(57)【要約】【課題】圧電振動素子を挟む容器体に硬脆材のガラスを使用しているので、外部から応力が加わった場合、仮にその応力が微小であっても、それら容器体に挟まれた圧電振動素板が歪んでしまい、圧電振動素子の振動特性に悪影響を及ぼす虞がある。【解決手段】圧電振動素子を間に挟む形態で第１の容器体と第２の容器体が組み合わされており、且つ第１の凹部及び第２の凹部により形成された内部空間が気密となるよう、第１の容器体、第２の容器体及び圧電振動素子を相互に接合してなる圧電振動子において、上記第１の容器体及び第２の容器体を構成するガラス構造体内に、絶縁性のウィスカーが含有されている圧電振動子。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板矩形状の圧電素板の表裏両主面の概略中央にそれぞれ励振用電極と、及び各々の該励振用電極より該圧電素板の対向する２辺縁部の一方の角部に向かって、各々の該励振用電極と同じ主面上に引き出される引出電極と、該圧電素板の対向する２辺縁部の一方の角部に、該引出電極と導通する容器体接続用電極とを有する圧電振動素子と、
該圧電振動素子と対向する主面に、該励振用電極が開口部に位置する形態の第１の凹部が形成され、且つ該圧電振動素子と同じ輪郭形状のガラスを主形成物とする第１の容器体と、
該圧電振動素子と対向する一方の主面に、該励振用電極が開口部に位置する形態の第２の凹部が形成され、且つ他方の主面上にグランド電極端子を含む外部接続用電極端子が形成され、該外部接続用電極端子のうちの所定の端子が、該圧電振動素子に形成された該容器体接続用電極と電気的に接続する、該圧電振動素子と同じ輪郭形状のガラスを主形成物とする第２の容器体とが、
該圧電振動素子を間に挟む形態で該第１の容器体と該第２の容器体が組み合わされており、且つ該第１の凹部及び該第２の凹部により形成された内部空間が気密となるよう、該第１の容器体、該第２の容器体及び該圧電振動素子を相互に接合してなる圧電振動子において、
該第１の容器体及び該第２の容器体を構成するガラス構造体内に、絶縁性のウィスカーが含有されていることを特徴とする圧電振動子。
【請求項２】
該絶縁性ウィスカーがホウ酸アルミニウムウィスカーであることを特徴とする請求項１記載の圧電振動子。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
近年では、移動体通信機器等の機器類の著しい小型化に伴い、これら機器に用いられる圧電振動子等の電子部品についても更なる小型化が求められている。現在では、２．５ｍｍ×２．０ｍｍの外形サイズの圧電振動子が主流になっており、それ以下のサイズの圧電振動子も各種開発されている。この圧電振動子内に搭載される圧電振動素子は、圧電素板の表裏主面上に、圧電素板を所望の振動モードで励振させる励振用電極と、圧電振動素子を収納する絶縁性容器に形成される各種電極パッドとの接続をとるための引出電極とを形成して構成されている。圧電振動素子形状として小型化に有利な正方又は矩形の平板形状が主流となってきた。
【０００２】
図３は、従来技術の一例として、各種電極を形成した圧電振動素子の外周部をガラスの絶縁性容器体で挟み固着した形態で圧電振動素子の振動領域を気密封止した圧電振動子の幅方向の断面図である。即ち、圧電振動子３０は、圧電振動素子３１の上下にそれぞれ容器体３２及び３３が貼り合わされており、貼り合わされた容器体３２及び３３及び圧電振動素子の厚み方向の側面には、２つ容器体主面上にまで至る外部接続用電極端子３４が形成されている。圧電振動素子３１の表裏両主面には励振用電極３５が形成されており、容器体には圧電振動素子の共振振動を妨げないように、圧電振動素子に対向する面に凹部３６及び３７が形成されている。
【０００３】
前述のような圧電振動子については、以下のような先行技術文献に開示されている。
【特許文献１】特開２００３−１４２７４８号公報
【特許文献２】特開２００１−２４４７７５号公報
【０００４】
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】
【０００５】
しかし、上述したような形態の圧電振動子では、圧電振動素子を挟む容器体に硬脆材のガラスを使用しているので、外部から応力が加わった場合、仮にその応力が微小であっても、それら容器体に挟まれた圧電振動素板が歪んでしまい、圧電振動素子の振動特性に悪影響を及ぼす虞がある。又、落下衝撃等の瞬間的な外部応力が容器体に加わった場合、ガラスなどの硬脆材のみで形成した容器体では、容器体にカケやヒビ等欠損を生じやすく、最悪の場合内部空間の気密を破壊してしまい、圧電振動素子の振動特性を不良にしてしまう可能性かある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記課題を解決するために成されたものであり、平板矩形状の圧電素板の表裏両主面の概略中央にそれぞれ励振用電極と、及び各々の励振用電極より圧電素板の対向する２辺縁部の一方の角部に向かって、各々の励振用電極と同じ主面上に引き出される引出電極と、圧電素板の対向する２辺縁部の一方の角部に、この引出電極と導通する容器体接続用電極とを有する圧電振動素子と、
この圧電振動素子と対向する主面に、上記励振用電極が開口部に位置する形態の第１の凹部が形成され、且つ圧電振動素子と同じ輪郭形状のガラスを主形成物とする第１の容器体と、
上記圧電振動素子と対向する一方の主面に、上記励振用電極が開口部に位置する形態の第２の凹部が形成され、且つ他方の主面上にグランド電極端子を含む外部接続用電極端子が形成され、この外部接続用電極端子のうちの所定の端子が、圧電振動素子に形成された容器体接続用電極と電気的に接続する、圧電振動素子と同じ輪郭形状のガラスを主形成物とする第２の容器体とが、
圧電振動素子を間に挟む形態で第１の容器体と第２の容器体が組み合わされており、且つ第１の凹部及び第２の凹部により形成された内部空間が気密となるよう、第１の容器体、第２の容器体及び圧電振動素子を相互に接合してなる圧電振動子において、
上記第１の容器体及び第２の容器体を構成するガラス構造体内に、絶縁性のウィスカーが含有されていることを特徴とする圧電振動子である。
【０００７】
又、上記絶縁性ウィスカーがホウ酸アルミニウムウィスカーであることを特徴とする前段落記載の圧電振動子でもある。  
【発明の効果】
【０００８】
上記手段を施した本発明の圧電振動子より、圧電振動子を構成するガラスの容器体に絶縁性ウィスカーを、特にホウ酸アルミニウムウィスカーを含有させているので、容器体の剛性を、ガラスのみで構成する場合に比べ強化することができ、外部から応力が加わった場合であっても、それら容器体に挟まれた圧電振動素板を歪ませることが著しく小さく、圧電振動素子の振動特性に悪影響を及ぼすことがない。又、落下衝撃等の瞬間的な外部応力が容器体に加わった場合にも、容器体にカケやヒビ等欠損が生じることを防止でき、圧電振動素子の振動特性を良好のまま維持可能である。
【０００９】
このような作用により本発明は、耐応力及び耐衝撃性が優れ、且つ周波数特性が良好な圧電振動子を提供できる効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、本発明における圧電振動子の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明における圧電振動子の実施形態を、圧電振動子の一形態である水晶振動子で例示した概略分解斜視図である。図２は、図１記載の水晶振動子を組み立てた後、同図記載の仮想切断線Ａ１−Ａ２で切断した場合の概略断面図である。尚、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。又、各図では、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。特に各部分の厚み寸法は誇張して図示している。
【００１１】
即ち、図１及び図２において、矩形薄板状の外形形状の水晶素板１１の両主面上は、水晶素板１１のほぼ中央に略矩形の励振用電極１２が両主面で対向するように蒸着法或いはスパッタリング法により形成されており、又、この表裏各々の主面の励振用電極１２から、主面毎に異なる水晶素板の短辺方向へ延設した引出電極１３が形成され、更に各々の引出電極１３が延設した水晶素板１１の短辺の一方の角縁部には、各々の引出電極１３と電気的に接続した容器体接続用電極１４が形成されている水晶振動素子１０が用意されている。
【００１２】
尚、両主面に形成した各引出電極１３に電気的に接続した各々の容器体接続用電極１４は、水晶振動素子１０における後述する第２の容器体に対向する側の主面上に少なくとも形成されおり、後述する第１の容器体に対向する側に形成した励振用電極１２及び引出電極１３とは、水晶素板１１内を貫通する導通スルーホール１５などの導通手段により、電気的接続が確保されている。又、この水晶振動素子１０を構成する水晶素板１１は、人工水晶体より所望のカットアングルで切り出し外形加工されたものであり、例えば、所謂ＡＴカットアングルの水晶素板で厚みすべり基本波振動モードで３００ＭＨｚ近辺の振動を得る場合では、水晶振動素子１０を構成する水晶素板１１の厚み寸法は約５．５μｍにまで加工される。
【００１３】
又、この水晶振動素子１０と対向する主面に、水晶振動素子１０と組み合わせた場合に励振用電極１２が開口部に位置する形態の第１の凹部１７が形成され、且つ水晶振動素子１０と同じ輪郭形状のガラスを主形成物とする第１の容器体１８が用意されている。この第１の容器体１８を構成するガラス構造体内には、絶縁性のホウ酸アルミニウムウィスカーが含有されている。このように第１の容器体１８を構成するガラス構造体内にホウ酸アルミニウムウィスカーを含有させることにより、ガラス単体の容器体に比べ、その剛性を強化することが可能となる。
【００１４】
更に、上記水晶振動素子１０と対向する一方の主面に、水晶振動素子１０と組み合わせた場合に励振用電極１２が開口部に位置する形態の第２の凹部２０が形成され、且つ他方の主面上にグランド電極端子を含む外部接続用電極端子２１が形成され、この外部接続用電極端子２１のうちの所定の端子が、水晶振動素子１０に形成された容器体接続用電極１４と各々電気的に接続する、水晶振動素子１０と同じ輪郭形状のガラスを主形成物とする第２の容器体２２が用意されている。この第２の容器体２２を構成するガラス構造体内にも、第１の容器体１８と同様に絶縁性のホウ酸アルミニウムウィスカーが含有されている。このように第２の容器体を構成するガラス構造体内にホウ酸アルミニウムウィスカーを含有させることにより、ガラス単体の容器体に比べ、その剛性を強化することが可能となる。尚、上述した外部接続用電極端子２１と水晶振動素子１０の容器体接続用電極１４との電気的接続には、第２の容器体２２内に形成された導通スルーホール２３により成されている。
【００１５】
このような形態の水晶振動素子１０、第１の容器体１８及び第２の容器体２２が、第１の容器体１８の第１の凹部１７開口部及び第２の容器体２２の第２の凹部２０開口部を水晶振動素子１０側に向けた構成で、水晶振動素子１０を間に挟むような形態で、且つ第２の容器体２２に形成した導通スルーホール２３が圧電振動素子の容器体接続用電極１４と電気的に接続する位置で組み合わされ、第１の容器体１８における第１の凹部１７を囲う側壁部頂面、及び第２の容器体２２における第２の凹部２０を囲う側壁部頂面と、水晶振動素子１０の表裏主面とは直接接合され、水晶振動子１を形成している。
【００１６】
尚、この接合により、第１の凹部１７及び第２の凹部２０と水晶振動素子１０により形成された、内部に励振用電極１２及び引出電極１３の一部を内包した内部空間が気密に形成される。又、第２の容器体２２を水晶振動素子１０に接合したとき、水晶振動素子１０の励振用電極１１と、第２の容器体２２の外部接続用電極端子２１のうちの所定の電極端子とが、第２の容器体２２内部に形成した導通スルーホール２３により電気的に接続している。
【００１７】
上述したような形態の水晶振動子１を形成することにより、絶縁性ウィスカーを含有したことにより剛性が強化された第１の容器体１８及び第２の容器体２２により圧電振動素子１０を挟む形態のため、水晶振動子外部から応力が加わった場合であっても、それら容器体に挟まれた水晶振動素子１０を歪ませることが著しく小さく、水晶振動素子１０の振動特性に悪影響を及ぼすことがない。又、落下衝撃等の瞬間的な外部応力が容器体に加わった場合にも、容器体にカケやヒビ等欠損が生じることを防止でき、水晶振動素子１０の振動特性を良好のまま維持可能である。
【００１８】
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。例えば、上記実施例では、圧電素板の材料として水晶を用いた水晶振動子を例示したが、本発明は実施例開示の材質に限定されるものではなく、他にタンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム又は圧電セラミックスなどを使用した場合でも本発明は有効である。又、圧電素板の材料として水晶を使用した場合、その水晶素板の形成方法としては、上記記載の研削研磨加工の他に、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法で成膜形成した水晶素板でも良い。更に、絶縁性ウィスカーについても、上述したホウ酸アルミニウムウィスカーに限定するものではなく、本発明と同様の作用効果を奏するのであれば、他の材質の絶縁性ウィスカーでも構わない。
【００１９】
更に、上記実施例では、水晶振動子を構成する容器体の主材料がガラスであるものを開示したが、上述した実施形態と同等の形態（絶縁性ウィスカーの含有）が可能であり、且つ外部からの応力を緩和し、内部の振動素子の振動特性を何ら阻害しない物質であれば、上述したガラスに限定するものではない。例えば、水晶振動素子１０を形成する材料と同じ水晶材（更に同じカットアングルで形成されている）であることにより、水晶振動素子１０と容器体の熱膨張率の違いによる加熱時に固着接合部分に生じる熱ストレスの発生が抑制でき、そのストレスによる水晶振動子の諸特性の悪化を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本発明における圧電振動子の一実施形態を、圧電振動子の一形態である水晶振動子で例示した概略分解斜視図である。
【図２】図２は、図１に図示した水晶振動子を組み立て、同図記載の仮想切断線Ａ１−Ａ２で切断した場合の概略断面図である。
【図３】図３は、従来の圧電振動子の一実施形態を示した断面図である。
【符号の説明】
【００２１】
１・・・圧電振動子（水晶振動子）
１０・・・圧電振動素子（水晶振動素子）
１１・・・圧電素板（水晶素板）
１２・・・励振用電極
１３・・・引出電極
１４・・・容器体接続用電極
１５，２３・・・導通スルーホール
１７・・・第１の凹部
１８・・・第１の容器体
２０・・・第２の凹部
２１・・・外部接続用電極端子
２２・・・第２の容器体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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