(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電振動片と、この圧電振動片と電気的接続をとるための極性の異なる２つの接続電極からなる接続電極対を、その上面の長手方向に２組配設した絶縁基板とを有し、前記接続電極に各々接続された４つの外部電極を、極性の異なる前記接続電極と接続された前記外部電極を前記絶縁基板の長手方向に、同極性の前記接続電極と接続された前記外部電極を前記絶縁基板の幅方向に、それぞれ相対し配設した圧電振動子において、
前記絶縁基板の前記外部電極が配設された面と対向する面には、前記２組の接続電極対のうち同極性の前記接続電極同士をそれぞれ接続し前記外部電極と接続する、２つの金属配線が配設されており、
前記絶縁基板表面と平行な平面に前記金属配線と前記外部電極を投影した場合に、互いに極性が異なる前記金属配線と前記外部電極同士の影とが重ならないことを特徴とする圧電振動子。
【請求項２】
前記絶縁基板を少なくとも２枚の絶縁基板から構成し、第１の絶縁基板の中央部に矩形状の中抜きと該中抜きと繋がる一対の分離溝を左右に設け、該分離溝に跨がるスルーホールのある前記接続電極対を２組設け、
第２の絶縁基板の上面に前記スルーホール受けを有する前記金属配線をメタライジング等によって配設し、前記金属配線を前記第２の絶縁基板の背面に配された前記外部電極と接続し、前記第２の絶縁基板の上に前記第１の絶縁基板を前記接続電極のスルーホールが前記金属配線のスルーホール受けに接続するように重ねて形成した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】
極性の異なる前記金属配線同士は、それぞれその面積が等しことを特徴とする請求項１または２に記載の圧電振動子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は表面実装型の圧電振動子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年パソコン、通信機器等のクロック源として用いられる水晶振動子等の圧電振動子として、プリント配線基板への表面実装を考慮した表面実装型の圧電振動子が用いられている。このような表面実装型圧電振動子においては以下のことが公知または試みられている。（１）．圧電振動子の振動片を片持ち支持で搭載し、両持ち支持のときの容器と振動片との熱膨脹の差による振動片の振動の悪影響を防止し拘束を低減して特性を改善すること、（２）．容器への振動片の自動装填を前提として、容器の接続電極をその長手方向に２対設け、容器及び振動片の向き（前後）に関係なくセット出来るようにして生産効率を向上させること。以下では、従来例を図面に基づいて説明する。
【０００３】
図３は従来例の容器と圧電振動片の展開斜視図である。図４は容器の基板の金属配線の状態を示す図で、同図（Ａ）は正面図、（Ｂ）は（Ａ）を矢視から見た正面図、（Ｃ）は（Ａ）の背面図である。図５は水晶振動子の等価回路で、同図（Ｂ）は同図（Ａ）を更に簡略化したものである。
【０００４】
図３において、振動子は絶縁部材であるセラミックの基板１０１、ＡＴ水晶振動片１０２及びセラミックの蓋１０３により構成される水晶振動子である。基板１０１の上面にはＡＴ水晶振動片を逃げるための矩形の凹部１０４及びこれに基板１０１の中心に関し長手方向に互いに反対側で幅方向の中心部に設けられ、導電接着剤を分離する分離溝１０５及び１０６が設けられている。ＡＴ水晶振動片１０２はいわゆるコンベックス型で励振電極１２１とそれに接続する引き出し電極１２２が上下面に蒸着、スパッタリング等で密着されている。（ＡＴ水晶振動片１０２は厚み一定のいわゆる矩形ＡＴ板でも実施することができる。）ＡＴ水晶振動片１０２は基板１０１の凹部１０４に収納され、接続電極１０７、１１０または１０８、１０９に引き出し電極１２２、１２３が導電接着剤で固定される。この後で、適宜周波数調整、キュア、エージング等が行われて、基板１０１に蓋１０３が接合されて水晶振動子が完成する。
【０００５】
図４（Ａ）に示すように、基板１０１の凹部１０４の残りの平面部において、基板１０１の上面の中心を通り、長手方向と幅方向に夫々平行なＸ軸、Ｙ軸（仮想中心線）により分割される第１象限、第２象限、第３象限及び第４象限に順次第１、第２、第３、第４の接続電極１０７，１０８、１０９、１１０をメタライジング等によって設ける。ここでは、分離溝１０５は第１象現と第４象限に跨って、分離溝１０６は第２象現と第３象限に跨って配され、第１の接続電極１０７及び第４の接続電極は分離溝１０５に隣接し互いに反対側に配され、第２の接続電極１０８及び第３の接続電極１０９は分離溝１０６に隣接し互いに反対側に配される。一方、図４（Ｃ）に示すように、基板１０１の背面において前記基板１０１の上面の第１象限、第２象限、第３象限及び第４象限に相対する領域に順次第１、第２、第３、第４の外部電極１１１、１１２、１１３、１１４をメタライジング等によって設ける。
【０００６】
第１の接続電極１０７と第２の接続電極１０８、第３の接続電極１０９と第４の接続電極１１０を夫々メタライジング等による第１の金属配線１１５、第４の金属配線１１８により接続する。第１の金属配線１１５をメタライジング等による第２の金属配線１１６により第２の外部電極１１２に基板１０１の第２象限のＹ軸に垂直な側面部を経て接続する。第２の接続電極１０８を同様の第３の金属配線１１７により第３の外部電極１１３に基板１０１の上面の第２象限、第３象限における周辺部及び図４（Ｂ）（図４（Ａ）を矢視１３０から見た）に示すように第３象限のＹ軸に垂直な側面部を経て接続する。同様に第４の金属配線１１８をメタライジング等による第５の金属配線１１９により第４の外部電極１１４に図４（Ｂ）に示すように基板１０１の第４象限のＹ軸に垂直な側面部を経て接続する。第４の接続電極１１０を同様の第６の金属配線１２０により第１の外部電極１１１に基板１０１の上面の第４象限、第１象限における周辺部及び第１象限のＹ軸に垂直な側面部を経て接続する。
【０００７】
以上述べた金属配線については、基板１０１の上面において図３及び図４（Ａ）に示すように、第１、第２、第３の金属配線１１５、１１６、１１７と第４、第５、第６の金属配線１１８、１１９、１２０とは夫々面積が等しく、基板１０１の中心に関して互いに点対称となるように配設される。
【０００８】
ＡＴ水晶振動片１０２を例えば、治具、ハンドリング手段等を用いて、前後の方向性を選択することなく、基板１０１の中心に対し前後左右対称となる位置に配置することができる。従来例によれば以下の効果が知られている。（１）．組み立て作業性の良い表面実装用の薄型圧電振動子を提供できること。（２）．前述のような金属配線の対称構造により、圧電振動片の前後の方向の如何にかかわらず、金属配線による配線間容量を一定とし、完成圧電振動子の等価並列容量を一定にし、等価回路定数の均一化を図ることができること。（３）．基板の長手方向に異なる極性の外部電極を相対して設けることにより小型の圧電振動子をプリント配線基板のモジュールに合わせて接続することができ、基板の幅方向に同極性の外部電極を設けることにより、プリント配線の多様化に対応することができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来例では以下のような問題があった。基板１０１の凹部１０４を除いた基板上面に金属配線が密に配設されるために、図４（Ａ）の第１象限及び第３象限に示すように、異なる極性の金属配線間の距離１３１が短くなり、またその略平行する長さ１３２が長くなって、圧電振動子の等価並列容量の絶対値が増加することである。このことは図５（Ａ）に示すように、圧電振動子の等価回路２３０の回路定数に影響する。前述の等価回路は一般的には、インダクタンス２３１（記号Ｌ）、共振抵抗値２３２（Ｒ）、及び容量２３３（Ｃ１）の直列回路と、振動片の容量２３４（Ｃｏｘ）及び前述の配線間容量２３５（Ｃｏｐ）との並列回路で構成される。同図（Ｂ）では並列容量２３６（Ｃｏ）は、以下の式で表される。
Ｃｏ＝Ｃｏｘ＋Ｃｏｐ                      （１）
従来例では、前述の金属配線と外部電極とが基板の上下で平面投影内にあり配線間容量が大きかった。上式で配線間容量Ｃｏｐが大きいと、Ｃｏが増加してしまいその結果、発振回路に圧電振動子を組み込んだとき、発振開始が遅くなったり、発振が不安定になるという問題があった。
【００１０】
本発明の目的は、発振開始を遅らせることなく発振を安定化するため配線間容量を低減した圧電振動子の容器を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
圧電振動片と、この圧電振動片と電気的接続をとるための極性の異なる２つの接続電極からなる接続電極対を、その上面の長手方向に２組配設した絶縁基板とを有し、前記接続電極に各々接続された４つの外部電極を、極性の異なる前記接続電極と接続された前記外部電極を前記絶縁基板の長手方向に、同極性の前記接続電極と接続された前記外部電極を前記絶縁基板の幅方向に、それぞれ相対し配設した圧電振動子において、前記絶縁基板の前記外部電極が配設された面と対向する面には、前記２組の接続電極対のうち同極性の前記接続電極同士をそれぞれ接続し前記外部電極と接続する、２つの金属配線が配設されており、前記絶縁基板表面と平行な平面に前記金属配線と前記外部電極を投影した場合に、互いに極性が異なる前記金属配線と前記外部電極同士の影とが重ならないことを特徴とする。
【００１２】
さらに、前記絶縁基板を少なくとも２枚の絶縁基板から構成し、第１の絶縁基板の中央部に矩形状の中抜きと該中抜きと繋がる一対の分離溝を左右に設け、該分離溝に跨がるスルーホールのある前記接続電極対を２組設け、第２の絶縁基板の上面に前記スルーホール受けを有する前記金属配線をメタライジング等によって配設し、前記金属配線を前記第２の絶縁基板の背面に配された前記外部電極と接続し、前記第２の絶縁基板の上に前記第１の絶縁基板を前記接続電極のスルーホールが前記金属配線のスルーホール受けに接続するように重ねて形成したことを特徴とする。
【００１３】
さらに、極性の異なる前記金属配線同士は、されぞれその面積が等しことを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下では、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、本発明の実施の形態と引用した従来例とは材料、外形、接続電極と外部電極の配置、金属電極のメタライジングなど共通する点も多く、両者の相違点を中心に説明する。図１は本発明の絶縁基板の構成を示し、同図（Ａ）は第１の絶縁基板を、同図（Ｂ）は第２の絶縁基板を示す斜視図である。図２は図１（Ｂ）の第２の絶縁基板の金属配線を示す上面図である。なお、実施例は水晶振動子に関するものであるが、一般性を失わないので以下では圧電振動子と表現する。
【００１７】
図１において、実施例の絶縁基板１は第１絶縁基板１ａと第２絶縁基板１ｂが積層して構成される。第１絶縁基板１ａは第２絶縁基板１ｂより薄く、その中央部に矩形状の中抜き４が設けられ、第１絶縁基板１ａの上面の中心を通り、長手方向と幅方向に夫々平行なＸ軸、Ｙ軸（仮想中心線）により分割される第１象限、第２象限、第３象限及び第４象限の中で、分離溝５は第１象現と第４象現とに跨って、分離溝６は第２象現と第３象限に跨って、幅方向の中央の左右に分離溝５及び６は長手方向に配される。次に、第１、第２、第３、第４の接続電極７、８、９、１０は第１絶縁基板１ａの裏面に抜ける夫々スルーホール７ａ、８ａ、９ａ、１０ａを有し、接続電極７、１０は分離溝５を跨るように、また接続電極８、９は分離溝６を跨るようにメタライジング等によって配設される。
【００１８】
第２絶縁基板１ｂは、図１（Ｂ）及び図２に示すように、第１の接続電極７のスルーホール７ａと接続する金属配線のスルーホール受け７ｂ、及び第４の接続電極１０のスルーホール１０ａと接続する金属配線のスルーホール受け１０ｂは分離溝５に隣接し互いに反対側に配され、第２の接続電極８及び第３の接続電極９の夫々スルーホール８ａ、スルーホール９ａと接続する金属配線のスルーホール受け８ｂ、９ｂは分離溝６に隣接し互いに反対側に配される。一方、図４（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、第２絶縁基板１ｂの背面において前記第２絶縁基板１ｂの正面の第１象限、第２象限、第３象限及び第４象限に相対する領域に順次第１、第２、第３、第４の外部電極１１、１２、１３、１４をメタライジング等によって設ける。
【００１９】
第１の接続電極７と第２の接続電極８、第３の接続電極９と第４の接続電極１０を、夫々スルーホール７ａ、８ａ、９ａ、１０ａ及びスーホール受け７ｂ、８ｂ、９ｂ、１０ｂ経由でメタライジング等による第１の金属配線１５、第４の金属配線１８により接続する。第１の金属配線１５をメタライジング等による第２の金属配線１６により第２の外部電極１２に第２絶縁基板１ｂの第２象限のＹ軸に垂直な側面部を経て接続する。第２の接続電極８を同様の第３の金属配線１７により第３の外部電極１３に第２絶縁基板１ｂの正面の第２象限、第３象限における周辺部及び図２に示すように第３象限のＹ軸に垂直な側面部を経て接続する。同様に第４の金属配線１８をメタライジング等による第５の金属配線１９により第４の外部電極１４に図２に示すように第２絶縁基板１ｂの第４象限のＹ軸に垂直な側面部を経て接続する。第４の接続電極１０を同様の第６の金属配線２０により第１の外部電極１１に第２絶縁基板１ｂ正面の第４象限、第１象限における周辺部及び第１象限のＹ軸に垂直な側面部を経て接続する。
【００２０】
図１、図２から分かるように、絶縁基板１は２枚の絶縁基板１ａ、１ｂから構成されるので、接続電極とスルーホールは第１絶縁基板１ａに、接続電極と外部電極との金属配線は第２絶縁基板１ｂに分けて配設することができるのでスペースに余裕ができ、その結果、第２絶縁基板１ｂの金属配線を調整することができる。（１）異なる極性の金属配線１５、１８間の距離２１を絶縁基板１の幅２３の好ましくは１／３〜１／１０として、従来例より広くすることができること。（２）その略平行する長さ２２を短くすることができること。（３）異極性の金属配線と外部電極とがその投影面内で絶縁基板１ｂを介して対向させない様にすること。の３点によって、配線間容量Ｃｏｐが減少するので、図５の等価回路のＣｏも減少する。
【００２１】
試作実験は、実用的と思われる第２絶縁基板１ｂの厚みを０．５〜１ｍｍ、幅２３を４〜６ｍｍとする試料で行った結果、配線間容量Ｃｏｐが従来例の１／３となる金属配線間の距離２１は、第２絶縁基板１ｂの幅２３に対して１／３〜１／１０であった。これは、金属配線間の距離２１が第２絶縁基板１ｂの幅２３に対して１／１０より狭くなると、配線間容量が増加し、金属配線間の距離２１が第２絶縁基板１ｂの幅２３に対して１／３より大きいと金属配線が裏面の外部電極の投影平面内に入って配線間容量が増加し、総合して配線間容量が下に凸の特性曲線となり、前記金属配線間の距離２１の第２絶縁基板１ｂの幅２３に対する範囲、即ち１／３〜１／１０が配線間容量Ｃｏｐを略最小値にするからである。この傾向は第２絶縁基板１ｂの厚みが薄くなるほど顕著になる。実験した結果を表１に示す。
【００２２】
【表１】
0003924016.tif 000002
上表から本発明の圧電振動子のＣｏが減少していることが分かる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明による効果は、圧電振動子の等価並列容量が低減されるので圧電振動子の発振開始時間の遅延をなくし、発振の安定化が十分に得られることである。
【００２４】
本発明による効果は、金属配線の対称構造により、圧電振動片の前後の方向の如何にかかわらず、金属配線による配線間容量を一定とし、圧電振動子の等価並列容量を一定にし、発振の安定化を図ることができることである。
【００２５】
本発明による効果は、絶縁基板の長手方向に異なる極性の外部電極を相対して設けることにより小型の圧電振動子をプリント配線基板のモジュールに合わせて接続することができ、絶縁基板の幅方向に同極性の外部電極を設けることにより、プリント配線の多様化に対応することができることである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の絶縁基板の構成を示し、同図（Ａ）は第１絶縁基板を、同図（Ｂ）は第２絶縁基板を示す斜視図である。
【図２】図１（Ｂ）の第２絶縁基板の金属配線を示す上面図である。
【図３】従来例の容器と圧電振動片の展開斜視図である。
【図４】従来例の容器の絶縁基板の金属配線の状態を示す図で、同図（Ａ）は正面図、（Ｂ）は矢視の正面図、（Ｃ）は背面図である。
【図５】水晶振動子の等価回路で，同図（Ｂ）は同図（Ａ）を更に簡略化したものである。
【符号の説明】
１            本発明実施例の絶縁基板
１ａ          第１絶縁基板
１ｂ          第２絶縁基板
４            第１絶縁基板の矩形状中抜き
５〜６        分離溝
７〜１０      接続電極
７ａ〜１０ａ  スルーホール
１１〜１４    外部電極
１５          第１の金属配線
１６          第２の金属配線
１７          第３の金属配線
１８          第４の金属配線
１９          第５の金属配線
２０          第６の金属配線
２１          異なる極性の金属配線間の距離
２２          異なる極性の金属配線略平行する長さ
２３          第２絶縁基板の幅
１０１        セラミックの基板
１０２        ＡＴ水晶振動片
１０３        蓋
１０４        矩形の凹部
１０５        分離溝
１０６        分離溝
１０７        接続電極
１０８        接続電極
１０９        接続電極
１１０        接続電極
１１１        外部電極
１１２        外部電極
１１３        外部電極
１１４        外部電極
１１５        金属配線
１１６        金属配線
１１７        金属配線
１１８        金属配線
１１９        金属配線
１２０        金属配線
１２１        励振電極
１２２        引き出し電極
１２３        引き出し電極
１３０        矢視
１３１        異なる極性の金属配線間の距離
１３２        異なる極性の金属配線の略平行する長さ
２３０        圧電振動子の等価回路
２３１        インダクタンス
２３２        共振抵抗
２３３        容量
２３４        振動片の容量
２３５        配線間容量
２３６        並列容量
【図１】
0003924016.tif 000003
0003924016.tif 000004
【図２】
0003924016.tif 000005
【図３】
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【図４】
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【図５】
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