JP2002217645A - 表面実装型圧電発振器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パッケージ内での短絡事故を防ぎ、また電磁
シールド機能を有する特性劣化の少ない圧電発振器を安
価に提供する。 【解決手段】 水晶振動板１をベースに設けられた前記
保持電極２１，２２，２３に搭載し、導電接合を行う。
その後低融点ガラスＧによりキャップ３接合する。気密
封止された状態の水晶振動板の特性を評価確認し当該特
性に対応したデータをＩＣチップに書き込むことによ
り、必要な特性を有する水晶発振器を得る。その後、キ
ャップ３とベースに形成されたアース接続電極に対し
て、真空蒸着法により導電膜Ｃを形成し、キャップ３表
面の導電膜を最終的にアース電極に接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はベースの表面に圧電振動
板を搭載するとともに、同裏面に回路部品を形成し、こ
れらを適宜内部配線で電気的接続した圧電発振器に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】ベースの表面に圧電振動板を搭載し、同
裏面に回路部品を形成し、各々収納領域を区別すること
により、相互の特性劣化を防止した構成の出願は多数有
り、例えば特開平８−７８９５５号、特開平１０−２８
０２４号、特開２０００−１３８５３２号がある。

【０００３】特開平８−７８９５５号はセラミックから
なる基台（ベース）に必要な電極配線および電極パッド
が形成されており、基台の裏面には凹部が設けられた構
成である。基台上部には水晶振動板を搭載し、キャップ
をガラス材にて接合するとともに、ＩＣチップを凹部に
収納し必要な配線により圧電発振器を構成している。こ
の構成では圧電振動板と回路素子とを各々離隔して収納
するので、特に放出ガス等による圧電振動板への悪影響
を防ぐ利点を有している。またキャップの接合をガラス
材を溶融させることにより行うのでバッチ処理が可能で
あり量産性に優れていた。しかしながらキャップが絶縁
性材料であり、外部からの有害な電磁波の影響を受けや
すく、電気的特性が低下することがあった。

【０００４】また特開平１０−２８０２４号は、特開平
８−７８９５５号とベース構造は類似しているがキャッ
プ（カバー）が金属製で、これを金属の封着体により接
合することにより電磁的なシールドが行われており、こ
の点で特性の低下の少ない構成であった。ところで圧電
振動板は導電接着剤により保持電極に接続されている
が、近年の電子部品の超小型化により圧電振動板の接合
領域も狭小化し、導電接合材の量が過多であったり、塗
布位置が適切でない場合に金属製キャップあるいは金属
の封着体のところにまで流出することがあり、短絡事故
の生じることがあった。

【０００５】特開２０００−１３８５３２号はこのよう
な短絡事故を防ぐためになされたものであり、シール用
導体膜と振動子用電極パッド（保持電極）間に溝を設け
ることにより導電接合材による短絡を防止している。し
かしながらさらなる小型化を目指した場合、このような
溝の形成は困難になり、パッケージのコスト高につなが
っていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点を
解決するためになされたもので、パッケージ内での短絡
事故を防ぎ、また電磁シールド機能を有する特性劣化の
少ない圧電発振器を安価に提供することを目的とするも
のである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明による表面実装型
圧電発振器は、ほぼ平坦な表面を有し、当該表面に複数
の保持電極を有するとともに、裏面に凹形収納部を有
し、かつ内部配線により適宜電極が引き出されたベース
と、前記保持電極に搭載される励振電極が形成された圧
電振動板と、前記凹形収納部に収納され必要な接続が行
われる回路部品と、ベースの表面の外周近傍に接合材に
より接合され、前記圧電振動板を気密封止するキャップ
とからなる圧電発振器であって、前記キャップとこれを
ベースに接合する接合材は絶縁性であり、かつ前記キャ
ップの外表面のほぼ全面に導電膜が形成され、当該導電
膜がベースに形成されたアース接続電極に接続されてい
ることを特徴としている。

【０００８】上記構成により、パッケージの内部におい
ては保持電極に圧電振動板を搭載する際に、ここで用い
る導電接合材が流出し、キャップ側に到達したとしても
キャップ並びに接合材が絶縁性であるために、短絡事故
が生じない。またキャップ外側においては導電膜が形成
され、これがアース接続電極に接続されているので、電
磁シールド機能を十分に発揮させることができる。

【０００９】

【実施の形態】次に、本発明における実施の形態につい
て表面実装型の水晶発振器を例にとり、図面を参照して
説明する。図１は本発明による第１の実施の形態を示す
分解斜視図であり、図２は図１においてキャップにて気
密封止した場合の裏面斜視図であり、図３は図１におい
てキャップにて気密封止し、樹脂材を充填した状態のＡ
−Ａ断面図である。

【００１０】表面実装型の水晶発振器は、ベース２とベ
ース表面に搭載された圧電振動板１とベース裏面の凹部
に収納された回路素子（ＩＣチップ）４と圧電振動板を
気密封止するキャップ３とからなる。

【００１１】圧電振動板である水晶振動板１はＡＴカッ
ト水晶板を矩形状に形成してなり、厚みすべり振動を行
わしめるようその表裏面の中央部分に励振電極１１，１
２（裏面の１２については図示せず）が形成されてい
る。これら励振電極１１，１２からは、水晶振動板の長
手方向一方端に引出電極１１ａ，１２ａ（裏面の１２ａ
については図示せず）が導出されている。

【００１２】ベース２はセラミックスを積層形成してな
り、その内部に必要な電極配線が施され、その一部が後
述する保持電極として露出するとともに、側面並びに裏
面にも引き出されている。このベースの上部には水晶振
動板を搭載する保持電極２１，２２，２３が形成され、
保持電極２１，２２を通じて、水晶振動板に駆動信号が
入力される。なお、保持電極２３は水晶振動板の他端を
補助的に支持する電極であり、電気的接合を行わなくて
もよい。また、このベースの側面には切り欠き（キャス
タレーション）２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄが設けられ、こ
れら各切り欠き内に外部導出電極２４，２５，２６，２
７が引き出されている。これら外部導出電極は前記保持
電極や後述のＩＣチップと接続される電極パッドと適宜
内部配線により接続されている。

【００１３】切り欠き２ｂ、２ｄはベースの上下に貫通
して形成されており、ここに形成される外部導出電極は
アース電極２５、２７となる。当該アース電極２５，２
７はベースの上面にも引き出され、アース接続電極２５
ａ，２７ａを形成している。また切り欠き２ａ，２ｃは
ベースの下方側のみに形成され、当該切り欠きに形成さ
れる外部導出電極は駆動電極２４，２６となる。なお、
当該切り欠きおよびアース電極はベースの角側面に形成
してもよいし、切り欠きを形成せずにアース電極のみを
ベース側面に延出する構成であってもよい。

【００１４】ベースの裏面には板厚方向に開口した凹形
収納部Ｃが設けられ、この凹形収納部Ｃは上部収納部Ｃ
１と下部収納部Ｃ２とからなる。上部収納部Ｃ１には電
極パッドＣ１１，Ｃ１２，Ｃ１３，Ｃ１４が形成され、
この上部収納部Ｃ１の中央部分にさらに深いＩＣチップ
搭載用の下部収納部Ｃ２が設けられている。回路素子で
あるＩＣチップ４は発振回路並びに必要に応じて組み込
んだ温度補償回路を有しており、前記下部収納部２５に
収納されている。ＩＣチップ４はその電極パッド（明示
せず）と前記電極パッドＣ１１，Ｃ１２，Ｃ１３，Ｃ１
４とをボンディングワイヤーＷで接続される。なお、Ｉ
Ｃチップの接合は下部収納部に複数の微小電極パッドを
形成し、これら微小電極パッドにフリップチップ接合し
てもよい。

【００１５】なお、回路素子はＩＣチップ１つのみでは
なく、コンデンサ等の他の回路素子を当該凹形収納部に
収納してもよい。

【００１６】キャップ３はセラミックスからなり、振動
空間を確保する逆凹部３１を有する構成である。キャッ
プ３の表面には真空蒸着法あるいはメッキ法により、
金、銀、銅、ニッケル等の導電膜３ａが被覆形成され、
当該導電膜３ａは前記ベース上部に形成されたアース接
続電極２５ａ，２７ａに導電接合されている。当該導電
接合はアース接続電極領域を含んで導電膜形成時を行っ
てもよいし、導電膜形成後当該導電膜とアース接続電極
とを導電接合材により接合してもよい。

【００１７】この表面実装型水晶発振器を製造するに
は、励振電極が形成された水晶振動板１をベースに設け
られた前記保持電極２１，２２，２３に搭載し、導電接
合（導電性接合材の図示は省略している）を行う。その
後ベース表面の外周近傍に低融点ガラスＧを配置し、こ
の低融点ガラスＧ上にキャップ３をその開口端部が位置
するように設置し、窒素ガス雰囲気中で４００゜Ｃで約
２時間加熱し溶融接合を行う。これにより水晶振動板は
ベース上部にキャップ３にて気密的に封止される。な
お、ベースとキャップの接合は低融点ガラス等の封着用
ガラスに限定されるものではなく、気密性低下を許容で
きる場合はエポキシ樹脂等の絶縁性樹脂接合材を用いる
こともできる。

【００１８】そして、気密封止された状態の水晶振動板
の特性を評価確認し、当該特性に対応したＩＣチップを
選択するか、あるいは当該特性に対応したデータをＩＣ
チップに書き込むことにより、必要な特性を有する水晶
発振器を得る。そして樹脂材５を凹形収納部に充填する
ことにより、ＩＣチップ等が埋設処理される。その後、
キャップ３とベースに形成されたアース接続電極に対し
て、真空蒸着法により導電膜Ｃを形成し、キャップ３表
面の導電膜を最終的にアース電極に接続する。以上によ
り、表面実装型圧電振動子の完成となる。

【００１９】本発明は、上記実施例に限定されるもので
はなく、他の回路構成による発振器（例えば温度補償型
電圧制御水晶発振器）の場合等にも適用することができ
る。

【００２０】

【発明の効果】本発明によれば、パッケージの内部にお
いては保持電極に圧電振動板を搭載し、ここで用いる導
電接合材が流出し、キャップ側に到達したとしてもキャ
ップ並びに接合材が絶縁性であるために、短絡事故が生
じない。またキャップ外側においては導電膜が形成さ
れ、これがアース接続電極に接続されているので、電磁
シールド機能を発揮させることができる。よって、パッ
ケージ内での短絡事故を防ぎ、また特性劣化が少なく電
気的特性の安定した圧電発振器を安価に得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による表面実装型圧電発振器の第１の実
施例を示す分解斜視図。

【図２】図１においてキャップにて気密封止した場合の
裏面斜視図

【図３】図１においてキャップにて気密封止し、樹脂材
を充填した状態のＡ−Ａ断面図

【符号の説明】

１ 圧電振動板（水晶振動板） ２ ベース ２４，２５，２６，２７ 外部導出電極（アース電極、
駆動電極） ３ キャップ ４ ＩＣチップ ５ 樹脂材 Ｃ 凹部収納部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ほぼ平坦な表面を有し、当該表面に複数
   の保持電極を有するとともに、裏面に凹形収納部を有
   し、かつ内部配線により適宜電極が引き出されたベース
   と、前記保持電極に搭載される励振電極が形成された圧
   電振動板と、前記凹形収納部に収納され必要な接続が行
   われる回路部品と、ベースの表面の外周近傍に接合材に
   より接合され、前記圧電振動板を気密封止するキャップ
   とからなる圧電発振器であって、 前記キャップとこれをベースに接合する接合材は絶縁性
   であり、かつ前記キャップの外表面のほぼ全面に導電膜
   が形成され、当該導電膜がベースに形成されたアース接
   続電極に接続されていることを特徴とする表面実装型圧
   電発振器。