JP3956614B2 - Piezoelectric oscillator - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発振器に関し、特に小型の電圧制御型発振器に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、小型水晶発振器としては、図3に示すように水晶発振器回路を構成する電子部品をフレキシブル基板上に搭載した構ものが知られている。
即ち、同図3(a)は従来の水晶発振器の斜視構成図を示し、同図3(b)はA−A'部分の断面構成図を示すものである。
同図に示すように水晶発振器100は、フレキシブル配線基板101のランドパターン102上に直に水晶振動子及び増幅回路等の電子部品103を搭載し、これら電子部品103の上面を覆うよう金属ケース104を搭載したものである。
【0003】
このときフレキシブル配線基板101には基板の撓みにより基板平坦度が損なわれるのを防止する為、その外周縁に導体配線材を利用した金属フレーム105が埋め込まれており、金属ケース104と金属フレーム105とを接合することにより、フレキシブル配線基板101の剛性を得ている。
【0004】
【本発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような構成の水晶発振器100の場合、フレキシブル配線基板101が部品搭載域の外周に設けた金属フレーム105の範囲だけ広面積化が避けられず、これによりフレキシブル配線基板101を用いたことによる低背化の利点よりも広面積化に伴う水晶発振器100の大型化というデメリットの方が大きくなるという問題が発生する場合があった。
【0005】
更に、フレキシブル配線基板101の平坦度を得る為にはケース104とフレキシブル配線基板101との固着力がフレキシブル配線基板101の縁全体に一様に発生するようフレキシブル配線基板101と固定されるケースの縁がほぼ等しい高さであることが一般的に必要であるが、型抜き工法にて形成されたケース104では、安価ではあるがケース104の縁が不均一でないものが一般的に発生し易すく一方、複数の金属材を溶接して構成したケースでは、ケースの縁を一縁に均一に保つことが可能であるが、高額であり、水晶発振器の小型化と低価格化とが両立できないという問題が発生する場合があった。
【0006】
本発明は圧電発振器の上記諸問題を解決する為になされたものであって、フレキシブル配線基板を実装用基板として用いた場合であっても水晶発振器の実装範囲が狭面積であり、且つ、端子平坦度に優れた圧電発振器を安価に提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する為に本発明に係わる請求項1記載の発明は、セラミックパッケージ内に圧電振動片を収納した圧電振動子と、前記セラミックパッケージより剛性が低い可撓性配線基板と、該可撓性配線基板の上面に搭載される電子部品とを有し、前記セラミックパッケージの下面が平滑状であると共に、該下面に面実装端子を有し、前記可撓性配線基板の周囲に複数の柱状の端子を搭載し、前記電子部品の上面を覆うよう前記圧電振動子を搭載し、前記面実装端子と前記複数の柱状の端子とを固定することにより、前記可撓性基板を補強するよう構成したことを特徴とする。
【0008】
請求項2記載の発明は請求項1記載の発明に加え、前記可撓性配線基板の基板の厚さが前記セラミックパッケージの厚さより薄い構造であることを特徴とする。
【0009】
請求項3記載の発明は請求項1記載の発明に加え、前記複数の柱状の端子が金属ボールであることを特徴とする。
【0010】
請求項4記載の発明は請求項3記載の発明に加え、前記セラミックパッケージの下面と前記可撓性配線基板との間を固定するよう前記セラミックパッケージの下面と前記可撓性配線基板との間に接着剤を介在させて前記可撓性基板の平坦度を保つよう構成したことを特徴とする。
【0011】
【本発明の実施の形態】
以下、図示した実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。
図1は本発明に基づく圧電発振器の一実施例であり、同図(a)は側面構成図を示し、同図(b)は圧電発振器を分解した状態の斜視構成図を示すものである。
【0012】
同図に示す水晶発振器1は、フレキシブル配線基板2の片面側のランドパターン上に直に電子部品3を搭載すると共に、フレキシブル配線基板2の外周縁に設けたランドパターン4上に金属ボール5を搭載し、更に、フレキシブル配線基板2とほぼ等しい平面形状の水晶振動子6を電子部品3の上面を覆い、且つ、金属ボール5を介して水晶振動子6のセラミックパッケージ7の底面に設けた面実装端子8とランドパターン4とが導通するよう搭載したものである。
【0013】
この場合、フレキシブル配線基板2の外周縁には、従来、フレキシブル配線基板の補強用として採用していた環状配線による金属フレームを備えず、更に、水晶振動子7を他の電子部品3と重ねて配置した構造としたことにより、フレキシブル配線基板2の形状を水晶振動子7の平面形状とほぼ同等にまで小型化することが可能となった。
更に、従来の環状の金属フレームを備えていなくともフレキシブル配線基板2の小型化と共に、セラミックパッケージ7が一般的な焼成工程にて容易に形成することができ、且つ、その下面は平滑であるので、セラミックパッケージ7のみを補強フレームとして用いただけでも従来の金属ケースを補強フレームの場合と比較して安価にフレキシブル配線基板2の基板平坦度(端子平坦度)に優れる水晶発振器1を確実に得ることができる。
【0014】
また、水晶振動子6はその上面に金属蓋9を備えたものであるので、この金属蓋9を水晶発振器1全体のシールドケースとして用いることにより従来使用していた水晶発振器専用の金属ケースを必要とすることがなく、この金属ケースが省かれたことにより水晶振動子6を部品上に配置した構造ではあるが水晶発振器の高さを従来と同等またはそれ以下に抑えることが可能である。
尚、面実装端子8とランドパターン4とを導通させる柱部材としては金属ボール5の他に角柱の柱部材でも構わなく、この場合、柱部材は例えば一本の金属棒を角柱の長さに切断して形成される。
【0015】
但し、角柱または円柱、楕円柱の柱部材は、その形成時の切断精度のバラツキ及び、金属棒の太さのバラツキにより個体間の大きさがことなり、この為、金属棒を柱部材の長さに切断した後、個体間の長さのバラツキを補正するよう研磨加工し、その後、フレキシブル配線基板2に搭載されるが、この場合、補正された方向を確認する必要が生じるので効率的な組立作業が得られ難い場合がある。
【0016】
この点、金属ボールの柱部材は、元々球形であるが故に搭載方向が限定されず、ボールの直径のバラツキが発生した場合であっても、例えばボールを2枚の研磨板の間に挟みこみ研磨すれば、一様に直径のバラツキの補正を行うことが可能であり、この為、フレキシブル配線基板2への搭載時には直径がほぼ均一な大きさであることから角柱の場合の如く搭載方向を気にすることなく効率的な組立作業が得られ易いという利点がある。
また、水晶振動子6とフレキシブル配線基板2とを金属ボール5のみを介して接続した構成を用いて本発明を説明したが、加えて電子部品3の上面とセラミックパッケージ7の底面とを非導電性接着剤を用いて固着しても良く、これによりフレキシブル配線基板2がより強固に拘束されるので基板平坦度を高精度に保つことが可能となる。
【0017】
また、フレキシブル配線基板2に限らず、部品搭載用基板と柱部材とを別体としたことにより、部品搭載用基板面が平面状態となるので電子部品3が搭載されるランド及び、ランドパターン4上に半田を容易にスクリーニングすることができる。
更に、水晶振動子6と柱部材5とが別体である構造を用いて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、図2に示すように柱部材5を水晶振動子6のセラミックパッケージ7に一体に設けたものであっても構わない。
【0018】
即ち、図2は本発明に基づく他の実施例を示すものであって、水晶振動子6のセラミックパッケージ7の底面には積層構成により設けられた柱部材5を備え、更に、柱部材5の底面にはフレキシブル配線基板2のランドパターン4と固着する為の面実装端子8を備え、ランドパターン4と面実装端子8とが導通接続することによりセラミックパッケージ7内の水晶振動片とを電子部品3とが導通し水晶発振器回路が構成される。
尚、上記では圧電振動子として水晶振動子7を用い本発明を説明したが本発明はこれに限定されるものではなく、弾性表面波共振子及びその他圧電材料を使用した圧電振動子にも適用可能であることは云うまでもない。
【0019】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に基づく圧電発振器は、セラミックパッケージ内に圧電振動片を収納した圧電振動子と、圧電振動子と共に発振回路を構成する為の電子部品と、圧電振動子と電子部品とを搭載したフレキシブル配線基板とを備え、電子部品を前記フレキシブル配線基板の片面上に搭載し、圧電振動子を電子部品の上部を覆うよう圧電振動子を複数の柱部材を介してフレキシブル配線基板上に配置したことによりフレキシブル配線基板が小面積となり従来採用していた金属フレームを設けなくともセラミックパッケージの剛性によりフレキシブル配線基板の平坦度が得られるよう構成したので、小型且つ低価格な圧電発振器を実現することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)本発明に基づく水晶発振器の一実施例の側面構成図を示すものである。
(b)本発明に基づく水晶発振器の一実施例の分解構成図を示すものである。
【図2】本発明に基づく水晶発振器の他の実施例の分解構成図を示すものである。
【図3】(a)従来の水晶発振器の平面図を示すものである。
(b)従来の水晶発振器の断面側面図を示すものである。
【符号の説明】
1水晶発振器、2フレキシブル配線基板、3電子部品、4ランドパターン、5金属ボール(柱部材)、6水晶振動子、7セラミックパッケージ、8面実装端子、9金属蓋、100水晶発振器、101フレキシブル配線基板、102ランドパターン、103電子部品、104金属ケース、105金属製フレーム[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an oscillator, and more particularly to a small voltage-controlled oscillator.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, as a small crystal oscillator, a structure in which electronic components constituting a crystal oscillator circuit are mounted on a flexible substrate as shown in FIG.
That is, FIG. 3A shows a perspective configuration diagram of a conventional crystal oscillator, and FIG. 3B shows a sectional configuration diagram of the AA ′ portion.
As shown in the figure, a
[0003]
At this time, a
[0004]
[Problems to be solved by the present invention]
However, in the case of the
[0005]
Further, in order to obtain the flatness of the flexible wiring board 101, the case 104 and the flexible wiring board 101 are fixed so that the fixing force between the case 104 and the flexible wiring board 101 is uniformly generated on the entire edge of the flexible wiring board 101. In general, it is necessary that the edges have almost the same height. However, in the case 104 formed by the die-cutting method, it is generally easy to generate a case where the edge of the case 104 is not uniform although it is inexpensive. On the other hand, it is possible to keep the edges of the case uniform even in a case constructed by welding a plurality of metal materials, but it is expensive, and it is impossible to achieve both miniaturization and cost reduction of the crystal oscillator. There was a case that the problem occurred.
[0006]
The present invention has been made to solve the above-described problems of piezoelectric oscillators, and even when a flexible wiring board is used as a mounting board, the mounting range of the crystal oscillator is narrow, and the terminals The object is to provide a piezoelectric oscillator with excellent flatness at low cost.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to
[0008]
The invention according to
[0009]
According to a third aspect of the present invention, in addition to the first aspect of the invention, the plurality of columnar terminals are metal balls.
[0010]
According to a fourth aspect of the invention, in addition to the third aspect of the invention, a gap between the lower surface of the ceramic package and the flexible wiring board is fixed so as to fix the lower surface of the ceramic package and the flexible wiring board. An adhesive is interposed between the flexible substrate and the flatness of the flexible substrate.
[0011]
[Embodiments of the Invention]
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on illustrated embodiments.
FIG. 1 shows an embodiment of a piezoelectric oscillator according to the present invention, in which FIG. 1 (a) shows a side configuration diagram, and FIG. 1 (b) shows a perspective configuration diagram in an exploded state of the piezoelectric oscillator.
[0012]
In the
[0013]
In this case, the outer peripheral edge of the
Furthermore, the
[0014]
Further, since the
As the pillar member to conduct the
[0015]
However, prismatic cylinders, cylinders, and elliptical column members vary in size due to variations in cutting accuracy during formation and variations in the thickness of metal rods. After being cut into pieces, it is polished so as to correct the variation in length between the individual pieces, and then mounted on the
[0016]
In this regard, the metal ball column member is originally spherical, so the mounting direction is not limited, and even when the ball diameter varies, for example, the ball is sandwiched between two polishing plates and polished. Therefore, it is possible to compensate for the variation in diameter uniformly. For this reason, since the diameter is almost uniform when mounted on the
Further, although the present invention has been described using the configuration in which the
[0017]
In addition to the
Furthermore, although the present invention has been described using a structure in which the
[0018]
That is, FIG. 2 shows another embodiment based on the present invention. The bottom surface of the
In the above description, the present invention has been described using the
[0019]
【The invention's effect】
As described above, the piezoelectric oscillator according to the present invention includes a piezoelectric vibrator in which a piezoelectric vibrating piece is housed in a ceramic package, an electronic component for forming an oscillation circuit together with the piezoelectric vibrator, a piezoelectric vibrator, and an electronic component. And mounting the electronic component on one side of the flexible wiring substrate, and the piezoelectric vibrator on the flexible wiring substrate via a plurality of pillar members so as to cover the top of the electronic component. The flexible wiring board has a small area, and the flatness of the flexible wiring board can be obtained by the rigidity of the ceramic package without providing the metal frame that has been used in the past. It is possible to realize.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a side view of a configuration of an embodiment of a crystal oscillator according to the present invention.
(B) The exploded block diagram of one Example of the crystal oscillator based on this invention is shown.
FIG. 2 is an exploded configuration diagram of another embodiment of a crystal oscillator according to the present invention.
FIG. 3A is a plan view of a conventional crystal oscillator.
(B) A sectional side view of a conventional crystal oscillator is shown.
[Explanation of symbols]
1 crystal oscillator, 2 flexible wiring board, 3 electronic components, 4 land pattern, 5 metal ball (column member), 6 crystal resonator, 7 ceramic package, 8 surface mounting terminal, 9 metal lid, 100 crystal oscillator, 101 flexible wiring Substrate, 102 land pattern, 103 electronic components, 104 metal case, 105 metal frame
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