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公開番号2024113223
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-22
出願番号2023018042
出願日2023-02-09
発明の名称圧電デバイス
出願人日本電波工業株式会社
代理人
主分類H03H 9/02 20060101AFI20240815BHJP(基本電子回路)
要約【課題】圧電振動片11と温度センサ13とを、容器15内に縦並びに実装した圧電デバイス10において、圧電振動片の励振電極11aと、温度センサの電極端子11aaとの短絡を簡易に防止できる新規な構造を有した圧電デバイスを提供する。
【解決手段】圧電振動片は、平面視で長方形状で、表裏に励振用電極を有し、かつ、第1の短辺側で容器に片持ち支持されている。温度センサは、直方体形状で、長手方向の両端に電極端子を有していて、励振用電極に比べ平面的に小さく、温度センサの長手方向と圧電振動片の長手方向とが平行になるように、当該温度センサが励振用電極の下方領域内に包含される位置で前記容器に実装してある。温度センサの電極端子のうち、先端側の電極端子の励振用電極と対向する面の一部分又は全部に、励振用電極と先端側の電極端子との短絡を防止する絶縁部材10aを設けてある。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
圧電振動片と、温度センサと、前記圧電振動片及び温度センサを縦並びに収容している容器と、を具え、前記圧電振動片は、平面視で長方形状で、表裏に励振用電極を有し、かつ、第１の短辺側で前記容器に片持ち支持されており、前記温度センサは、直方体形状で、長手方向の両端に電極端子を有していて、前記励振用電極に比べ平面的に小さく、かつ、当該温度センサの長手方向と前記圧電振動片の長手方向とが平行になるように、かつ、当該温度センサが前記励振用電極の下方領域内に包含される位置で前記容器に実装されている、圧電センサにおいて、
前記温度センサの両端の電極端子のうち、前記圧電振動片が片持ち支持されている側とは反対側である電極端子を先端側の電極端子と定義したとき、この先端側の電極端子の前記励振用電極と対向する面の一部分又は全部に、圧電振動片が衝撃で曲がった際の前記励振用電極と先端側の電極端子との短絡を防止する絶縁部材を設けてあることを特徴とする圧電デバイス。
続きを表示（約 240 文字）【請求項２】
前記絶縁部材は、前記先端側の電極端子の一部分であって、前記温度センサの短辺に沿う稜線部分に当たる部分に設けてあることを特徴とする請求項１に記載の圧電デバイス。
【請求項３】
前記絶縁部材を、シロキサン非含有の材料で構成してあることを特徴とする請求項１に記載の圧電デバイス。
【請求項４】
前記容器は外形長辺が１．２ｍｍ以下、外形短辺が１．０ｍｍ以下、厚みが０．６ｍｍ以下のものであることを特徴とする請求項１に記載の圧電デバイス。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度センサと圧電振動片とを、１つの容器内に実装した構造を有した圧電デバイスに関する。
続きを表示（約 3,700 文字）【背景技術】
【０００２】
温度センサと圧電振動片とを、１つの容器内に実装した構造を有した圧電デバイスの代表例として、温度センサ内蔵型の水晶デバイスがある。この水晶デバイスによれば、所定のチップセットと共に用いることで、温度センサの情報を基にチップセット側で温度補償が行われるので、安定した基準周波数を得ることが出来る。
【０００３】
その一例は、例えば特許文献１に記載されている。特許文献１に記載されている水晶デバイスは、基板とこれに接合されたキャップとで構成される容器内に、圧電振動片としての水晶振動片と、温度センサとしての薄膜型のサーミスタとを実装したものである。詳細には、上記容器内に、サーミスタと水晶振動片とが、基板側からこの順に縦並びに実装されたものである（特許文献２の例えば図２）。サーミスタは、封止部により覆われている（特許文献１の例えば段落５５、図２）。封止部は、サーミスタを外部環境から保護するものである（特許文献１の例えば段落５７）。封止部は、絶縁性樹脂、例えばエポキシ系樹脂又はシリコーン系樹脂で構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１７－９２９３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
水晶デバイスを実装する電子機器の小型化及び低背化の要求に伴い、温度センサ内蔵の水晶デバイスに対しても、小型化及び低背化の要求が益々高まっている。そのため、サーミスタと水晶振動片とを、同一容器内に縦並びに実装した構造の水晶デバイスでは、以下に説明する構造が採用されることが多く、また、これに伴う課題も生じる。
図５、図６はそれらを説明するための図であり、特に図５（Ａ）は、水晶デバイス５０の平面図、図５（Ｂ）は図５（Ａ）中のＰ－Ｐ線に沿った水晶デバイス５０の断面図、図６（Ａ）は水晶デバイス５０の上面図、図６（Ｂ）は、水晶デバイス５０の底面図及び内部透視図、図６（Ｃ）は課題を説明する図である。
この水晶デバイス５０は、水晶振動片５１及びサーミスタ５３を縦並びで収容している凹部５５ａを備えた容器５５と、当該水晶振動片５１と、当該サーミスタ５３と、容器５５を密閉する蓋部材５７と、を具えている。水晶振動片５１は、平面視で長方形状のもので、表裏に励振用電極５１ａを具え、かつ、１つの辺側の２か所で容器５５の接着端子５５ｂに、導電性接着剤５９によって接続固定されている。サーミスタ５３は、直方体形状のチップ型のものであって、長手方向の両端にそれぞれ電極端子５３ａを備え、かつ、圧電振動片５１の励振用電極５１ａに比べ平面的に小さいものである。サーミスタ５３及び水晶振動片５１は、容器５５の底面からこの順で縦並びに実装されている。然も、サーミスタ５３は、水晶振動片５１の励振用電極５１ａの下方領域であって、励振用電極５１ａを投影した領域（図５（Ｂ）中の一点破線Ｘの間の領域）内に包含されるように実装されている。
【０００６】
この水晶デバイス５０の場合、容器５５の接着端子５５ｂは、容器５５の外部底面に設けた外部接続端子５５ｃに、図示しないビア配線等によって接続してある。従って、水晶振動片５１及びサーミスタ５３は、図６（Ｂ）に示した透視図に示したように、外部接続端子５５ｃに所定関係で接続される。従って、水晶デバイス５０を電子機器（図示せず）に実装すると、水晶振動片５２及びサーミスタ５３は、電子機器内のチップセット（図示を省略）に所定の電気的関係で接続される。
この水晶デバイス５０の場合、小型化・低背化の要求に伴い、長辺寸法Ｌａ、短辺寸法Ｌｂ、厚みｔ（図５参照）は、例えば、約１．２ｍｍ、１．０ｍｍ、０．５５ｍｍ以下というように小さくなっている。すなわち水晶デバイスの通称されるサイズ略称で言って１２１０サイズ以下となっている。このように小型・低背であると、水晶振動片５１の上面と蓋部材５７との空隙ｇ１は、０．０４ｍｍ程度、水晶振動片５１の下面とサーミスタ５３の電極端子５３ａとの空隙ｇ２は、０．０４ｍｍ程度となり、水晶振動片５１の励振用電極５１ａとサーミスタ５３の電極端子５３ａとの空隙ｇ２は、極めて小さくなる。
【０００７】
このように小型・低背の水晶デバイス５０の場合、電子機器である例えば携帯電話を使用者が誤って落下させた場合等において、携帯電話内部の水晶デバイス５０の水晶振動片５１は、落下の衝撃によって、図６（Ｃ）の断面図に示したように、導電性接着剤５９の付近を支点として、湾曲するため、励振用電極５１ａの導電性接着剤５９の側とは反対側の部分５１ａｘが、サーミスタ５３の電極端子５３ａと接触する。水晶振動片５１及びサーミスタ５３各々は、チップセット（図示せず）に対し所定の電気的関係で接続しているので、励振用電極５１ａとサーミスタ５３の電極端子５３ａとが接触して短絡した場合、水晶振動片５１の発振が停止してしまうという問題が生じる。この問題は、圧電デバイスの小型化・低背化が進めば進む程、深刻になる。
この出願は上記の点に鑑みなされたものであり、従って、この発明の目的は、温度センサと、圧電振動片とを、１つの容器内に縦並びに実装した構造の圧電デバイスにおいて、圧電振動片の励振電極と、温度センサの電極端子との短絡を簡易に防止できる新規な構造を有した圧電デバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的の達成を図るため、出願に係る発明者は、特許文献１に記載されている保護膜に着目し、この保護膜を簡易なものにすることを検討した。従って、この発明の圧電デバイスによれば、圧電振動片と、温度センサと、前記圧電振動片及び温度センサを縦並びに収容している容器と、を具える圧電デバイスであって、前記圧電振動片は、平面視で長方形状で、表裏に励振用電極を有し、かつ、第１の短辺側で前記容器に片持ち支持されており、前記温度センサは、直方体形状で、長手方向の両端に電極端子を有していて、前記励振用電極に比べ平面的に小さく、かつ、当該温度センサの長手方向と前記圧電振動片の長手方向とが平行になるように、かつ、当該温度センサが前記励振用電極の下方領域内に包含される位置で前記容器に実装されている、圧電センサにおいて、
前記温度センサの両端の電極端子のうち、前記圧電振動片が片持ち支持されている側とは反対側である電極端子（以下、先端側の電極端子ともいう）の前記励振用電極と対向する面の一部分又は全部に、圧電振動片が衝撃で曲がった際の前記励振用電極と先端側の電極端子との短絡を防止する絶縁部材を設けてあることを特徴とする。
【０００９】
この発明を実施するに当たり、前記絶縁部材は、前記先端側の電極端子の一部分であって、前記温度センサの短辺に沿う稜線部分に当たる部分に設けることが好ましい。この好適例によれば、本発明の目的を、絶縁部材を必要最小限の量で、実現できる。
この発明を実施するに当たり、前記絶縁部材は、シロキサン非含有の材料で構成することが好ましい。絶縁部材をシロキサン含有の接着剤で構成した場合は、絶縁部材からシロキサンガスが経時的に発生し励振用電極に付着して圧電振動片の周波数変動を招く。絶縁部材を、シロキサン非含有の材料で構成すると、シロキサンガス由来の不具合を防止できる。
この発明を実施するに当たり、前記容器は外形長辺が１．２ｍｍ程度以下、外形短辺が１．０ｍｍ程度以下、厚みが０．６ｍｍ以下のもの、すなわち、水晶デバイスの通称されるサイズ略称で言って、１２１０サイズ以下のもので、厚みが０．６ｍｍ以下のものであることが好ましい。ここで、１．２ｍｍ程度、１．０ｍｍ程度における程度とは、容器の規格として認められている±０．１ｍｍであることが出来る。このような小型かつ低背の圧電デバイスでは、上記したように、温度センサの電極端子と圧電振動片の励振用電極との間隔が極めて小さくなり両者の短絡の危険性が高まるので、本発明を適用すると、本発明の効果を顕著に発現できる。
【発明の効果】
【００１０】
この発明の圧電デバイスによれば、温度センサの先端側の端子電極の一部分に絶縁部材を設けることのみで、圧電振動片が衝撃で曲がった際の前記励振用電極とセンタ側の電極端子との短絡を防止できる。従って、温度センサと、圧電振動片とを、１つの容器内に縦並びに実装した構造の圧電デバイスにおいて、圧電振動片の励振電極と、温度センサの電極端子との短絡を簡易に防止できる新規な構造を有した圧電デバイスを提供できる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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