(57)【要約】【課題】  外部からの振動の影響を抑えて耐振性を向上させ、位相雑音特性を良好にでき、製造コストを低減できる振動素子用の台座、振動子及び発振器を提供する。【解決手段】  本体の長辺に沿ってパッケージ３の基板に接続する接続部１４と、接続部１４の内側に長辺に沿って形成された隙間部１０ｃ，１０ｄと、隙間部１０ｃ，１０ｄで挟まれた、水晶片２の搭載部１１と、搭載部１１と接続部１４を連結するアーム部１３とを有し、搭載部１１を貫通し、搭載部１１の基板側の面に搭載される振動素子を露出させる窓部１５を備えた台座であり、それを備えた振動子及び発振器である。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動素子が搭載され、パッケージの基板に設置される振動素子用の台座であって、
本体が、
当該本体の長辺に沿って形成され、前記基板と接触する２つの接続部と、
前記接続部より前記本体の内側で前記長辺に沿って形成される２つの隙間部と、
前記２つの隙間部で挟まれ、前記振動素子が搭載される搭載部と、
前記本体の四隅に形成され、前記搭載部と前記接続部とを接続するアーム部とを有し、
前記搭載部を貫通し、前記搭載部の前記基板側の面に搭載される振動素子を露出させる窓部を備えたことを特徴とする台座。
【請求項２】
搭載部が、周波数調整のエッチング工程におけるマスクとなることを特徴とする請求項１記載の台座。
【請求項３】
接続部は、搭載部に振動素子が搭載された場合に、当該振動素子よりも基板側に突出するよう形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の台座。
【請求項４】
アーム部は、搭載部より厚みが薄く、接続部より幅が狭く形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の台座。
【請求項５】
アーム部は、円弧状に湾曲した形状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載の台座。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか記載の台座に振動素子を搭載し、パッケージ表面凹部の底面の基板に設置したことを特徴とする振動子。
【請求項７】
請求項１乃至５のいずれか記載の台座に振動素子を搭載し、パッケージ表面凹部の底面の基板に設置し、前記パッケージの裏面凹部に発振回路を搭載したことを特徴とする発振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動素子を搭載する台座に係り、特に、外部からの振動への耐性を向上させ、位相雑音特性を良好にでき、製造コストを低減できる振動素子用の台座、振動子及び発振器に関する。
【背景技術】
【０００２】
［従来の技術］
従来の水晶振動子では、パッケージ及びパッケージ外部からの水晶片に与える影響を抑制する構成として、主に水晶から成る台座（水晶台座）を用いる構成が知られている。
また、パッケージを表裏に凹部が形成されたＨ構造とし、表側に水晶片と水晶台座を搭載し、裏面に発振回路のＩＣ（Integrated Circuit）を搭載した水晶発振器がある。
パッケージの表面又は裏面に温度補償回路を設けた温度補償型水晶発振器（ＴＣＸＯ：Temperature Compensated Crystal Oscillator）がある。
【０００３】
また、振動子の製造工程においては、台座に振動素子を搭載して基板に設置した後で、一旦周波数を測定し、所望の周波数からずれている場合、イオンビームによるエッチングを行って周波数を調整する。そのため、調整用の領域以外（エッチングしない領域）をイオンビームから保護するためのマスクが必要となっていた。
【０００４】
［関連技術］
尚、関連する先行技術として、特許第３０１７７５０号公報「水晶振動子」（特許文献１）、特許第４７１５２５２号公報「圧電振動子」（特許文献２）、特開２０１３−０９８６７８号公報「水晶振動子」（特許文献３）がある。
【０００５】
特許文献１には、保持用水晶板に振動用水晶片を搭載する位置に凹部を形成し、その凹部によって形成される隙間で振動用水晶片を確実に励振させ、励振用水晶片の長手方向での熱によるストレスを発生させない水晶振動子が示されている。
【０００６】
特許文献２には、基板における熱膨張の影響を小さくするために、隙間を有するスプリング部を備える圧電振動子が示されている。
特許文献３には、温度変化に伴う水晶片の変形を防ぎ、良好な周波数温度特性が得られる構成の水晶振動子が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３０１７７５０号公報
【特許文献２】特許第４７１５２５２号公報
【特許文献３】特開２０１３−０９８６７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の水晶振動子又は水晶発振器における水晶台座では、外部からの振動が水晶片に影響してしまい、その振動によって位相雑音特性が劣化するという問題点があった。
また、従来の水晶振動子又は水晶発振器の製造工程では、周波数調整のイオンビームエッチングを行うためにマスクパターンの形成が必要であり、工程が煩雑でコストがかかるという問題点があった。
【０００９】
尚、特許文献１〜３には、振動素子を搭載する搭載部と、台座の長辺となる接続部との間に隙間部を設け、搭載部と接続部とを台座の四隅でアーム部によって接続した構成で、搭載部を貫通する窓部を設けた台座については記載がない。
【００１０】
本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、外部からの振動の影響を抑えて耐振動性を向上させ、位相雑音特性を良好にでき、製造コストを低減できる振動素子用の台座、振動子及び発振器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記従来例の問題点を解決するための本発明は、振動素子が搭載され、パッケージの基板に設置される振動素子用の台座であって、本体が、当該本体の長辺に沿って形成され、基板と接触する２つの接続部と、接続部より本体の内側で長辺に沿って形成される２つの隙間部と、２つの隙間部で挟まれ、振動素子が搭載される搭載部と、本体の四隅に形成され、搭載部と接続部とを接続するアーム部とを有し、搭載部を貫通し、搭載部の基板側の面に搭載される振動素子を露出させる窓部を備えたことを特徴としている。
【００１２】
また、本発明は、上記台座において、搭載部が、周波数調整のエッチング工程におけるマスクとなることを特徴としている。
【００１３】
また、本発明は、上記台座において、接続部は、搭載部に振動素子が搭載された場合に、当該振動素子よりも基板側に突出するよう形成されていることを特徴としている。
【００１４】
また、本発明は、上記台座において、アーム部は、搭載部より厚みが薄く、接続部より幅が狭く形成されていることを特徴としている。
【００１５】
また、本発明は、上記台座において、アーム部は、円弧状に湾曲した形状に形成されていることを特徴としている。
【００１６】
また、本発明は、振動子において、上記いずれか記載の台座に振動素子を搭載し、パッケージ表面凹部の底面の基板に設置したことを特徴としている。
【００１７】
また、本発明は、発振器において、上記いずれか記載の台座に振動素子を搭載し、パッケージ表面凹部の底面の基板に設置し、パッケージの裏面凹部に発振回路を搭載したことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、振動素子が搭載され、パッケージの基板に設置される振動素子用の台座であって、本体が、当該本体の長辺に沿って形成され、基板と接触する２つの接続部と、接続部より本体の内側で長辺に沿って形成される２つの隙間部と、２つの隙間部で挟まれ、振動素子が搭載される搭載部と、本体の四隅に形成され、搭載部と接続部とを接続するアーム部とを有し、搭載部を貫通し、搭載部の基板側の面に搭載される振動素子を露出させる窓部を備えた台座としているので、外部からの振動が接続部に伝達されたとしても、アーム部によって吸収して搭載部への伝達を防止でき、位相雑音特性を良好にできると共に、窓部を介して周波数調整のイオンビームエッチングを行うことができ、マスクパターン形成を不要として、製造工程を簡易にし、製造コストを低減することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発振器の概略図である。
【図２】本台座の表面説明図である。
【図３】本台座の長辺側面説明図である。
【図４】本台座の短辺側面説明図である。
【図５】本台座の裏面説明図である。
【図６】本台座の表面斜視図である。
【図７】本台座の裏面斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
［実施の形態の概要］
本発明の実施の形態に係る振動素子用の台座（本台座）は、長辺に沿って形成された接続部と、当該接続部の内側に長辺に沿って形成された２つの隙間部と、２つの隙間部で挟まれ、振動素子を搭載する搭載部と、搭載部と接続部とを本体の四隅で連結するアーム部とを有し、搭載部に、表裏を貫通して、搭載部の基板側の面に搭載される振動素子を露出させる窓部を設けたものであり、外部からの振動が接続部に伝達されたとしても、アーム部によって吸収して搭載部への伝達を防止でき、位相雑音特性を良好にできると共に、イオンビームエッチングによる周波数調整を窓部を介して行うことができ、マスクの形成を不要とし、製造コストを低減できるものである。
【００２１】
また、本発明の実施の形態に係る振動子は（本振動子）は、本台座に振動素子を搭載し、凹部を有するパッケージに台座を設置したものである。
また、本発明の実施の形態に係る発振器（本発振器）は、本振動子のパッケージの裏面凹部に発振回路を搭載したものである。
【００２２】
［本発振器：図１］
本発振器について図１を参照しながら説明する。図１は、本発振器の概略図である。
本発振器は、図１に示すように、振動素子である水晶片２と、水晶片２を搭載する台座１と、台座１を表面凹部に収容して当該凹部の内部に搭載するパッケージ３と、パッケージ３の裏面凹部に搭載される発振回路（ＩＣ）４と、パッケージ３の表面周囲に形成されるシームリング５と、蓋となるリッド６とを基本的に備えている。
ここで、本発振器の特徴として、水晶片２は台座１の裏面側に搭載されている。
【００２３】
［本発振器の各部］
本発振器の各部について具体的に説明する。
台座１は、例えば、耐熱プラスチック等の樹脂、ガラス、絶縁膜が表面にコーティングされた金属等の絶縁材料で形成される。
また、台座１は、水晶片２と同様の水晶（水晶片２と同じＡＴカットやＺ板）により形成してもよい。その場合、台座１と水晶片２の熱膨張係数は略等しく、温度変化に伴う応力は発生しないものである。
【００２４】
また、台座１の中央付近には、表裏面を貫通する窓部１５が形成されている。水晶片２が台座１の裏面に搭載されると、水晶片の上面の励振電極が窓部１５から露出することになる。台座１の詳細は後述する。
【００２５】
水晶片２は、台座１の裏面側に導電性接着剤で固定されて搭載される。
水晶片２の表面及び裏面には、励振電極が形成され、台座１の裏面に形成された電極パターンに導電性接着剤で接続される。
尚、ここでは、台座１に搭載される振動素子として、ＡＴカットの水晶片２からなる水晶共振子を用いたが、例えば、表面弾性波（ＳＡＷ：Surface Acoustic Wave）共振子、その他の圧電振動子等の発振素子（振動素子）を用いてもよい。
【００２６】
パッケージ３は、セラミック等で形成され、表面及び裏面の両面に凹部が形成された断面Ｈ型の形状となっており、表面凹部に水晶片２を搭載した台座１を収納し、当該凹部の底面（基板）に台座１を設置し、裏面凹部に発振回路４を収容して搭載している。
パッケージ３に台座１及び発振回路４を搭載する際には、半田等で固定するようになっている。
【００２７】
発振回路（ＩＣ）４は、パッケージ３の裏面凹部に収納され、その凹部の底面（基板）に搭載される。尚、当該ＩＣ４以外の温度補償回路をパッケージ３の表面基板又は裏面基板に設けてもよい。温度補償回路を備えると、温度補償型水晶発振器（ＴＣＸＯ）となる。
【００２８】
シームリング５は、シーム封止を行うためにパッケージ３の表面周囲に銀（Ａｇ）ロウ等で形成される。
リッド６は、蓋となるもので、コバールをニッケルメッキしたもの等が用いられ、シームリング５に接着するよう形成される。
尚、本台座１に水晶片２を搭載し、パッケージ３の表面凹部に搭載した構成が、本振動子である。
【００２９】
［本台座：図２〜７］
次に、本台座について図２〜７を参照しながら説明する。図２は、本台座の表面説明図であり、図３は、本台座の長辺側面説明図であり、図４は、本台座の短辺側面説明図であり、図５は、本台座の裏面説明図であり、図６は、本台座の表面斜視図であり、図７は、本台座の裏面斜視図である。
本台座１は、図２に示すように、本体の２本の長辺上に形成され、パッケージ３の基板（底面）に形成された電極に接続する接続部１４と、各接続部１４に沿ってその内側に形成された隙間部１０ｃ，１０ｄと、隙間部１０ｃ，１０ｄによって挟まれ、裏面に水晶片２が搭載される搭載部１１と、本体の４つの角部に設けられ円弧状に湾曲するアーム部１３とを備えている。
アーム部１３は、湾曲して腕のような構造となっており、接続部１４と搭載部１１とを連結している。
【００３０】
ここで、搭載部１１は、中央部分の矩形の領域から、本体の両短辺に亘って形成されている。
つまり、本台座１は、略長方形の搭載部１１の長辺に並行して接続部１４が形成され、搭載部１１と接続部１４とが、本体の角部においてアーム部１３によって接続された構成である。
そして、搭載部１１の長辺に沿って２つのコの字状の隙間部１０ｃ，１０ｄが形成されている。当該隙間部１０ｃ，１０ｄは本台座１の表裏を貫通している。
【００３１】
ここで、搭載部１１の短辺（本体の短辺に重なる部分）の長さ（図２の縦方向の長さ）は、搭載部１１の中央部分に比べて短くなっている。それによって、隙間部１０ｃ，１０ｄが上下に向けて開く、コの字状となっている。このような構成にすることで、より大きな柔軟性（弾性）を備えるものである。
【００３２】
ここで、図３，４，６，７に示すように、接続部１４は、本台座１の下側、つまりパッケージ３の基板に接続する側に突出するよう、厚く形成されている。
搭載部１１の厚みをａ、アーム部１３の厚みをｂ、接続部１４の厚みをｃとすると、図３，４に示すように、厚みの関係は、ｃ＞ａ＞ｂとなる。つまり、パッケージ３の基板に接触する接続部１４が最も厚く、アーム部１３が最も薄くなっている。
【００３３】
特に、本台座１では、水晶片２を搭載部１１の裏面に搭載するため、接続部１４の厚みは、搭載された水晶片２よりも基板側に突出するよう、厚く形成されている。
これにより、水晶片２がパッケージ３の基板に接触することはなく、振動を妨げないものである。
【００３４】
尚、図３，４，６，７に示すように、本台座１では、搭載部１１を、接続部１４と同様に基板側（裏面側）に突出するように形成しているが、搭載部１１を基板とは反対側に突出させて形成してもよい。
具体的には、表面側において、接続部１４及びアーム部１３は同じ高さで平坦とし、搭載部１１を、その面よりも更に表側（基板と反対側）に突出させるように形成する。
【００３５】
この場合、アーム部１３、搭載部１１の厚みは、上述した例と同じ厚みに形成するが、搭載部１１が裏面側に突出せず、アーム部１３と同じ面になるため、水晶片２を搭載する空間が広がることになり、その分接続部１４の厚みを低減することができるものである。
【００３６】
また、接続部１４は、アーム部１３に比べて幅が広く、太く形成されており、アーム部１３は、接続部１４に比べて幅が狭く、細く形成されている。
そのため、隙間部１０ｃ，１０ｄの形状は、接続部１４に接する長手方向では幅が狭く、アーム部１３に接する角部分では幅が広く形成されている。
【００３７】
接続部１４の幅を広く、厚く形成することで、本台座１の構造的な強度を増大させ、また、基板との接合面積を大きくして接続を確実にすることができるものである。
また、アーム部１３を細く薄く形成することで、変形しやすくして、外部から振動が加わった場合に、アーム部１３が撓んで変形して、外部からの力を吸収することができ、搭載部１１への影響を抑えて特性の変動を防ぐことができるものである。
【００３８】
そして、本台座１の特徴として、搭載部１１の中央部分に窓部１５が形成されている。
窓部１５は搭載部１１の表面と裏面とを貫通する貫通孔である。
窓部１５を形成することにより、本台座１の裏面に水晶片２を搭載した場合に、水晶片２の上側の励振電極が窓部１５から露出することになる。
【００３９】
そして、出荷前の周波数調整時にイオンビームエッチングを行う場合、マスクを形成することなく、エッチングを行う。すると、窓部１５から露出した励振電極の部分がエッチングされ、他の部分は搭載部１１によって保護される。
窓部１５を形成することにより、周波数調整のためのイオンビームエッチング用のマスクの形成が不要となり、製造工程を削減して製造コストを低減できるものである。
【００４０】
また、本台座１の窓部１５は、搭載される水晶片２に応じて、周波数調整時にエッチングされる領域を露出させる位置及び形状（大きさ）に形成されるものであり、搭載部１１がエッチング時のマスクとして機能するものである。そのため、本台座１は、周波数調整のイオンビームエッチングに耐えられる材質で形成される。
【００４１】
そして、本台座１の裏面には、図５に示すように、電極パターン１０ａ，１０ｂが形成されている。電極パターン１０ａ，１０ｂは、金等の金属の薄膜で形成される。
具体的には、水晶片２と重なる部分に導電性接着剤が塗布される方形のパターンがあり、そこから近い短辺側に引き出されて、アーム部１３を介して接続部１４までパターンが形成され、更に当該接続部１４に接続する他方のアーム部を介して、反対側の短辺寄りの方形のパターンに接続して形成される。
【００４２】
図５では、隙間部１０ｃ，１０ｄを囲むように、搭載部１１の長辺の中央部分を除いて電極パターン１０ａ，１０ｂが形成されている。このように、電極パターン１０ａ，１０ｂを形成することで、アーム部１３の強度を高めることができる。尚、電極パターン１０ａ，１０ｂを構成する金属膜は薄いため、アーム部１３による振動吸収を妨げるものではない。
【００４３】
更に、電極パターン１０ａ，１０ｂは、図３，４，６に示すように、アーム部１３の側面と接続部１４の側面にも形成されている。
また、図５，７に示すように、本台座１の裏面において、アーム部１３と接続部１４の裏側にも電極パターン１０ａ，１０ｂが形成されている。
【００４４】
また、図１に示した導電性接着剤は、水晶片２の四隅近傍に形成されて、水晶片２を固定するものである。
具体的には、図５に示した搭載部１１に形成された電極パターン１０ａ，１０ｂの４つの矩形部分のパターンに導電性接着剤で水晶片２が固定されることになるが、水晶片２の表側の励振電極はその一つの導電性接着剤に接続し、水晶片２の裏側の励振電極は他の一つの導電性接着剤に接続している。
【００４５】
［実施の形態の効果］
本台座１によれば、本体の長辺に沿って形成された接続部１４と、当該接続部１４の内側に長辺に沿って形成された２つの隙間部１０ａ，１０ｂと、２つの隙間部で挟まれ、振動素子を搭載する搭載部１１と、搭載部１１と接続部１４とを本体の四隅で連結するアーム部１３とを有し、搭載部１１に、表裏を貫通して、搭載部１１の基板側の面に搭載される振動素子を露出させる窓部１５を設けたものであり、外部からの振動が接続部１４に伝達されたとしても、アーム部１３によって吸収して搭載部１１への伝達を防止でき、位相雑音特性を良好にできると共に、イオンビームエッチングによる周波数調整を窓部を介して行うことができ、搭載部１１がマスクとして機能することで、専用のマスクを不要とし、製造コストを低減できる効果がある。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、外部からの振動の影響を抑えて耐振性を向上させ、位相雑音特性を良好にでき、製造コストを低減できる振動素子用の台座、振動子及び発振器に好適である。
【符号の説明】
【００４７】
１…台座、  ２…水晶片、  ３…パッケージ、  ４…発振回路（ＩＣ）、  ５…シームリング、  ６…リッド、  １０ａ，１０ｂ…電極パターン、  １０ｃ，１０ｄ…隙間部、  １１…搭載部、  １３…アーム部、  １４…接続部、  １５…窓部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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