(57)【要約】【課題】四角形状の圧電振動片を内包するリード型の圧電振動子において、圧電振動片の大きさを極力大きくする。【解決手段】  圧電振動子５０は、第１の方向Ｘに沿った離間した２か所に設けられた第１、第２アウターリード５１ａ，５１ｂおよびこれらアウターリード５１ａ，５１ｂに接続されている第１、第２インナーサポータ５３ａ，５３ｂを有するベース５５と、インナーサポータ５３ａ、５３ｂにより保持され平面形状が四角形状の水晶振動片５７と、水晶振動片５７を外部環境から隔てているキャップ５９とを具える。水晶振動片５７を、その辺５７ａが第１の方向Ｘに平行となるように配置し、かつ、その対角の角部５７ｂ，５７ｃにてインナーサポータ５３ａ，５３ｂにより保持してある。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の方向に沿った離間した２ケ所に設けられた第１、第２アウターリードおよびこれらアウターリードに接続されている第１、第２インナーサポータを有するベースと、これらインナーサポータにより保持され平面形状が四角形状の圧電振動片と、該圧電振動片を外部環境から隔てているキャップとを具えた圧電振動子において、
圧電振動片を、その辺が前記第１の方向に平行となるよう配置し、かつ、その対角の角部にて前記インナーサポータにより保持してあることを特徴とする圧電振動子。
【請求項２】
請求項１に記載の圧電振動子において、
前記第１、第２インナーサポータ各々の長さを、前記対応する角部に達する、互いに異なる長さとしてあることを特徴とする圧電振動子。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の圧電振動子において、
前記第１、第２インナーサポータ各々の長さを、前記圧電振動片の前記第１の方向とは直交する第２の方向の寸法分、互いに違えてあることを特徴とする圧電振動子。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の水晶振動子において、
前記第１および第２のインナーサポータは、互いの長さが違うことで生じる剛性の差異を補正し実質同一にできるように、太さ、厚みおよび形状の１又は２以上の要素を違えてあることを特徴とする圧電振動子。
【請求項５】
第１の方向に沿った離間した２ケ所に設けられた第１、第２アウターリードおよびこれらアウターリードに接続されている第１、第２インナーサポータを有するベースにおいて、
第１および第２インナーサポータの長さを、平面形状が四角形状の圧電振動片をその辺が前記第1の方向に平行となるよう配置でき、かつ、その対角となる角部で保持できるように、違えてあることを特徴とするベース。
【請求項６】
請求項４に記載のベースにおいて、
前記第１、第２インナーサポータの前記第１の方向と直交する方向の長さを、前記圧電振動片の前記第１の方向とは直交する第２の方向の寸法分、違えてあることを特徴とするベース。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の水晶振動子において、
前記第１および第２インナーサポータは、互いの長さが違うことで生じる剛性の差異を補正し実質同一にできるように、太さ、厚みおよび形状の１又は２以上の要素を違えてあることを特徴とするベース。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平面形状が四角形状の振動片を内包するリード型の圧電振動子とその製造に用いて好適なベースに関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話やパーソナルコンピュータ等のような各種電子機器では、主に周波数の選択や制御のために、圧電振動子、特に水晶振動子が多用されている。
【０００３】
この種の水晶振動子は、実装形態により、表面実装型のものと、水晶振動子の容器から外部にリードが出ているリード型のものに大別できる。近年では、リード型構造は、周波数安定性をより要求される水晶振動子に採用されることが多い。リード型の圧電振動子として、例えば特許文献１に開示されたものがある。
【０００４】
図３は、特許文献１に開示されている水晶振動子１０の説明図である。特に図３（Ａ）は、この水晶振動子１０をその側方からキャップ１９を透して見た図、図３（Ｂ），（Ｃ）は図３（Ａ）中のインナーサポータ１３ａ，１３ｂを拡大して示した図である。この水晶振動子１０は、その幅方向（図中の第１の方向Ｘ）に沿った離間した２ケ所に設けられた第１、第２アウターリード１１ａ，１１ｂおよびこれらアウターリード１１ａ，１１ｂに接続されている第１、第２インナーサポータ１３ａ，１３ｂを有するベース１５と、インナーサポータ１３ａ，１３ｂにより保持された丸形状の水晶片１７と、この水晶片１７を外部から隔てて所定環境に維持するキャップ１９とを具える。水晶片１７の表裏各々の中央部を含む所定領域に、励振電極２１を具えている。この励振電極２１は水晶片１７の縁部に向かう引出電極２３を具えている。引出電極２３とインナーサポータ１３ａ，１３ｂとは導電性部材２５により電気的、機械的に接続されている。
【０００５】
この種の水晶振動子の場合、インナーサポータからの応力が水晶振動子の周波数安定性に影響することが多い。また、水晶片が小さくなるほど、インナーサポータからの応力の影響を受けるため、水晶振動子の等価抵抗や周波数安定性が悪化しやすい。このため、文献１に記載された水晶振動子１０では、第１、第２のインナーサポータ１３ａ，１３ｂの剛性に違いを持たせて、インナーサポータからの水晶振動子への応力を緩和している。
【０００６】
また、この種の水晶振動子であって、ＳＣカットに代表されるようなダブルローテション系のかつ平面形状が四角形状の水晶片を用いた水晶振動子の場合、インナーサポータにより保持する位置は、水晶片の角部が好ましい場合がある。水晶の結晶の性質と水晶片の加工の都合に起因して、水晶片の角部が外部からの応力の影響を一番受けにくい領域（すなわち応力感度が低い領域）になる場合があるからである。図４はこのような水晶振動子３０の説明図であり、図３（Ａ）と同様な状態で示した図である。図３で説明した構成成分と同様な構成成分については同一の符号を付してある。
【０００７】
このような応力感度依存性を持つ水晶振動子３０の場合、従来は、四角形状の水晶片３１は、その対角線の１つが第１の方向Ｘに平行になるように配置され、かつ、その対角する角部３１ａ，３１ｂで左右同一の構造のインナーサポータ３３ａ，３３ｂにより保持されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−６７７７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、図４に示した従来構成では、第１、第２のインナーサポート３３ａ，３３ｂ間を結ぶ線（図中のＸ方向に沿う線）に水晶片３１の対角線が平行になるように、水晶片３１はインナーサポート３３ａ，３３ｂで保持されていたので、水晶片３１をキャップ１９内に収納する場合、水晶片３１の大きさは、水晶片３１の対角寸法によって制約される。そのため、水晶片３１の面積を大きくしかつインナーサポータからの応力の影響をより軽減しようとしても、自ずと限界があった。
【００１０】
この出願の各発明の目的は、上述した問題点を解決することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この目的の達成を図るため、この出願の第１発明の圧電振動子によれば、第１の方向に沿った離間した２ケ所に設けられた第１、第２アウターリードおよびこれらアウターリードに接続されている第１、第２インナーサポータを有するベースと、これらインナーサポータにより保持され平面形状が四角形状の圧電振動片と、該圧電振動片を外部環境から隔てているキャップとを具えた圧電振動子において、圧電振動片を、その辺が前記第１の方向に平行となるよう配置し、かつ、その対角となる角部でインナーサポータにより保持する。
【００１２】
ここで、圧電振動片の四角形状とは、圧電振動子の設計に応じて決められる形状であり、略正方形や略長方形状を含む正方形状や長方形状である。
【００１３】
また、第１の方向とはリード型の圧電振動子のいわゆる幅方向をいう（図１、図３、図４中のＸ方向）。また、第１の方向に平行とは、真の平行に限られず、本発明の目的の範囲で実質的に平行も含む。
【００１４】
また、インナーサポータはアウターリードに接続されていると述べているが、両者が一体に形成されて接続されている構成も、本発明の範囲に含まれる。
【００１５】
また、この発明で用いる圧電振動片は典型的には水晶片が良く、特にＡＴカット水晶片、さらに好ましくは、水晶原石から水晶片を切り出す際に２つの軸を回転軸として順次に切り出されるいわゆるダブルローテーション系の水晶片が良い。ダブルローテテーション系の水晶片としては、ＳＣカット水晶片、ＩＴカット水晶片、ＭＣＳカット水晶片と称される水晶片を挙げることができる。特に、四角形状に加工されて多用されることが多く、かつ、結晶軸の関係から四角形状の角部が応力感度が低い領域になることが多い水晶片、例えばＳＣカット水晶片は、この発明を適用して好適である。しかし、セラミック振動片等、水晶以外の他の圧電材料を用いた振動片等であってもこの発明を適用できる。
【００１６】
また、この発明の実施に当たり、第１、第２インナーサポータ各々の、アウターリードとの接続点からの長さ（図１中のＬ１，Ｌ２）は、各インナーサポータが圧電振動片の対応する角部に達するまでの長さとしてあり、互いに異なる長さにしてある。具体的には、水晶片の、上記の第１の方向と直交する第２の方向（図１中のＹ方向）の寸法分程度、第１、第２のインナーサポータの長さＬ１，Ｌ２を異ならせてある。
【００１７】
なお、この発明では、第１、第２のインナーサポータは互いの長さを上記のごとく異ならせてあるので、第１、第２のインナーサポータを同じ太さや厚みのものとした場合は第１、第２のインナーサポータ間で剛性に違いが生じてしまう。従って、第１、第２のインナーサポータ各々は、その剛性の違いを補正し剛性が実質的に同じになるように、その太さ、厚み、形状の１又は２以上の要素を適切に設計したものを用いるのが良い。
【００１８】
また、この出願の第２発明のベースによれば、第１の方向に沿った離間した２ケ所に設けられた第１、第２アウターリードおよびこれらアウターリードに接続されている第１、第２インナーサポータを有するベースにおいて、
第１および第２のインナーサポータの長さを、平面形状が四角形状の圧電振動片をその辺が前記第１の方向に平行となるよう配置でき、かつ、その対角となる角部で保持できるように、違えてある。すなわち、第１、第２のインナーサポータの前記第１の方向と直交する方向（具体的には図１に示した圧電振動子の高さ方向Ｙ）の長さを、互いに違えてある。
【発明の効果】
【００１９】
この出願の第１の発明によれば、平面形状が四角形状の圧電振動子をその辺が第１の方向に平行になるように配置するので、四角形状の圧電振動片の面積を、キャップの内容積の制約の中で最大限に大きくできる。具体的には、第１、第２のインナーサポータ間の第１の方向の間隔を従来及び本発明で同じとした場合、図３に示した丸形状の水晶片１７の面積を１とすると、図４に示した水晶片３１の面積は２／π＝０．６、本発明の振動片５７の面積は４／π＝１．３となり、本発明により水晶片の面積拡大が図れることが分かる。なお、πは円周率である。しかも、圧電振動片の対角の２つの角部をインナーサポータで保持するので、振動領域から保持部までの距離を最大限に遠くできるので、インナーサポータからの応力を軽減できる。特に、四角形状の圧電振動片であって対角する角部が応力感度が小さいタイプの振動片を用いる場合には、応力感度が小さい部分をサポートできる。よって、本発明によれば、インナーサポータからの応力の軽減効果と振動片の面積の拡大効果を得ることができる。
また、この出願の第２の発明のベースによれば、第１の発明の圧電振動子の製造を容易に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】（Ａ）は実施例の圧電振動子５０の側面図である。（Ｂ）は圧電振動子５０を（Ａ）図中のＰ方向から見た側面図である。
【図２】（Ａ），（Ｂ）は実施例の振動子の好ましいインナーサポータの例を示した図である。
【図３】（Ａ）は特許文献１に記載された従来の圧電振動子の側面図である。（Ｂ）、（Ｃ）は（Ａ）図中のインナーサポータを拡大して示した図である。
【図４】平面形状が四角形状の圧電振動片の、従来の保持方法の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照してこの出願の第１および第２の発明の実施例について説明する。なお、説明に用いる各図はこれら発明を理解できる程度に概略的に示してあるにすぎない。また、説明に用いる各図において、同様な構成成分については同一の番号を付して示し、その説明を省略する場合もある。また、以下の実施例中で述べる形状、寸法、材質等はこの発明の範囲内の好適例にすぎない。従って、本発明が以下の実施例のみに限定されるものではない。
【００２２】
図１（Ａ）および（Ｂ）は、実施例の圧電振動子５０を説明する側面図である。特に図１（Ａ）は、圧電振動子５０の広い側面側から、圧電振動子５０に具わるキャップ５９を透して、圧電振動子５０を見た側面図、図１（Ｂ）は、図（Ａ）と直交する側面から、圧電振動子５０に具わるキャップ５９を透して、圧電振動子５０を見た側面図である。
【００２３】
実施例の圧電振動子５０は、第１、第２のアウターリード５１ａ，５１ｂおよび第１、第２のインナーサポータ５３ａ，５３ｂを有するベース５５と、圧電振動片５７とキャップ５９とを具える。
【００２４】
第１、第２のアウターリード５１ａ，５１ｂは、ベース５５の、圧電振動子５０の幅方向（図１中にＸで示した第１の方向）に沿った離間した２ケ所に、設けてある。第１、第２インナーサポータ５３ａ，５３ｂは、アウターリード５１ａ，５１ｂに例えば溶接等によって接続してある。
【００２５】
圧電振動片５７は、平面形状が四角形状のもので、その辺５７ａが上述した第１の方向Ｘに平行となるよう配置し、かつ、圧電振動片５７の対角となる角部５７ｂ，５７ｃでインナーサポータ５３ａ、５３ｂにより保持してある。この場合、圧電振動片５７としていわゆるＳＣカットの水晶片を用いている。
【００２６】
ここで、第１、第２のインナーサポータ５３ａ，５３ｂの長さ、すなわち、圧電振動子５０の高さ方向に沿った図１（Ａ）中にＬ１、Ｌ２で示した長さは、互いに違えてある。具体的には、第１のインナーサポータ５３ａの長さＬ１は、第１のインナーサポータ５３ａと第１のアウターリード５１ａとの接続点から圧電振動片５７の１つの角部５７ｂに至るまでの長さとしてある。また、第２のインナーサポータ５３ｂの長さＬ２は、第２のインナーサポータ５３ｂと第２のアウターリード５１ｂとの接続点から圧電振動片５７の角部５７ｂと対角の位置にある角部５７ｃに至るまでの長さとしてある。従って、この例では、Ｌ１＜Ｌ２であり、かつ、Ｌ２はＬ１に比べて四角形状の圧電振動片５７の、方向Ｘと直交する辺の長さ分、長くなっている。
【００２７】
第１、第２のインナーサポータ５３ａ，５３ｂ各々は、例えば、圧電振動片５７の角部５７ｂ，５７ｃを保持できるように先端をクリップ状に加工したワイヤーや、金属板からフォトリソ技術を用いて製造した所定形状のものとできる。後者の具体例として、図２（Ａ）に示したような、圧電振動片５７の角部５７ｂ、５７ｃを挟んで保持できるように先端をフォーク状の先端部７１に加工した板状サポータや、図２（Ｂ）に示したような、圧電振動片５７の角部５７ｂ、５７ｃを挿入して保持できるように先端にスリット部７３を設けた板状サポータが好ましい。
【００２８】
圧電振動片５７の表裏面各々には、励振電極６１と引出電極６３を形成してある。引出電極６３は、励振電極６１から圧電振動片５７の角部５７ｂ、５７ｃに向かうように形成してある。励振電極６１、引出電極６３は、例えばクロムを下地とするＡｕ電極等、任意好適な材料で構成してある。引出電極６３とインナーサポータ５３ａ，５３ｂは導電性部材６５により電気的に接続してある。導電性部材６５として、Ｇｅ（ゲルマニウム）を含む金ローまたは導電性接着剤等、好適なものを用いることができる。この導電性部材６５により、圧電振動片５７自体もインナーサポタ５３ａ，５３ｂに機械的に固定している。
【００２９】
ベース５５は、例えば、輪郭部を金属で構成し、その輪郭部内にガラスを充填するとともにこのガラスにアウタリード５１ａ，５１ｂを気密埋め込みしたものを用いる。キャップ５９は金属材料から成るものを用いる。キャップ５９をベース５５に例えば冷間圧接や抵抗溶接等の好適な封止方法により接合してある。キャップ５５内の雰囲気は、圧電振動子５０の設計に応じた任意の雰囲気、例えば真空雰囲気、窒素雰囲気、不活性ガス雰囲気等の好適な雰囲気とする。
【符号の説明】
【００３０】
Ｘ：第１の方向
１１ａ、５１ａ：第１のアウターリード
１１ｂ，５１ｂ：第２のアウターリード
１３ａ，３１ａ，５３ａ：第１のインナーサポータ
１３ｂ，３１ｂ，５３ｂ：第２のインナーサポータ
１５，５５：ベース
１７：平面形状が丸形状の圧電振動片
１９，５９：キャップ
２１、６１：励振電極
２３，６３：引出電極
２５、６５：導電性部材
３３、５７：平面形状が四角形状の圧電振動片
５０：実施例の圧電振動子
５７ａ：圧電振動片の辺
５７ｂ、５７ｃ：圧電振動片の対角の角部
７１：ハサミ状の先端部
７３：スリット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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