引き回された引出電極である水晶素板の一部を接合材（例えばＡｕＧｅ、はんだや導電性接着剤）を用いて接合し水晶素板の強固な保持を行い、他方の引出電極からは前記金属端子とサポート板の、前記サポート板の幅方向の少なくとも一部に狭部あるいは、貫通孔があいたサポート板に水晶素板の表裏の励振電極から引き回された引出電極である水晶素板の一部を接合材で接合するものの、サポートが柔軟性を有することで水晶素板が固着されず、水晶素板が一箇所で支持される場合と同様な効果を生じることで、水晶素板に対して応力を加えない保持構造を実現することで課題を解決するものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明による強固なサポート板による支持部構造と、同種のサポート板に柔軟性を持たせた支持部構造との組合せによる保持方法を備えた水晶振動子の支持構造を用いることにより、２点以上の強固な支持部を持つ従来構造では成し得なかった水晶素板への応力緩和が実現でき、ハーメチィックベースに実装した水晶振動子の形態であっても良好で安定した周波数出力を得ることができる。その結果、製造工程の歩留まりを向上し、製造にかかるコストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、添付の図面に従がってこの発明の実施例を説明する。なお各図においての同一の符号は同じ対象を示すものとする。なお、以下の記述に出てくるサポート板の幅方向とは図２中で場所を指定する。図１は本発明の水晶振動子５の支持構造の概念を示した部分断面図である。図１（ａ）は正面図、図１（ｂ）は一方の部分側面図、図１（ｃ）は他方の部分側面図である。水晶素板１の表裏に励振電極８を形成し、前記励振電極８から引き回された引出電極９を金属ベース２から延びる２本の金属端子３とつながるサポート板４とを接合材にて固着することで水晶素板１を保持し、電気的な導通を取る構造を有している。なお、図には密閉容器を構成するための蓋体やキャップは図示していない。
【００１６】
従って一例として金属ベース２はガラスとで構成するハーメチィック容器により気密構造でありながら金属ベース２を貫通する材料でできた金属端子３の先端部分に水晶素板１が固定されている。一般的には金属端子３の先端部分には水晶素板１が確実に実装できるようにサポート板４などを配置する場合がある。
【００１７】
図１に示す一例では、水晶素板１の一方の保持構造は、保持金属ベース２を貫通して延びる支持部（金属端子）の先端部にサポート板４１を配置した格好で水晶素板１を支持した水晶振動子５の形態を示しており、この場合サポート板４１と水晶素板１側の先端部をＡｕＧｅ、はんだや導電性接着剤と言った接合材で接合し、水晶素板１の他方は例えば前記サポート板の幅方向の少なくとも一部に狭部６があったり、あるいはその一部に貫通孔７を形成するなどされたサポート板４２で接合することで、水晶素板１から引き回される引出電極９と一方は強固に、他方は柔軟に接続されることで水晶素板１に加わる応力を低減するものである。ここで、サポート板４２が水晶素板１を強固に支持しない柔軟性を持つ限り、狭部６の寸法の制約や、貫通孔７の寸法の制約は無い。
【００１８】
図２は本発明の水晶振動子５のサポート板４部分に注目した部分拡大図で、図１の矢印の方向から見たもので、上述するサポート板の概念を描画した図である。サポート板４の形態としては、図２（ａ）、図２（ｂ）では
前記サポート板の幅方向の少なくとも一部に狭部６がある場合を示し、図２（ｃ）ではサポート板４の一部に貫通孔７を形成してある状態を示したものである。図２（ａ）、図２（ｂ）の狭部６については、ここで図示するような形状が考えられるが、ここで示す以外の形状であっても同様に効果を奏するものであればその制約は無い。
【００１９】
また、図２（ｂ）に示すサポート板４に形成する貫通孔７についても、丸穴、角穴の形状を問うものでは無く、貫通穴の大きさについても制約は無い。
【００２０】
要するに、水晶素板１が金属金属ベース２から延びる２本の金属端子に固定されたサポート板４により支持される水晶振動子５の支持構造で、一方の支持部は従来構造を有するサポート板４の先端に水晶素板１の表裏の励振電極８から引き回された引出電極９である水晶素板１の一部を接合材（例えばＡｕＧｅ、はんだや導電性接着剤）を用いて接合し、他方の引出電極９からは同種のサポート板４に柔軟性を持たせた加工を施し、電気的な接続を取ることにより、水晶素板１はその一端の引出電極９側で強固に固着して保持し、水晶素板１の他端は柔軟性のある保持手段を確保できることにより、水晶素板１に対して応力を加えない保持構造を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の水晶振動子の支持構造の概念を示す部分断面図である。
【図２】本発明の水晶振動子の支持構造を説明する概念図である。
【図３】従来例としてサポート板を用いて水晶素板を保持する形態を持った水晶振動子の部分断面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１・・・・・・・・水晶素板
２・・・・・・・・金属ベース
３・・・・・・・・金属端子
４（４１，４２）・・サポート板
５・・・・・・・・水晶振動子
６・・・・・・・・（幅方向の）狭部
７・・・・・・・・貫通孔
８・・・・・・・・励振電極
９・・・・・・・・引出電極
【図１】
2007067777.tif 000003
【図２】
2007067777.tif 000004
【図３】
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