JPH04301903A

JPH04301903A - 水晶発振器及びその製造方法

Info

Publication number: JPH04301903A
Application number: JP9120891A
Authority: JP
Inventors: Uichiro Tainaka; 田井中　宇一郎; Kazuhisa Momose; 一久百瀬; Hisayoshi Ota; 久喜太田
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1991-03-28
Filing date: 1991-03-28
Publication date: 1992-10-26

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は発振回路を形成した回路
基板の上部に水晶振動子を保持した水晶発振器及びその
製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】水晶発振器は、電子機器、通信機器など
に多用されるものであり、特に、自動機で製造可能な水
晶発振器の構造が種々提案されている。

【０００３】自動機による自動化に対応するためには、
２０００〜３０００Ｇの衝撃で破損し易い水晶振動子を
、容易に且つ確実に水晶支持体に載置できる構造及び容
易に且つ確実に回路基板上に接合できる構造が重要とな
っている。

【０００４】従来の水晶発振器の一例とて、図６に示す
ように、金属ベース基板４４上に、回路基板４１が配置
され、該回路基板４１上に水晶振動子４２を２つの水晶
支持体４３を介して接合され、さらに図示していないが
、蓋体が覆設されて構成されている。

【０００５】従来の水晶発振器における水晶支持体４３
と水晶振動子４２との接合は、図７（ａ）〜（ｃ）に示
すように、一枚の導電性平板部材４６をプレス加工して
、１つの水晶支持体４３に対して円弧状の載置部４７、
該載置部４７の中央から延出する脚部４８を形成してい
た。

【０００６】次に、水晶支持体４３の載置部４７に対し
て脚部４８を屈曲加工して、載置部４７に水晶振動子４
２を熱硬化性導電ペーストにより接合して、最後に水晶
支持体４３を導電性平板部材４６の枠部分から切断して
、水晶支持体４３と水晶振動子４２との接合した部材を
作成していた。

【０００７】そして、上述の水晶振動子４２と水晶支持
体４３の一体化部材を、熱硬化性導電ペーストを印刷・
塗布した回路基板４１の所定回路部分に仮配置した後、
デスペンサーで再度ペーストを充填し、その後熱風乾燥
炉を通すことにより、水晶支持体４３と回路基板４１と
を完全に接合していた。

【０００８】

【従来技術の課題】しかしながら、上述の水晶支持体４
３によれば、水晶支持体４３の載置部４７の中央から１
つの脚部４８が延出しているために、水晶振動子４２と
２つの水晶支持体４３との一体化部材を回路基板４１上
に仮配置した時に、水晶振動子４２を２点で支持するこ
とになる。

【０００９】この状態で接合するには、熱風乾燥炉に通
す過程で、外部の衝撃や振動により、水晶振動子４２と
２つの水晶支持体４３の一体化部材が回路基板４１上で
、傾いたり、場合によっては倒れてしまい、効率のよい
製造が困難であった。また、このような場合には接合不
良となり、発振器に組立後に衝撃が加わると、接合部分
にクラックが生じたりして発振不良を生ずる恐れがあっ
た。

【００１０】また、このような従来の水晶発振器の製造
方法においては、水晶支持体と水晶振動子とが互いに位
置ずれを生じないように接合することに対して考慮され
ていなかった。この位置ずれが０．２〜０．３ｍｍ以上
になると水晶振動子の発振特性においてスプリアスを誘
発したり、場合によっては発振停止などが発生してしま
う。このような位置ずれを抑え、自動化組立を行うには
、画像処理装置等のおおがかりの高価な装置が必要であ
った。

【００１１】本発明は、上述の問題点を解決するために
案出されたものであり、その目的は、回路基板に対して
水晶振動子及び水晶支持体を安定して配置でき、耐衝撃
性に優れ、発振特性が安定した水晶発振器およびその製
造方法を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、発振回
路が形成された回路基板上に、２つの水晶支持体を介し
て水晶振動子を配置した水晶発振器において、前記水晶
支持体は円弧状の載置部と脚部を有し、且つ一方の水晶
支持体には一つの脚部が、他方の水晶支持体には２つの
脚部が各々形成されていることを特徴とする水晶発振器
である。

【００１３】また、本発明の製造方法によれば、発振回
路が形成された回路基板上に、２つの水晶支持体を介し
て水晶振動子を配置した水晶発振器であって、１枚の導
電性平板部材に水晶支持体用部材及び水晶振動子の載置
位置を決定するためのガイド突片用部材を形成する工程
と、該導電性平板部材に形成した水晶支持体用部材及び
ガイド突片用部材を屈曲加工して、水晶支持体及びガイ
ド突片と成す工程と、前記ガイド突片にそって水晶振動
子を水晶支持体に載置接合する工程と、前記導電性平板
部材から水晶振動子及び水晶支持体のみを分離切断する
工程と、前記回路基板上に水晶振動子を水晶支持体を介
して配置する工程とを含む水晶発振器の製造方法である
。

【００１４】

【作用】本発明の構造によれば、水晶振動子と水晶支持
体とを接合した部材が、回路基板上では、水晶支持体か
ら延びる３つの脚部によって支持されるために、接合時
に、外部からの衝撃や振動に対しても安定的に配置する
ことができる。これにより、組立工程中の製造効率が向
上し、自動機による組立を容易にすることが可能となる
。

【００１５】また、水晶振動子は略同一の円弧状の載置
部によって１８０°対称位置で保持されているため、脚
部が非対称であってもスプリアスを抑え、発振特性を安
定することができる。その結果、水晶発振器の耐衝撃性
が向上し、発振特性が安定し、信頼性の高い水晶発振器
が得られる。

【００１６】また、本発明の製造方法では、水晶支持体
にガイド突片にそって水晶振動子を載置するために、水
晶支持体に対して水晶振動子の載置・接合位置が精度よ
く決定される。このため、水晶振動子の載置・接合の位
置ずれによって生じる特性の変動を抑えることができ、
さらに水晶振動子と水晶支持体とを接合した部材を、回
路基板上に安定よく配置することができる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の水晶発振器およびその製造方
法を図面に基づいて詳説する。図１は本発明の水晶発振
器の断面構造図である。

【００１８】図において、水晶発振器１０は、発振回路
が形成された回路基板１と、該発振回路の一部を構成す
る水晶振動子２と、該水晶振動子２を回路基板１上に支
持する水晶振動子支持体３ａ、３ｂと、これらの回路基
板１、水晶振動子２、水晶振動子支持体３ａ、３ｂを収
納するベース基板４、及び蓋体５とから構成されている
。

【００１９】回路基板１は、セラミック基板などからな
り、基板１上に厚膜焼成方法により、所望の回路パター
ン、端子などが形成されている。また、基板１上には、
発振回路を構成するインバーターやカウンターなどのＩ
Ｃ１１や抵抗、コンデンサ、トランジスタなどの電子部
品１２が搭載されている。

【００２０】水晶振動子２は、所望の振動モードを得る
ために水晶原石から所定方位、所定厚みに切断された円
板状を成している。例えば、水晶原石をＡＴカットに切
断することにより、基本周波数がＭＨｚ帯の水晶振動子
２が得られ、特に厚みを適宜設定することにより、ＭＨ
ｚ帯のなかで任意な共振周波数が得られる。また、水晶
振動子２には、図示していないが、円板状水晶片の両主
面に振動電極及び引き出し端子が形成されている。

【００２１】水晶支持体３ａ、３ｂは、前記水晶振動子
２を回路基板１の上部で保持するとともに、水晶振動子
２の振動電極から延びる引き出し電極を回路基板１上の
回路パターンの端子に電気的に接続するものである。

【００２２】水晶支持体３ａ、３ｂは、水晶振動子２の
外周部の一部と接合する円弧状の載置部３１ａ、３１ｂ
と、該載置部３１ａ、３１ｂから延出し、水晶振動子２
と回路基板１との間に空間を形成すると同時に支持体３
ａ、３ｂを回路基板の所定端子に立設するための脚部３
２ａ、３２ｂ、３２ｃとが形成されている。ここで、載
置部３１ａの中央部からは、１つの脚部３２ａが延出し
、載置部３１ｂの両端側から２つの脚部３２ｂ、３２ｃ
が延出することになる。

【００２３】上述の水晶支持体３ａ、３ｂの載置部３１
ａ、３１ｂに水晶振動子２を導電ペーストで接合するこ
とにより、水晶振動子２が２つの水晶支持体３ａ、３ｂ
に跨がるようにして保持されると同時に、水晶支持体３
ａと水晶振動子２の一方の振動電極とが、また水晶振動
子支持体３ｂと水晶振動子２の他方の振動電極とが電気
的に接続される。

【００２４】このような水晶振動子２と水晶支持体３ａ
、３ｂとの一体化部材を、回路基板１上の所定回路パタ
ーンの端子に、熱硬化性導電ペーストを介して仮配置し
、その後熱風乾燥炉を通して、回路基板１の端子と接合
する。

【００２５】この水晶振動子２を含む発振回路が形成さ
れた回路基板１を、金属ベース基板４に接着剤などで一
体化した後、該回路基板１を密閉するように蓋体５が金
属ベース３に覆設される。尚、６・・・は金属ベース３
から延出する端子ピンであり、端子ピン６・・・は回路
基板１の所定回路パターンの端子と半田やワイヤボンデ
ィング細線によって接続されている。

【００２６】本発明の構造上の特徴的なことは、水晶振
動子２と水晶支持体３ａ、３ｂとの一体化部材には、３
つの脚部３２ａ、３２ｂ、３２ｃが２つの水晶支持体３
ａ、３ｂから延出することである。

【００２７】このため、回路基板１上に水晶振動子２と
水晶支持体３ａ、３ｂとの一体化部材を接合すべく、仮
配置した時に、回路基板１上で転倒することがなく、回
路基板１と水晶支持体３ａ、３ｂとの接合を確実に行え
ることになる。

【００２８】したがって、従来のように、回路基板１上
に２つの脚部で仮配置した場合に比較して、製造効率が
向上する。ここで、重要なことは、水晶振動子２を２つ
の水晶支持体３ａ、３ｂの載置部３１ａ、３１ｂに、位
置ずれなく安定的に載置することである。これは、回路
基板１上に水晶振動子２と水晶支持体３ａ、３ｂとの一
体化部材を確実に且つ安定して仮配置させることと、位
置ずれによる水晶振動子２の振動特性の変動を抑えるた
めである。

【００２９】図２乃至図４を用いて、本発明の水晶発振
器の主要製造工程を説明する。尚、図２乃至図４は水晶
発振器に用いる水晶支持体を得るための導電性平板部材
３０の平面図である。

【００３０】まず、振動電極及び引き出し端子を形成し
た水晶振動子２及びＩＣ１１、電子部品１２を含む発振
回路パターンを形成した回路基板１を用意する。

【００３１】次に、図２に示すように、導電性平板部材
３０は、ボビン（図示せず）に巻かれた金属平板材料（
フープ材）を所定量を引き出して、水晶支持体３ａ、３
ｂ、即ち、載置部３１ａ、３１ｂ、脚部３２ａ、３２ｂ
、３２ｃの形状に応じてプレスの打ち抜き加工を行う。自動機による組立を容易にするために、載置部３１ａ、
３１ｂの両端には、連結部３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３
３ｄが形成され、導電性平板部材３０のシロ部分と一体
化している。

【００３２】また、導電性平板３０のシロ部分からは、
水晶支持体３ａ、３ｂとは別に、ガイド突片３４ａ、３
４ｂ、３４ｃ、３４ｄを有する位置ぎめ部材３５が連結
されている。

【００３３】次に、図３に示すように、載置部３１ａ、
３１ｂに対して脚部３２ａ、３２ｂ、３２ｃを、また位
置ぎめ部材３５に対してガイド突片３４ａ、３４ｂ、３
４ｃ、３４ｄを屈曲加工する。尚、脚部３２ａ、３２ｂ
、３２ｃは載置部３１ａ、３１ｂに対して下方に向けて
屈曲加工され、更にその先端部には回路基板１との当接
する接合部３６ａ、３６ｂ、３６ｃが屈曲加工される。

【００３４】また、ガイド突片３４ａ、３４ｂ、３４ｃ
、３４ｄは位置ぎめ部材３５に対して上方に向けて夫々
屈曲されている。次に、図４に示すように、円弧状の載
置部３１ａ、３１ｂに水晶振動子２を載置・接合を行う
。このときに載置部３１ａ、３１ｂには導電性接着剤３
７ａ、３７ｂ（図１に示す）を塗布しておき、その上に
水晶振動子２を載置し、必要に応じてさらに導電性接着
剤３７を塗布、硬化して、載置部３１ａ、３１ｂと水晶
振動子２との機械的に電気的に接合を行う。尚、導電性
接着剤３７ａ、３７ｂは導電性粉末を含有したエポキシ
樹脂などが挙げられる。

【００３５】水晶振動子２の載置は、位置ぎめ部材３５
から上方に向けて突出したガイド突片３４ａ、３４ｂ、
３４ｃ、３４ｄに水晶振動子２の外周端を沿わせるよう
に載置する。これにより水晶振動子２が円弧状の載置部
３１ａ、３１ｂの所定位置に確実に載置・接合できるこ
とになる。

【００３６】そして、載置部３１ａ、３１ｂと導電性平
板部材３０をつなぐ連結部３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３
３ｄの図中Ｘ−Ｘ線部分で切断し、水晶振動子２と水晶
支持体３ａ、３ｂとの一体化部材を導電性平板部材３０
から分離する。

【００３７】このような水晶振動子２と水晶支持体３ａ
、３ｂとの一体化部材を、回路基板１上の所定回路パタ
ーンの端子に、熱硬化性導電ペーストを介して仮配置し
、その後熱風乾燥炉を通して、回路基板１の該端子と接
合し、水晶振動子２を含む発振回路が形成された回路基
板１を、金属ベース基板４に接着剤などで一体化した後
、該回路基板１を密閉するように蓋体５が金属ベース３
に覆設する。

【００３８】以上の工程によって、組立られた水晶発振
器において、前記図３で示すガイド突片３４ａ、３４ｂ
、３４ｃ、３４ｄの屈曲状態を図５で説明する。

【００３９】図５は、図３に示すように、脚部３２ａ、
３２ｂ、３２ｃ及びガイド突片３４ａ、３４ｂ、３４ｃ
、３４ｄを屈曲加工した状態の導電性平板部材３０の側
面図である。

【００４０】ガイド突片３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４
ｄは、位置ぎめ部材３５（導電性平板部材３０）に対し
て４５〜８９°、例えば８０°の傾斜角θでもって上方
に屈曲されている。ガイド突片３５ａ、３５ｂの間隔は
水晶振動子２の直径よりも若干大きく設定され、例えば
、水晶振動子２の直径が７ｍｍであれば、その間隔は７
．２ｍｍ程度に設定される。この傾斜角θと間隔を適切
に設定することにより、水晶振動子２の載置が極めて簡
単となる。

【００４１】尚、脚部３２ａ、３２ｂ、３２ｃの載置部
３１ａ、３１ｂ（導電性平板部材３０）に対して傾斜角
は、回路基板１の回路配線パターンと水晶振動子２の直
径によって決定され、載置部３１ａ、３１ｂに対して鋭
角に屈曲されたり、また鈍角に屈曲される。但し、脚部
３２ａ、３２ｂ、３２ｃの先端の接合部３６ａ、３６ｂ
、３６ｃは回路基板１の回路パターンと平面的に当接す
る必要があるため、載置部３１ａ、３１ｂと平行になる
ように所定角度で屈曲加工される。

【００４２】また、脚部３２ａ、３２ｂ、３２ｃの間隔
は、水晶振動子２と水晶支持体３ａ、３ｂとの一体化部
材を回路基板１上に安定して配置するために極めて重要
である。脚部３２ａは載置部３１ａの中央から延出し、
脚部３２ｂ、３２ｃは載置部３１ｂの両端側から延出し
ている。この脚部３２ｂ、３２ｃの間隔は水晶振動子２
の直径の大きさによっても異なるが、その間隔は２〜５
ｍｍに設定される。

【００４３】脚部３２ｂ、３２ｃの間隔が２ｍｍ未満で
は、水晶振動子２及び水晶支持体３ａ、３ｂの一体部材
を回路基板１上に安定して仮配置させることができず、
３点支持の効果を充分に得ることができない。また、脚
部３２ｂ、３２ｃの間隔が５ｍｍを越えると、載置部３
１ｂの円弧形状が大きくなり、これにより水晶振動子２
との当接面積が増大して、水晶振動子２の所定特性が得
られなくなるという問題が発生する。

【００４４】上述のように、水晶振動子２と水晶支持体
３ａ、３ｂとの一体化部材と分離される導電性平板３０
部材の一部にガイド突片３５ａ、３５ｂを設けることに
より、水晶振動子２を水晶支持体３ａ、３ｂの載置部３
１ａ、３１ｂの所定位置に確実に且つ簡単に載置・接合
することができ、自動機による水晶振動子２の載置は勿
論のこと、手作業で水晶振動子２の載置する場合であっ
ても、その作業性が向上する。また、回路基板１上に水
晶振動子２と水晶支持体３ａ、３ｂとの一体化部材を仮
配置する場合でも、水晶振動子２と水晶支持体３ａ、３
ｂとの一体化部材の重心が安定し、転倒することが一切
ない。

【００４５】さらに、２つの載置部３１ａ、３１ｂに跨
がるように接合した水晶振動子２は、両載置部３１ａ、
３１ｂに均一に載置することが可能であり、位置ずれに
よる水晶振動子の振動特性の変動を抑えることができる
。

【００４６】以上のように、本発明の水晶発振器におい
ては、水晶支持体３ａ、３ｂを一枚の導電性平板部材３
０から形成されること、水晶振動子２が簡単且つ確実に
載置可能であること、回路基板１上で水晶支持体３ａ、
３ｂを安定して仮配置させることができることなどから
自動機による組立の対応が容易となり、水晶発振器の製
造歩留を向上して、製造効率を向上することができる。

【００４７】尚、上述の実施例では、発振回路を有する
回路基板１を金属ベース基板４及び蓋体５で封止したハ
ーメチック型の水晶発振器で説明したが、回路基板１と
金属ベース４とを兼用して、回路基板の外周部にセラミ
ックの蓋体をガラス封止した表面実装用水晶発振器であ
っても構わない。

【００４８】

【発明の効果】以上、詳述したように、本発明によれば
、水晶振動子及び水晶支持体との一体化部材を回路基板
に対して３つの脚部で支持できるため、該回路基板との
接合が安定し行える水晶発振器となる。

【００４９】また、本発明の製造方法によれば、水晶支
持体に対して水晶振動子を簡単に且つ位置精度よく載置
・接合できるため、水晶振動子及び水晶支持体との一体
化部材を回路基板に対して安定に配置でき、さらに自動
機による組立が容易に達成できることになる。その結果
、発振特性の安定した信頼性の高い水晶発振器が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の水晶発振器の断面構造を示す概略図で
ある。

【図２】本発明の水晶発振器のに用いる支持体を形成す
るための導電性平板部材の概略平面図である。

【図３】本発明の水晶発振器のに用いる支持体を形成す
るための導電性平板部材の概略平面図である。

【図４】本発明の水晶発振器のに用いる支持体を形成す
るための導電性平板部材の概略平面図である。

【図５】図３の状態の側面図である。

【図６】従来の水晶発振器の分解斜視図である。

【図７】（ａ）〜（ｃ）は従来の水晶発振器のに用いる
支持体を形成するための導電性平板部材の概略平面図で
ある。

【符号の説明】

１・・・・・・・・・・回路基板２・・・・・・・・・・水晶振動子３ａ、３ｂ・・・・・・水晶支持体３１ａ、３１ｂ・・・・載置部３２ａ、３２ｂ、３２ｃ・・・脚部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　発振回路が形成された回路基板上に、
２つの水晶支持体を介して水晶振動子を配置した水晶発
振器において、前記水晶支持体は円弧状の載置部と脚部
を有し、且つ一方の水晶支持体には一つの脚部が、他方
の水晶支持体には２つの脚部が各々形成されていること
を特徴とする水晶発振器。
【請求項２】　　発振回路が形成された回路基板上に、
２つの水晶支持体を介して水晶振動子を配置した水晶発
振器であって、１枚の導電性平板部材に水晶支持体用部
材及び水晶振動子の載置位置を決定するためのガイド突
片用部材を形成する工程と、該導電性平板部材に形成し
た水晶支持体用部材及びガイド突片用部材を屈曲加工し
て、水晶支持体及びガイド突片と成す工程と、前記ガイ
ド突片にそって水晶振動子を水晶支持体に載置接合する
工程と、前記導電性平板部材から水晶振動子及び水晶支
持体のみを分離切断する工程と、前記回路基板上に水晶
振動子を水晶支持体を介して配置する工程とを含む水晶
発振器の製造方法。