專利名稱：壓電振子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種壓電振子，特別涉及在封裝的底部外面設(shè)有4個外部電極的壓電振子和使用該壓電振子的壓電振蕩器。
背景技術(shù)：
壓電振子廣泛應(yīng)用于以通信設(shè)備和電子計算機(jī)等為主的各種電子設(shè)備。壓電振子一般形成把由晶體等壓電材料構(gòu)成的壓電振動片容納在封裝內(nèi)的結(jié)構(gòu)。對應(yīng)于電子設(shè)備的小型化、薄型化，壓電振子的小型、薄型化也開始推進(jìn)，近年正在普及表面安裝型壓電振子。該表面安裝型壓電振子在由陶瓷等構(gòu)成的絕緣性封裝的底部外面具有與設(shè)在電子設(shè)備基板上的圖形接合的外部電極。
以往，表面安裝型壓電振子(以下單純稱為壓電振子)使設(shè)在壓電振動片上的一對連接電極形成于壓電振動片的長度方向一側(cè)，把壓電振動片在封裝內(nèi)安裝成單持梁狀。壓電振子在安裝到基板上的同時，為了不產(chǎn)生因安裝形成的電氣方向性，在封裝的長度方向兩端部形成外部電極，使壓電振動片的連接電極與這些外部電極電連接(例如，專利文獻(xiàn)1)。傳統(tǒng)的壓電振子，在封裝的底部外面的四角處分別形成外部電極，使壓電振動片的連接電極與分別位于底部外面的對角線上的一對外部電極(專利文獻(xiàn)2)進(jìn)行電連接。這4個外部電極通過使4個外部電極與設(shè)在基板上的圖形接合，提高在基板上的安裝強(qiáng)度，并且當(dāng)封裝蓋體是金屬的情況下，使未連接壓電振動片的其他一對外部電極連接基板的接地端，同時與蓋體電連接，對封裝內(nèi)進(jìn)行電磁屏蔽。
圖10是表示傳統(tǒng)的設(shè)有4個外部電極的壓電振子的圖，(1)是省略了蓋體的平面圖，(2)是具有沿著(1)的B-B線的蓋體的剖面圖，(3)是底面圖。
如圖10(1)所示，壓電振子10在封裝12內(nèi)部容納壓電振動片14。壓電振動片14由例如AT切割晶體板等的壓電材料構(gòu)成，在上下面的中央部設(shè)置激振電極16a、16b(激振電極16b未圖示)。壓電振動片14在長度方向一側(cè)具有一對連接電極18(18a、18b)。各連接電極18在壓電振動片14的上下面連續(xù)形成，并電連接對應(yīng)的激振電極16(16a、16b)，上下面的各電極對稱形成。
在封裝12內(nèi)部與連接電極18對應(yīng)設(shè)有一對安裝電極20(20a、20b)。如圖10(2)所示，對應(yīng)的連接電極18利用導(dǎo)電性粘接劑22被固定在這些安裝電極20上。壓電振子10在封裝12的底部外面的四角處分別具有外部電極24(24a、24b)。封裝12內(nèi)的一方安裝電極20a通過未圖示的通孔等電連接外部電極24a。另一方安裝電極20b通過圖10(1)所示的連接布線部26電連接外部電極24c(參照圖10(3))。即，壓電振動片14的一對電極電連接位于封裝12的對角線上的一對外部電極24a、24c。其他一對外部電極24b、24c連接基板的接地端，同時電連接蓋體，對封裝內(nèi)進(jìn)行電磁屏蔽。壓電振子10如圖10(2)所示，利用蓋體28密封封裝12的上端。
專利文獻(xiàn)1特開平7-74581號公報專利文獻(xiàn)2特開平11-214950號公報上述的壓電振子10的各外部電極24如圖11所示，與設(shè)在基板上的圖形(有兩個未圖示)接合。壓電振子10的安裝在封裝12內(nèi)部的壓電振動片14的一對連接電極18通過外部電極24、圖形32電連接構(gòu)成設(shè)在基板上的振蕩電路的IC30。
如上所述，以往具有4個外部電極24的壓電振子10，使壓電振動片14的各連接電極18連接位于對角線上的一對外部電極24a、24c。因此，在使壓電振子10連接IC30時，連接一方連接電極18a的外部電極24a可以設(shè)在IC30附近。但是，連接另一方連接電極18b的外部電極24c不得不設(shè)置在遠(yuǎn)離IC30的位置。所以，需要沿著壓電振子10形成用于電連接IC30和另一方外部電極24c的布線圖形34。為此，即使做到了壓電振子10的小型化，但由于布線圖形34的存在，實(shí)質(zhì)上縮小安裝面積很困難，這成為電子設(shè)備小型化的障礙。另外，在壓電振子10的附近環(huán)繞布線圖形34，將增大壓電振子10的寄生電容。
另外，近年在提高安裝技術(shù)的同時，伴隨著電子設(shè)備的高性能化，把壓電振子安裝在基板上時，需要使壓電振子按一定的方向來進(jìn)行安裝。這樣在裝運(yùn)壓電振子時，將壓電振子的方向一致再裝運(yùn)。因此，近年，對安裝壓電振子時的電氣方向性的顧慮有所緩解。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是鑒于上述情況而提出的，其目的是從實(shí)質(zhì)上縮小安裝面積。
上述目的是根據(jù)本發(fā)明的第一方面的壓電振子達(dá)到的，該壓電振子在容納壓電振動片的封裝的底部外面設(shè)有與基板側(cè)的圖形接合的大于或等于4個的外部電極，其特征在于，所述各外部電極中的相鄰的一對外部電極與所述壓電振動片的電極電連接。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面的結(jié)構(gòu)，通過將與壓電振動片的一對連接電極連接的外部電極設(shè)置為設(shè)有大于或等于4個的外部電極中的相鄰的一對外部電極，可以把這對外部電極設(shè)置在設(shè)在基板上的IC的附近。因此，不需要為與基板上的IC和壓電振子的外部電極電連接而沿著壓電振動片形成布線圖形，從而能夠從實(shí)質(zhì)上縮小壓電振子的安裝面積，可以對應(yīng)于電子設(shè)備的小型化。另外，由于不需要沿著壓電振子設(shè)置布線圖形，可以縮小壓電振子的寄生電容，能夠改善振蕩特性。
本發(fā)明的第二方面的特征在于，在本發(fā)明的第一方面的結(jié)構(gòu)中，與壓電振動片電連接的所述一對外部電極沿著所述封裝的短邊設(shè)置。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面的結(jié)構(gòu)，在使壓電振子小型化的情況下，可以獲得較大的構(gòu)成壓電振子的壓電振動片的振動部的區(qū)域(面積)，能夠形成高性能的壓電振子。
本發(fā)明的第三方面的特征在于，在本發(fā)明的第一或第二方面的結(jié)構(gòu)中，使所述相鄰的一對外部電極與所述壓電振動片的電極電連接，將另一對外部電極中的一個外部電極作為接地端子，將另一個外部電極作為未被電連接的虛設(shè)端子。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面的結(jié)構(gòu)，即使在把這種壓電振子錯誤地連接到以位于對角位置的電極焊點(diǎn)或圖形作為供電端子的安裝基板上的情況下，如在實(shí)施例中所詳細(xì)說明的那樣，由于一個供電端子與壓電振子側(cè)的虛設(shè)端子連接，所以不會產(chǎn)生錯誤動作。
本發(fā)明的第四方面的特征在于，在本發(fā)明的第一至第三方面的結(jié)構(gòu)中，所述另一對外部電極中的至少一個外部電極被形成為異型。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面的結(jié)構(gòu)，所述一對外部電極和所述另一對外部電極可通過外形來區(qū)別，所以能夠?qū)τ诎惭b時的方向性提供明確的判斷依據(jù)。
本發(fā)明的第五方面的特征在于，在本發(fā)明的第四方面的結(jié)構(gòu)中，所述另一對外部電極中的至少一個外部電極僅形成在沿著所述封裝的外緣的位置。
根據(jù)本發(fā)明的第五方面的結(jié)構(gòu)，所述另一對外部電極中的至少一個外部電極、優(yōu)選兩個的外部電極僅形成在沿著所述封裝的外緣的位置，在把振蕩電路元件等安裝到封裝底面上等情況時，不會產(chǎn)生不必要的短路等問題，具有可以確保更寬的安裝空間的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明的第六方面的特征在于，在本發(fā)明的第五方面的結(jié)構(gòu)中，在所述另一對外部電極中的至少一個外部電極附近設(shè)置作為未被電連接的虛設(shè)端子的外部電極。
根據(jù)本發(fā)明的第六方面的結(jié)構(gòu)，不會產(chǎn)生不必要的短路等，可以確保安裝壓電振子時的安裝強(qiáng)度。
并且，上述目的是根據(jù)本發(fā)明的第七方面達(dá)到的，一種壓電振蕩器，其特征在于，該壓電振蕩器具有壓電振子，在容納壓電振動片的第1封裝的底部外面設(shè)有與基板側(cè)的圖形接合的大于或等于4個的外部電極，使所述各外部電極中相鄰的一對與所述壓電振動片的電極電連接；和振蕩電路元件，具有重疊接合在所述第1封裝下側(cè)的第2封裝，被容納在該第2封裝內(nèi)，與所述壓電振動片電連接，所述外部電極的至少一個僅形成在沿著所述第1封裝外緣的位置。
根據(jù)本發(fā)明的第七方面的結(jié)構(gòu)，被容納在該第2封裝內(nèi)的振蕩電路元件在安裝時通過引線焊接形成電連接的情況下，該焊絲有可能與重疊在第2封裝上的第1封裝的所述外部電極接觸。對此，如本發(fā)明的第七方面所述，所述外部電極僅形成在沿著所述第1封裝外緣的位置，沒有焊絲和所述外部電極接觸的危險性。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的壓電振子的圖示。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的壓電振子的安裝狀態(tài)的示意圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的壓電振子的變形例1的概略底面圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的壓電振子的變形例2的概略底面圖。
圖5是傳統(tǒng)的安裝電極的表面部分的示意圖。
圖6是安裝電極的表面部分的示意圖。
圖7是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的壓電振子的變形例3的概略底面圖。
圖8是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的壓電振子的變形例4的概略底面圖。
圖9是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的壓電振蕩器的概略底面圖。
圖10是傳統(tǒng)的壓電振子的圖示。
圖11是傳統(tǒng)的壓電振子的安裝狀態(tài)的示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下，將參照附圖詳細(xì)說明根據(jù)本發(fā)明的壓電振子的優(yōu)選實(shí)施例。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的壓電振子的圖示，(1)是省略了蓋體的平面圖，(2)是具有沿著(1)的A-A線的蓋體的剖面圖，(3)是底面圖。在圖1中，將壓電振子40形成為在封裝42內(nèi)容納壓電振動片44的結(jié)構(gòu)。如圖1(2)所示，封裝42具有封裝主體46和蓋體48。封裝主體46形成為由形成底部的平板狀基座50和層疊在該基座50上的框架座52構(gòu)成的雙層結(jié)構(gòu)。平板狀基座50和框架座52由絕緣體構(gòu)成，在本實(shí)施例中是由陶瓷形成。封裝42的蓋體48通過金屬密封環(huán)54等接合在封裝主體46的上面，內(nèi)部被密封成氣密狀態(tài)。蓋體48由陶瓷或玻璃板等絕緣體、或由金屬板形成。
容納在封裝42內(nèi)部的壓電振動片44由晶體的AT切割板等壓電材料形成。如圖1(1)所示，該壓電振動片44在上下兩面的中央部形成激振電極56a、56b(下面?zhèn)鹊募ふ耠姌O56b未示出)。壓電振動片44在長度方向的一側(cè)具有一對連接電極58(58a、58b)。這些連接電極58在壓電振動片44的上下面連續(xù)形成。另外，對稱形成壓電振動片44的上下面的各電極，上面?zhèn)鹊募ふ耠姌O56a連接一個連接電極58a，下面?zhèn)鹊募ふ耠姌O56b連接另一個連接電極58b。
在成為封裝42的內(nèi)部的基座50的上面設(shè)置一對安裝電極60(60a、60b)。這些安裝電極60對應(yīng)壓電振動片44的連接電極58，設(shè)在封裝42的長度方向一側(cè)。壓電振動片44如圖1(2)所示，各連接電極58通過導(dǎo)電性粘接劑62與對應(yīng)的安裝電極60接合，從而被安裝在封裝42的內(nèi)部。
另一方面，在成為封裝42的底部外面的基座50的下面，在封裝42的四角處分別設(shè)置與形成在基板上的圖形接合的外部電極64(64a～64d)。在實(shí)施方式中，4個外部電極64中相鄰的一對外部電極64與設(shè)在壓電振動片44上的一對連接電極58電連接，在封裝的蓋體是金屬的情況下，使未連接壓電振動片的其他一對外部電極中的至少一個外部電極連接基板的接地端，同時電連接蓋體，對封裝內(nèi)進(jìn)行電磁屏蔽。
即，在實(shí)施方式中，沿著封裝42的長度方向一側(cè)的短邊設(shè)置的一對外部電極64a、64b與連接電極58電連接。這些外部電極64a、64b形成在與安裝電極60a、60b對應(yīng)的位置，通過未示出的通孔等電連接對應(yīng)的安裝電極60。
圖2所示為這樣構(gòu)成的實(shí)施例的壓電振子40，各外部電極64分別與設(shè)在未示出的基板上的圖形32(32a～32d)接合。在實(shí)施例的壓電振子40中，沿著封裝42的短邊設(shè)置的相鄰的一對外部電極64a、64b通過安裝電極60電連接設(shè)在壓電振動片44上的一對連接電極58。因此，在將壓電振子40的壓電振動片44與設(shè)在基板上的作為振蕩電路的IC30進(jìn)行連接時，使與連接電極58電連接的外部電極64a、64b與接近IC30設(shè)置的圖形32a、32b接合即可。因此，不必對實(shí)施例的壓電振子40設(shè)置沿著壓電振子40的布線圖形，可以縮短連接壓電振子40和IC30的布線圖形66(66a、66b)，能夠從實(shí)質(zhì)上減小壓電振子40的安裝面積。另外，壓電振子40不需要沿著壓電振子40的布線圖形，所以能夠縮小把壓電振子40安裝到基板上時的寄生電容，可以提高振動特性。
另外，實(shí)施例的壓電振子40在封裝42的底部外面具有4個外部電極64，所以通過使這些外部電極64與設(shè)在基板上的圖形32接合，可以提高安裝強(qiáng)度。并且，在利用金屬來形成壓電振子40的蓋體48時，優(yōu)選地使外部電極64c、64d中的至少一個外部電極與蓋體電連接，同時連接基板的接地端。這樣，蓋體可以起到屏蔽電磁的作用，能夠抑制以壓電振子40的外部噪聲為起因的振蕩頻率的波動。
圖3和圖4分別表示與上述實(shí)施例相關(guān)的變形例，圖3是變形例1，圖4是變形例2，分別表示與圖1(3)對應(yīng)的部位。
在圖3的變形例1中，外部電極64d-1和外部電極64c-1均形成接地端子(G)，利用金屬來形成壓電振子40的蓋體48，使這些外部電極64d-1和外部電極64c-1與蓋體48電連接，同時連接安裝基板的接地端。
在圖4的變形例2中，外部電極64c-1形成接地端子(G)，利用金屬來形成壓電振子40的蓋體48，使該外部電極64c-1與蓋體48電連接，但外部電極64d-2形成不與蓋體48進(jìn)行電連接的虛設(shè)端子(NC)。
圖5所示為用于安裝圖10(3)所示的傳統(tǒng)的壓電振子10的安裝基板K1的示意圖，在傳統(tǒng)的安裝基板K1中，連接壓電振動片的供電用端子位于基板表面，如圖所示被設(shè)在位于對角線上的位置上。與此相對，圖6表示為安裝根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的壓電振子40而準(zhǔn)備的安裝基板K2，如圖所示排列在左側(cè)的一對端子形成向壓電振動片供電的端子。在這種安裝基板K2上，本發(fā)明的實(shí)施方式的壓電振子40的安裝狀態(tài)對應(yīng)于圖2所示的示意圖。
在以上述壓電振子和安裝基板的結(jié)構(gòu)上的對應(yīng)為前提的條件下，圖4的變形例2相對于變形例3，具有下述優(yōu)點(diǎn)。
變形例1的壓電振子40-1如果被錯誤地安裝在以往的安裝基板K1上時，安裝基板K1的供電用端子(X)之一和壓電振子40-1的外部電極64d-1連接。該外部電極64d-1本來是接地端子，連接著金屬制蓋體48。因此，在圖1(2)的封裝42內(nèi)部，金屬制蓋體48和壓電振動片44處于接近位置，所以有時會產(chǎn)生電氣短路，產(chǎn)生錯誤動作。
與此相對，即使把圖4的變形例2的壓電振子40-2錯誤地安裝在傳統(tǒng)的安裝基板K1上時，連接安裝基板K1的一個供電用端子的外部電極64d-2是虛設(shè)端子，所以不會產(chǎn)生上述的短路。
圖7表示變形例3。在圖7的壓電振子40-3中，將一個外部電極64c-3形成為外觀上不同于其他外部電極形狀的形狀，即，形成為異型。即，在該情況中，外部電極64c-3沿著封裝42的外緣，形成例如細(xì)長圖形大致為英文的L字形狀或鑰匙形狀。并且，外部電極64d-1如實(shí)線所示，形狀可以與其他外部電極相同，也可以如虛線表示的64d-2所示，形成為與外部電極64c-3相同的異型。
在該變形例3中，將一個外部電極64c-3形成為異型，所以壓電振子40-3具有可以從外觀上區(qū)別其方向性的判斷依據(jù)。因此，在把壓電振子40-3安裝到圖6所示的安裝基板K2上時，容易從外觀上確認(rèn)外部電極64c-3，所以能夠有效防止把該外部電極錯誤連接到用安裝基板K2的X表示的供電端子側(cè)。
圖8表示變形例4。在圖8的壓電振子40-3中，將一個外部電極64c-3形成為外觀上不同于其他外部電極形狀的形狀，即，形成為異型。與此同時，也設(shè)置作為虛設(shè)端子的外部電極64c-4。并且，外部電極64d-1的形狀可以與其他外部電極相同(如實(shí)線所示)，也可以形成為與外部電極64c-3相同的異型(如虛線表示的64d-2所示)。并且，還可以形成為與外部電極64c-4相同的形狀(如虛線表示的64d-3所示)。
在該變形例4中，設(shè)有外部電極64c-4，所以能夠確保安裝壓電振子時的安裝強(qiáng)度。另外，由于外部電極64c-4是虛設(shè)端子，所以不會產(chǎn)生不必要的短路。
圖9是表示作為本發(fā)明的實(shí)施例的壓電振蕩器的概略剖面圖。
在該圖中，壓電振蕩器70使用上述根據(jù)實(shí)施例的壓電振子40或其各種變形例構(gòu)成。
即，壓電振蕩器70是利用焊錫76把第2封裝71接合在壓電振子40-3的第1封裝42下面而構(gòu)成的。
壓電振蕩器70的第2封裝71，例如和第1封裝42相同，通過成形陶瓷等絕緣性材料來形成，內(nèi)側(cè)具有內(nèi)部空間S2。
在第2封裝71的內(nèi)側(cè)底部，通過管芯焊接安裝振蕩電路元件72。該振蕩電路元件72利用例如集成電路(IC)形成，該振蕩電路元件72與設(shè)在第2封裝71底面的安裝端子73、74連接，同時通過壓電振子40-3的外部電極64a等與壓電振動片44電連接。振蕩電路元件72通過焊絲75進(jìn)行引線焊接并和第2封裝71內(nèi)的導(dǎo)電圖形連接。即，在第2封裝71內(nèi)形成導(dǎo)電通孔等，如虛線所示，環(huán)繞導(dǎo)電圖形，或者利用在圖1(1)的封裝42四角處表示為1/4圓的缺角部的外面涂覆導(dǎo)電膏形成的導(dǎo)電圖形等，來形成這種電連接。
此處，在壓電振子40-3的底面，外部電極如圖7所示，至少將一個外部電極64c-3形成為沿著第2封裝71外緣的形狀。
因此，焊絲不易與形成在壓電振子40-3底面的外部電極接觸。
所以，優(yōu)選地使外部電極的至少一部分的多個外部電極形成沿著第2封裝71外緣的形狀，由此可以盡可能地避免焊絲與外部電極接觸。
另外，在上述實(shí)施例中，說明了壓電振子40是AT切割振動片時的情況，但壓電振動片也可以是倒裝型AT切割壓電振動片或音叉型振動片。并且，在前述實(shí)施例中，說明了封裝42是雙層結(jié)構(gòu)時的情況，但也可以是三層或三層以上的結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種壓電振子，在容納壓電振動片的封裝的底部外面設(shè)有與基板側(cè)的圖形接合的大于或等于4個的外部電極，其特征在于，所述各外部電極中相鄰的一對外部電極與所述壓電振動片的電極電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電振子，其特征在于，與所述壓電振動片電連接的所述一對外部電極沿著所述封裝的短邊設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的壓電振子，其特征在于，所述相鄰的一對外部電極與所述壓電振動片的電極電連接，將另一對外部電極中的一個外部電極作為接地端子，將另一個外部電極作為未被電連接的虛設(shè)端子。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一項所述的壓電振子，其特征在于，所述另一對外部電極中的至少一個外部電極被形成為異型。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的壓電振子，其特征在于，所述另一對外部電極中的至少一個外部電極僅形成在沿著所述封裝的外緣的位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的壓電振子，其特征在于，在所述另一對外部電極中的至少一個外部電極附近設(shè)置作為未被電連接的虛設(shè)端子的外部電極。
7.一種壓電振蕩器，其特征在于，具有壓電振子，在容納壓電振動片的第1封裝的底部外面設(shè)有與基板側(cè)的圖形接合的大于或等于4個的外部電極，所述各外部電極中的相鄰的一對外部電極與所述壓電振動片的電極電連接；和振蕩電路元件，具有重疊接合在所述第1封裝下側(cè)的第2封裝，所述振蕩電路元件被容納在該第2封裝內(nèi)，并與所述壓電振動片電連接，所述外部電極中的至少一個外部電極僅形成在沿著所述第1封裝的外緣的位置。
全文摘要
一種從實(shí)質(zhì)上縮小安裝面積的壓電振子。壓電振子40在封裝42內(nèi)部容納壓電振動片44。壓電振動片44具有與激振電極56a、56b連接的一對連接電極58(58a、58b)。各連接電極58與形成在封裝42上的安裝電極60(60a、60b)接合。壓電振子40在封裝42的底部外面具有4個外部電極64(64a～64d)。沿著封裝42的長度方向一側(cè)的短邊設(shè)置的外部電極64a、64b與和壓電振動片44的各連接電極58連接的安裝電極60電連接。
文檔編號H03H9/15GK1533031SQ20041003995
公開日2004年9月29日 申請日期2004年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月20日
發(fā)明者海野幸浩, 宮崎克彥, 彥 申請人:精工愛普生株式會社