(57)【要約】【課題】  水晶片にかかる応力を抑制しつつ、水晶片の搭載精度を向上させて、良好な特性を得ることができる水晶振動子及び発振器を提供する。【解決手段】  水晶片１２が、２箇所で基板上の電極に導電性接着剤を用いて固定され、一方の箇所に形成される導電性接着剤を第１の接着剤とし、他方の箇所に形成される導電性接着剤を第２の接着剤とした場合に、第１の接着剤と第２の接着剤は、硬化後の硬さが異なるものとした水晶振動子及び発振器としている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水晶片の２箇所について、導電性接着剤を用いて、基板上に形成された電極に前記水晶片を固定する水晶振動子であって、
一方の箇所に形成される導電性接着剤を第１の接着剤とし、他方の箇所に形成される導電性接着剤を第２の接着剤とした場合に、前記第１の接着剤と前記第２の接着剤は、硬化後の硬さが異なるものとしたことを特徴とする水晶振動子。
【請求項２】
第１の接着剤をシリコーン系又はウレタン系の導電性接着剤とし、第２の接着剤をエポキシ系又はイミド系の導電性接着剤としたことを特徴とする請求項１記載の水晶振動子。
【請求項３】
水晶片が矩形型であることを特徴とする請求項１又は２記載の水晶振動子。
【請求項４】
水晶片が音叉型であることを特徴とする請求項１又は２記載の水晶振動子。
【請求項５】
水晶片の対向する２辺に導電性接着剤が形成される両持ちタイプとしたことを特徴とする請求項３記載の水晶振動子。
【請求項６】
水晶片の一辺の２箇所に導電性接着剤が形成される片持ちタイプとしたことを特徴とする請求項３記載の水晶振動子。
【請求項７】
水晶片が、平面形状の基板上に固定され、前記水晶片を覆うリッドが前記基板上に搭載されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか記載の水晶振動子。
【請求項８】
水晶片が、基板の周囲に側壁を有するパッケージ内に固定され、前記水晶片を覆うリッドが前記側壁上に搭載されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか記載の水晶振動子。
【請求項９】
発振周波数の増幅を行う回路を備え、水晶片の２箇所について導電性接着剤を用いて、基板上に形成された電極に前記水晶片を固定する発振器であって、
一方の箇所に形成される導電性接着剤を第１の接着剤とし、他方の箇所に形成される導電性接着剤を第２の接着剤とした場合に、前記第１の接着剤と前記第２の接着剤は、硬化後の硬さが異なるものとしたことを特徴とする発振器。
【請求項１０】
第１の接着剤をシリコーン系又はウレタン系の導電性接着剤とし、第２の接着剤をエポキシ系又はイミド系の導電性接着剤としたことを特徴とする請求項９記載の発振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水晶振動子及び発振器に係り、特に応力を緩和しつつ水晶片の搭載精度を高めることができる水晶振動子及び発振器に関する。
【背景技術】
【０００２】
［先行技術の説明］
水晶振動子は、通常、水晶片を２点で保持しており、当該２点において導電性接着剤で水晶片を基板（ベース）の電極と電気的に接続し、固定している。
導電性接着剤としては、水晶片にかかる応力を緩和させるため、粘度が低く軟らかいシリコーン系の接着剤が多く用いられていた。
【０００３】
一方、水晶振動子の小型化に伴い、水晶片の搭載精度に対する要求も厳しくなっている。
シリコーン系の導電性接着剤を用いた場合、水晶片が搭載された後、何らかの衝撃によって水晶片の位置ずれが生じてしまうことがある。
導電性接着剤をより粘度が高く硬いエポキシ系に変更すれば、位置ずれを防いだり搭載精度を向上させることが可能であるが、応力が大きくなってしまう。
【０００４】
［関連技術］
尚、水晶片の実装に関する技術としては、特表平０８−５０６４５３号公報「圧電素子を基板に実装する方法」（モトローラ・インコーポレイテッド、特許文献１）、特開平９−２４６９０４号公報「表面実装型水晶振動子」（シチズン時計株式会社、特許文献２）、特開２００８−２７１０９３号公報「圧電振動デバイス」（株式会社大真空、特許文献３）、特開２００５−００５９６３号公報「圧電デバイスとその製造方法」（東洋通信機株式会社、特許文献４）、特開２００４−０８８１３８号公報「水晶振動子の保持構造」（日本電波工業株式会社、特許文献５）がある。
【０００５】
特許文献１〜５には、シリコーン系、エポキシ系、ウレタン系、ポリイミド系の導電性接着剤を用いて水晶片を保持固定することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表平０８−５０６４５３号公報
【特許文献２】特開平９−２４６９０４号公報
【特許文献３】特開２００８−２７１０９３号公報
【特許文献４】特開２００５−００５９６３号公報
【特許文献５】特開２００４−０８８１３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように、従来の水晶振動子では、応力を緩和するために粘度が低く軟らかいシリコーン系の導電性接着剤を用いると、水晶片の搭載精度を向上させることができず、また、搭載精度を向上させるために粘度が高く硬いエポキシ系の導電性接着剤を用いると、水晶片にかかる応力が大きくなって歪が発生し、特性が劣化するという問題点があった。
【０００８】
尚、特許文献１〜５には、２点で水晶片を保持する場合に、異なる種類の導電性接着剤を使用することは記載されていない。
【０００９】
本発明は上記実状に鑑みて為されたもので、水晶片にかかる応力を抑制しつつ搭載精度を向上させて、良好な特性を得ることができる水晶振動子及び発振器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記従来例の問題点を解決するための本発明は、水晶片の２箇所について、導電性接着剤を用いて、基板上に形成された電極に水晶片を固定する水晶振動子であって、一方の箇所に形成される導電性接着剤を第１の接着剤とし、他方の箇所に形成される導電性接着剤を第２の接着剤とした場合に、第１の接着剤と第２の接着剤は、硬化後の硬さが異なるものとしたことを特徴としている。
【００１１】
また、本発明は、上記水晶振動子において、第１の接着剤をシリコーン系又はウレタン系の導電性接着剤とし、第２の接着剤をエポキシ系又はイミド系の導電性接着剤としたことを特徴としている。
【００１２】
また、本発明は、上記水晶振動子において、水晶片が矩形型であることを特徴としている。
【００１３】
また、本発明は、上記水晶振動子において、水晶片が音叉型であることを特徴としている。
【００１４】
また、本発明は、上記水晶振動子において、水晶片の対向する２辺に導電性接着剤が形成される両持ちタイプとしたことを特徴としている。
【００１５】
また、本発明は、上記水晶振動子において、水晶片の一辺の２箇所に導電性接着剤が形成される片持ちタイプとしたことを特徴としている。
【００１６】
また、本発明は、上記水晶振動子において、水晶片が、平面形状の基板上に固定され、水晶片を覆うリッドが前記基板上に搭載されていることを特徴としている。
【００１７】
また、本発明は、上記水晶振動子において、水晶片が、基板の周囲に側壁を有するパッケージ内に固定され、水晶片を覆うリッドが側壁上に搭載されていることを特徴としている。
【００１８】
また、本発明は、発振周波数の増幅を行う回路を備え、水晶片の２箇所について導電性接着剤を用いて、基板上に形成された電極に水晶片を固定する発振器であって、一方の箇所に形成される導電性接着剤を第１の接着剤とし、他方の箇所に形成される導電性接着剤を第２の接着剤とした場合に、第１の接着剤と第２の接着剤は、硬化後の硬さが異なるものとしたことを特徴としている。
【００１９】
また、本発明は、上記発振器において、第１の接着剤をシリコーン系又はウレタン系の導電性接着剤とし、第２の接着剤をエポキシ系又はイミド系の導電性接着剤としたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、水晶片の２箇所について、導電性接着剤を用いて、基板上に形成された電極に水晶片を固定する水晶振動子であって、一方の箇所に形成される導電性接着剤を第１の接着剤とし、他方の箇所に形成される導電性接着剤を第２の接着剤とした場合に、第１の接着剤と第２の接着剤は、硬化後の硬さが異なるものとした水晶振動子としているので、第１の接着剤で水晶片にかかる応力を緩和しつつ、第２の接着剤で水晶片の搭載精度を向上させることができ、良好な特性を得ることができる効果がある。
【００２１】
本発明によれば、発振周波数の増幅を行う回路を備え、水晶片の２箇所について導電性接着剤を用いて、基板上に形成された電極に水晶片を固定する発振器であって、一方の箇所に形成される導電性接着剤を第１の接着剤とし、他方の箇所に形成される導電性接着剤を第２の接着剤とした場合に、第１の接着剤と第２の接着剤は、硬化後の硬さが異なるものとした発振器としているので、第１の接着剤で水晶片にかかる応力を緩和しつつ、第２の接着剤で水晶片の搭載精度を向上させることができ、良好な特性を得ることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態に係る水晶振動子の構成を示す説明図である。
【図２】キャビティ型のパッケージへの適用例を示す説明図である。
【図３】音叉型水晶振動子への適用例（１）を示す説明図である。
【図４】音叉型水晶振動子への適用例（２）を示す説明図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）の破線部分の断面図である。
【図５】一般的なＨ型構造の発振器の構成を示す断面説明図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る発振器の構成を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
［実施の形態の概要］
本発明の実施の形態に係る水晶振動子及び発振器は、水晶片が２つの固定点で基板上の電極に固定され、一方の固定点においては粘度が低く軟らかい第１の導電性接着剤で接着され、他方の固定点においては第１の導電性接着剤に比べて粘度が高く硬い第２の導電性接着剤で接着されているものであり、簡易な方法で、応力を緩和すると共に水晶片の搭載精度を高めることができるものである。
【００２４】
［実施の形態に係る水晶振動子の構成:図１］
本発明の実施の形態に係る水晶振動子（本水晶振動子）について図１を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る水晶振動子の構成を示す説明図である。
図１では、全体構造を見やすくするためにリッドを開けた状態を示している。また、ベース上に形成されている配線や電極は省略している。
図１に示すように、本水晶振動子は、セラミック等から成る平型（平面型）のベース（基板）１１上に、水晶片１２が搭載され、リッド１７によって覆われた構成である。
水晶片１２の一方の主面（ここでは上側）には励振電極１３ａが形成され、他方の主面（下側）には励振電極１３ｂが形成されている。
リッド１７は、接着剤１６（エポキシ系）によってベース１１上に固定される。接着剤１６の代わりに金属系合金、ガラスを用いてもよい。
また、ベース１１は、ガラスエポキシ樹脂基板、合成樹脂基板でもよい。
【００２５】
本水晶振動子の特徴として、水晶片１２は、硬化後の硬さが異なる２種類の導電性接着剤１４，１５によってベース１１上に形成された接続端子に接着固定されている。ベース１１上の接続端子は、スルーホールによってベース１１の下面の端子に接続されている。
導電性接着剤１４は、シリコーン系導電性接着剤であり、粘度が低く硬化後も軟らかいため、水晶片１２にかかる応力を緩和し、歪を抑えるものである。シリコーン系導電性接着剤は、請求項に記載した第１の接着剤に相当する。
シリコーン系導電性接着剤の代わりに、ウレタン系導電性接着剤を用いてもよい。
【００２６】
一方、導電性接着剤１５は、エポキシ系導電性接着剤であり、シリコーン系に比べて硬化後の粘度が高く硬いため、水晶片１２を固定する際に位置ずれを生じにくい。また、衝撃にも強いため、水晶振動子全体の強度を保つことができるものである。エポキシ系導電性接着剤は、請求項に記載した第２の接着剤に相当する。
エポキシ系導電性接着剤の代わりに、イミド系導電性接着剤を用いてもよい。
【００２７】
このように、水晶片１２を固定する導電性接着剤の一方をシリコーン系又はウレタン系、他方をエポキシ系又はイミド系とすることにより、シリコーン系（ウレタン系）のみを用いた場合に比べて水晶片１２の搭載精度を向上させることができると共に、エポキシ系（イミド系）のみを用いた場合に比べて応力を軽減することができるものである。
尚、ここでは、導電性接着剤１４をシリコーン系、導電性接着剤１５をエポキシ系としているが、導電性接着剤１４をエポキシ系、導電性接着剤１５をシリコーン系としてもかまわない。
また、導電性接着剤１４と１５の塗布量は同程度としており、塗布面積もほぼ同程度とする。
更に、ここでは、水晶片１２を一方の短辺上の２点で保持する片持ちタイプを示しているが、両方の短辺上で１点ずつ保持する両持ちタイプであってもよい。
【００２８】
本水晶振動子の製造方法について簡単に説明する。
ベース１１にスルーホールを形成した後、ベース１１の両面及びスルーホール内部に金属膜を形成する。ベース１１の両面をパターニングして、水晶片１２が搭載される面（ここでは上面）に水晶接続端子や配線パターンを形成し、下面に外部接続端子を形成する。
水晶片１２には、両主面に金属膜を形成した後、励振電極１３ａ，１３ｂ、接続端子等を形成する。
【００２９】
そして、水晶片１２の接続端子とベース１１の水晶接続端子とを接着するよう、導電性接着剤１４，１５をベース１１上の所定の位置に塗布し、水晶片１２を搭載する。
その際、導電性接着剤を塗布するディスペンサを２系統用意し、一方はシリコーン系の導電性接着剤用、他方はエポキシ系の導電性接着剤用とする。
【００３０】
本水晶振動子では、ベース１１を平板型としているので、導電性接着剤の塗布が容易であり、導電性接着剤塗布の精度を良好にすることができるものである。また、ディスペンサのノズル形状の制約が小さく、自由度を大きくすることができるものである。
【００３１】
水晶片１２を搭載後、導電性接着剤１４，１５を硬化させて水晶片１２を固定する。
その後、接着剤１６を塗布して、リッド１７を搭載して封止する。接着剤１６は、エポキシ系の接着剤であるが、水晶片を保持するエポキシ系導電性接着剤よりも硬化の温度が低いものである。低温で硬化することにより、水晶片１２への影響を抑えることができる。
このようにして本水晶振動子が製造されるものである。
【００３２】
［キャビティ型への適用：図２］
次に、本発明の実施の形態に係る水晶振動子をキャビティ型のパッケージに適用した例について図２を用いて説明する。図２は、キャビティ型のパッケージへの適用例を示す説明図である。
図２に示すように、キャビティ型の水晶振動子では、基板の周囲に側壁を有するパッケージ２１内に水晶片２２が搭載されている。水晶片２２が搭載される部分は凹部となっており、リッド２７はパッケージの側壁上に搭載される。
尚、図２では、リッド２７を開けた状態を示している。
【００３３】
水晶片２２には、励振電極２３ａ及び２３ｂが形成され、導電性接着剤２４，２５によって凹部に形成された端子に電気的に接続されると共に固定されている。
導電性接着剤２４はシリコーン系導電性接着剤であり、導電性接着剤２５はエポキシ系導電性接着剤である。導電性接着剤２４をエポキシ系、導電性接着剤２５をシリコーン系としてもよい。
キャビティ型の水晶振動子でも、応力を緩和しつつ水晶片を安定して保持し、搭載精度の向上を図ることができるものである。
【００３４】
［音叉型水晶振動子への適用例（１）：図３］
次に、音叉型水晶振動子への適用例（１）について図３を用いて説明する。図３は、音叉型水晶振動子への適用例（１）を示す説明図である。図３では、リッド３９を開けた状態を示している。
図３に示すように、音叉型水晶振動子の水晶片３２は、振動腕３２ａ，３２ｂを備え、ベース３１に形成された配線３６上に、シリコーン系の導電性接着剤３４及びエポキシ系の導電性接着剤３５によって固定されている。
【００３５】
ここで、水晶片３２は、振動腕３２ａ，３２ｂが設けられている側とは反対側の端部を導電性接着剤３４，３５によって固定されている。
リッド３９は、金属系合金又はガラス３７によってベース３１に固定される。
また、配線３６は、スルーホール３８を介してベース３１裏面の外部接続端子に接続されている。
【００３６】
［音叉型水晶振動子への適用例（２）:図４］
次に、音叉型水晶振動子への適用例（２）について図４を用いて説明する。図４は、音叉型水晶振動子への適用例（２）を示す説明図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）の破線部分の断面図である。
音叉型水晶振動子としては、図３のように水晶片の端部を保持するタイプの他に、水晶片の中央部を保持するタイプがある。
図４（ａ）（ｂ）に示すように、水晶片４２は、振動腕部４２ａ，４２ｂと、その両側に平行に形成された支持腕部４３とを備えており、キャビティ型のパッケージ４１の凹部に格納されている。
【００３７】
そして、支持腕部４３の周囲には金属膜から成る接続電極４７が形成され、支持腕部４３の先端付近において、パッケージ４１の凹部内に形成された接続電極４８に導電性接着剤４４，４５を介して接続固定されている。固定位置は、水晶片４２の長さ方向のほぼ中央部に相当している。
導電性接着剤４４，４５の一方はシリコーン系であり、他方はエポキシ系の導電性接着剤である。
振動腕部４２ａ，４２ｂは表面と裏面に溝及び電極が形成されており、断面形状はＨ型となっている。尚、ここでは、図を簡単にするために、振動腕部４２ａ，４２ｂに形成された電極は省略している。
このようにして、キャビティ型のパッケージを備えた音叉型水晶振動子にも適用されるものである。
【００３８】
［実施の形態に係る発振器］
次に、本発明の実施の形態に係る発振器について説明する。
［Ｈ型の発振器の構成:図５］
まず、Ｈ型構造の発振器の構成について図５を用いて説明する。図５は、一般的なＨ型構造の発振器の構成を示す断面説明図である。
図５に示すように、Ｈ型構造の発振器は、上面と下面に凹部を備え、断面がＨ型形状（基板の周囲に側壁が設けられた構造）のパッケージ５１の内部に、水晶片５２とＩＣ５３とを搭載したものである。ＩＣ５３には、発振回路や温度補償回路等が設けられている。
【００３９】
ここでは、水晶片５２はパッケージ５１の上部の凹部に搭載され、導電性接着剤５４で凹部内に形成された電極に接続されている。
また、ＩＣ５３は、下部の凹部に搭載され、バンプ５７によって凹部の電極に接続されている。更に、各凹部内の配線や電極は、スルーホール等によってパッケージ底面に形成された外部接続端子５６に接続されている。
【００４０】
［実施の形態に係る発振器の構成:図６］
次に、本発明の実施の形態に係る発振器の構成について図６を用いて説明する。図６は、本発明の実施の形態に係る発振器の構成を示す説明図である。図６では、リッドを開けた状態を示している。
図６に示すように、本発明の実施の形態に係る発振器は、Ｈ型構造の発振器であり、Ｈ型のパッケージ６１の上部の凹部に、励振電極６３ａ，６３ｂを備えた水晶片６２が搭載されている。
水晶片６２は、導電性接着剤６４，６５によって凹部内部に固定されており、導電性接着剤６４，６５は、一方をシリコーン系、他方をエポキシ系としている。
これにより、低コストで、応力を緩和すると共に水晶片の搭載精度を向上させる発振器を提供できるものである。
【００４１】
［別の実施の形態］
本発明の別の実施の形態について説明する。
本発明の別の実施の形態に係る水晶振動子は、水晶片を固定する各点において、シリコーン系導電性接着剤と、エポキシ系導電性接着剤とを積層して用いたものである。
例えば、基板に接する下層にシリコーン系導電性接着剤を塗布し、その上にエポキシ系導電性接着剤を積層して塗布する。そして、水晶片を搭載した後、水晶片を搭載して、接着剤を硬化させる。
この積層順とすることで、基板と水晶片との間の応力を緩和しつつ、水晶片をしっかりと保持して搭載精度を向上させることができるものである。
２種類の接着剤の量を調整し、最適な分量とすることが望ましい。
【００４２】
また、下層にエポキシ系、上層にシリコーン系の導電性接着剤を用いた場合でも、ある程度の効果は期待できるものである。
別の実施の形態においても、シリコーン系の代わりにウレタン系の導電性接着剤、エポキシ系の代わりにイミド系の導電性接着剤を用いてもよい。
【００４３】
［実施の形態の効果］
本発明の実施の形態に係る水晶振動子及び発振器によれば、水晶片１２が２点で基板上の電極に固定され、そのうち一方の点は粘度が低く柔らかいシリコーン系導電性接着剤で接着され、他方の点はシリコーン系に比べて粘度が高く硬いエポキシ系導電性接着剤で接着されている水晶振動子及び発振器としているので、低コストで、水晶片１２にかかる応力を軽減すると共に、水晶片１２の搭載精度及び水晶振動子の強度を向上させることができる効果がある。
【００４４】
また、本発明の実施の形態に係る水晶振動子及び発振器によれば、水晶片を基板上の電極に固定する導電性接着剤を、シリコーン系導電性接着剤とエポキシ系導電性接着剤の積層構造としているので、一種類のみとした場合に比べて、応力を軽減すると共に、水晶片１２の搭載精度を向上させることができる効果がある。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、応力を緩和しつつ水晶片の搭載精度を高めることができる水晶振動子及び発振器に適している。
【符号の説明】
【００４６】
１１，３１...ベース、  １２，２２，３２，４２，５２，６２...水晶片、  １３ａ，１３ｂ，２３ａ，２３ｂ，６３ａ，６３ｂ...励振電極、  １４，１５，２４，２５，３４，３５，４４，４５，５４，６４，６５...導電性接着剤、  １６...接着剤、  １７，２７，３９...リッド、  ２１，４１，５１，６１...パッケージ、  ３２ａ，３２ｂ，４２ａ，４２ｂ...振動腕部、  ３６...配線、  ３７...金属系合金又はガラス、  ３８...スルーホール、  ４３...支持腕部、  ５３...ＩＣ、  ５６...外部接続端子、  ５７...バンプ
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図１】
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【図２】
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【図６】
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