(57)【要約】【課題】小型で低背化した表面実装型の電子部品パッケージを提供する。【解決手段】パッケージ本体１は、平板状の絶縁基板１１と、この絶縁基板１１の底部に形成された外部電極１８と、絶縁基板１１に圧電振動素子を搭載したときにその圧電振動素子の支持部と対応する位置に導電体１６ａ、１６ｂが充填された貫通穴１５ａ、１５ｂと、を備えている。導電体１６ａ、１６ｂの上端は、絶縁基板１１の下層板１２の上面とほぼ同一平面上にある。【選択図】図１
2010118810.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動部及び支持部を有する圧電振動素子と、
前記圧電振動素子を収容するとともに、外部電極、及び導電性材料が充填された貫通穴
を有する電子部品パッケージと、
を備え、
前記外部電極は、前記導電材料と電気的に接続され、
導電性接着剤により、前記圧電振動素子の支持部と前記導電性材料とを電気的に接続す
ると共に、前記圧電振動素子を前記電子部品パッケージに機械的に固定することを特徴と
する圧電デバイス。
【請求項２】
前記振動部は矩形状の薄片により形成され、前記支持部は前記振動部の外周の少なくと
も一辺に沿って、前記振動部の板厚より厚く形成され、前記振動部と前記支持部が一体形
成されてい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】
前記振動部と前記支持部との間の片側に段差部を設けたことを特徴とする請求項１また
は２に記載の圧電デバイス。
【請求項４】
前記振動部と前記支持部との間の両側に段差部を設けたことを特徴とする請求項１また
は２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、低背化に適した圧電デバイス関するものである。
【背景技術】
【０００２】
圧電デバイス、中でも表面実装型の圧電振動子は小型であること、高精度、高安定な周
波数が容易に得られ、経年変化が小さいこと等のため、通信用機器から民生用機器の基準
周波数源として広く用いられている。
近年、機器が小型化、軽量化されると共に、表面実装型圧電振動子のさらなる小型化へ
の要求が強くなっている。
特許文献１には、低背化した表面実装型の圧電振動子が開示されている。
図６は、特許文献１に開示されている圧電振動子の概略構成を示した図であり、（ａ）
は平面図、（ｂ）は断面図である。なお、図６（ａ）では、圧電振動子の蓋の図示を省略
する。
この図６に示す圧電振動子５１のパッケージ５２は、絶縁材料からなる矩形箱状のベー
ス５３と平板状の蓋５４とで構成される。ベース５３の内部には、圧電振動片５６が接着
・固定され、金属製の蓋５４がベース５３の上端に形成されたシールリング５５にシーム
溶接される。これにより、ベース５３の内部空間が気密封止される。
【０００３】
ベース５３は、セラミックス材料の下層板５７、中層板５８及び上層板５９を積層して
構成されている。下層板５７は、ベース５３の底部を形成し、中層板５８は圧電振動片５
６の実装面５３ａを形成し、フレーム状の上層板５９は前記内部空間を形成する。
圧電振動片５６は、圧電基板５６ｂの両面に励振電極６０を形成し、該電極６０より一
方の基端部５６ａに引出電極６１を形成して構成される。
ベース５３の実装面５３ａには、中層板５８を貫通した穴６２が形成され、該穴６２が
引出電極６１に対応している。穴６２の底面には、接続電極６３が形成され、穴６２の中
央には、実装面５３ａから所望の高さまで突出する支持スペーサ６４が、接続電極６３の
上面に一体に形成されている。穴６２に導電性接着剤６５を充填して、圧電振動片５６の
引出電極６１を支持スペーサ６４の上に載せて、軽く押し付けることにより、引出電極６
１は接続電極６３と電気的に導通されると同時に、基端部５６ａが固定される。
圧電振動片５６を実装するために上から導電性接着剤６５に押し付ける際に、その押圧
力を大きくしても、圧電振動片５６は、支持スペーサ６４によって常に一定の高さに、維
持することができる。そのため、導電性接着剤６５が穴６２から押し出されて、励振電極
６０近辺まで広がり、振動特性が劣化し、引出電極６１間を短絡する虞が解消される。
【特許文献１】特開２００８−１３１１６７公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示されたパッケージは、表面実装型圧電振動子の低背化
は可能であるものの、パッケージの構造、特に穴６２と、支持スペーサ６４の構造が複雑
であり、このパッケージを精度よく製造することは困難であるという問題点があった。ま
た、穴６２へ適量の導電性接着剤６５を充填するのも難しいという問題点があった。
また、内部空間の底面端部に搭載用のパッド電極を設けるタイプの一般的な表面実装型
パッケージでは、このパッド電極をスクリーン印刷で形成するため、その厚さが２０μｍ
程度となり、その厚さを更に薄くすることは難しいという問題点があった。
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、低背化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】
【０００５】
本発明は、上記の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の
形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００６】
［適用例１］振動部及び支持部を有する圧電振動素子と、前記圧電振動素子を収容する
とともに、外部電極、及び導電性材料が充填された貫通穴を有する電子部品パッケージと
、を備え、前記外部電極は、前記導電材料と電気的に接続され、導電性接着剤により、前
記圧電振動素子の支持部と前記導電性材料とを電気的に接続すると共に、前記圧電振動素
子を前記電子部品パッケージに機械的に固定することを特徴とする圧電デバイスである。
【０００７】
上記のように、圧電振動素子の支持部と導電性材料とを電気的に接続すると共に、圧電
振動素子を電子部品パッケージに機械的に固定することで、低背化した圧電デバイスを実
現することができるという効果がある。
【０００８】
［適用例２］前記振動部は矩形状の薄片により形成され、前記支持部は前記振動部の外
周の少なくとも一辺に沿って、前記振動部の板厚より厚く形成され、前記振動部と前記支
持部が一体形成されていることを特徴とする適用例１に記載の圧電デバイスである。
【０００９】
圧電振動素子の支持部を振動部の板厚より厚く形成することで、支持部を電子部品パッ
ケージの導電材料に導電性接着剤により接続する場合に、仮に導電性接着剤が所定の範囲
を越えて拡がる場合でも、導電性接着剤は振動部に付着することがないので、圧電振動素
子の電気的特性を損なうことがないという効果がある。
【００１０】
［適用例３］前記振動部と前記支持部との間の片側に段差部を設けたことを特徴とする
適用例１または２に記載の圧電デバイスである。
【００１１】
上記のように構成すれば、支持部を電子部品パッケージの導電材料に導電性接着剤によ
り接続する場合に導電性接着剤が振動部に付着することがなく、圧電振動素子の電気的特
性を損なうことがないという効果がある。
【００１２】
［適用例４］前記振動部と前記支持部との間の両側に段差部を設けたことを特徴とする
適用例１または２に記載の圧電デバイスである。
【００１３】
上記のように構成すれば、支持部を電子部品パッケージの導電体に導電性接着剤により
接続する場合に支持部の何れの面を搭載しても導電性接着剤が振動部に付着することがな
く、圧電振動素子の電気的特性を損なうことがないという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る電子部品パッケージの構成を示す概略図であり、同
図（ａ）は平面図、同図（ｂ）はＱ−Ｑにおける断面図である。
電子部品パッケージは、絶縁材料からなる矩形箱状のパッケージ本体１と、図示しない
平板状の蓋体とで構成される。パッケージ本体１は、ベース基板である平板状（矩形箱状
）の絶縁基板１１と、この絶縁基板１１の底部に形成された外部電極１８と、絶縁基板１
１に圧電振動素子である圧電振動素子を搭載したときに前記圧電振動素子の支持部と対応
する位置に、それぞれ導電性材料１６ａ、１６ｂが充填された２個の貫通穴１５ａ、１５
ｂと、を備えている。
パッケージ本体１は、例えば図１（ｂ）に示すように、それぞれセラミックス材料の矩
形薄板からなる下層板１２と、上層板１３とを積層した箱状の絶縁基板１１と、上層板１
３の周縁部上にロウ付けされたシールリング１４と、より構成される。つまり、平板状の
下層板１２の上部にフレーム状の上層板１３を積層して、内部空間（凹所）１９を有する
構造をしている。
【００１５】
パッケージ本体１を構成する平板状の下層板１２の底部には複数の外部電極１８を形成
する。平板状の下層板１２の端寄りには、図中の長手方向に対して対称に２個の貫通穴１
５ａ、１５ｂを空け、該貫通穴１５ａ、１５ｂにはそれぞれ導電性材料１６ａ、１６ｂを
充填し、該導電性材料１６ａ、１６ｂが下層板１２底部の対応する外部電極１８と導通し
て、パッケージ本体１を構成する。なお、導電性材料（以下、導電体と称す）１６ａ、１
６ｂの上端は、下層板１２の上面とほぼ同一平面上にある。
上記のように構成すれば、平板状の絶縁基板１１に貫通穴１５ａ、１５ｂを設け、この
貫通穴１５ａ、１５ｂに導電体１６ａ、１６ｂを充填し、該導電体１６ａ、１６ｂの上部
を絶縁基板１１の基板面とほぼ同一面にするので、低背化した電子部品パッケージを得る
ことができるという効果がある。
【００１６】
図２は、本実施形態に係る電子部品パッケージの製造手順を説明するフローチャートで
ある。
先ず、ベース基板の原材料となるアルミナ粉やガラス粉などを練り上げてグリーンシー
トを作成し（Ｓ１）、ベース基板の形状に合わせて型抜きを行う（Ｓ２）。グリーンシー
トを二層（下層板１２、上層板１３）積層して、ベース基板を構成する場合は、それぞれ
の層に対応して、二種類の型抜きを行う。型抜きしたそれぞれの層のグリーンシートに、
外部電極、導電体、その他のパターンを、タングステン、または、モリブデンなどを用い
てメタライズ印刷する（Ｓ３）。
【００１７】
次に、上記の二種類のグリーンシートを重ね合せ、例えば、熱プレスなどを加えてグリ
ーンシートを積層した後（Ｓ４）、１０００℃程度の温度で焼成し、所望のベース基板母
材を作成する（Ｓ５）。次に、ステップＳ３においてメタライズ印刷した部分に、一回目
のＮｉメッキを施した後（Ｓ６）、ベース基板母材の上面の所定の位置にシールリングを
ロウ付けし、ベース基板母材の上面に凹所を形成する（Ｓ７）。更に、一回目のＮｉメッ
キを施した箇所に二回目のＮｉメッキを施し（Ｓ８）、その上にＡｕメッキを施してメッ
キ処理が完成する（Ｓ９）。
最後に、シールリングをロウ付けしたベース基板母材を個片に分割し、パッケージ本体
１は完成する（Ｓ１０）。
上記説明では、グリーンシートを二層用いて構成するパッケージ本体１について説明し
たが、グリーンシートを三層、あるいは四層用いて構成するパッケージ本体についても同
様の製造手順である。
【００１８】
次に、本実施形態に係る圧電デバイスについて説明する。
図３は、本実施形態の圧電振動子の概略図であり、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は
Ｑ−Ｑにおける断面図である。なお、図３（ａ）は蓋体２５を取り除いた平面図である。
圧電振動子３は、図１に示したパッケージ本体１と、蓋体２５と、圧電振動素子２０と
、を備えている。
圧電振動素子２０の一例をＡＴカット水晶振動素子を用いて説明する。
ＡＴカット水晶振動素子は、ＡＴカット水晶基板２１の両主面上のほぼ中央に励振電極
２２ａ、２２ｂを形成し、水晶基板の端部（支持部）に設けた端子電極２４ａ、２４ｂに
、励振電極２２ａ、２２ｂから引き出し電極２３ａ、２３ｂを延在して構成する。
ＡＴカット水晶振動素子の振動モードは厚み滑り振動であり、その共振周波数はＡＴカ
ット水晶基板の厚さに逆比例する。なお、共振周波数の微調整は励振電極を微調整して行
う。
【００１９】
パッケージ本体１の下層板１２上面の端寄りで、圧電振動素子２０を搭載（載置）した
ときに端子電極２４ａ、２４ｂが対応する位置に形成された２つの導電体１６ａ、１６ｂ
の上面に、装置を用いて導電性接着剤２５を適量塗布し、その上に圧電振動素子２０の端
子電極２４ａ、２４ｂを載置し、軽く押さえる。導電性接着剤２５を乾燥させた後、真空
中、又は乾燥窒素（Ｎ2）の雰囲気の中で、パッケージ本体１のシールリング１４に金属
製の蓋体２５を載せ、シーム溶接機にて気密封止して圧電振動子を構成する。なお、本実
施形態のパッケージ１を用いて圧電振動子５を構成すると、ホット外部端子１８はパッケ
ージの長手方向の一方の端に、接地外部端子１８は長手方向の他方の端に配置された圧電
振動子となる。また、気密封止は上記のシーム溶接に限定するものではなく、シールリン
グ１４の代わりに低融点のガラス材を塗布し、その上にガラス製、セラミックス製等の蓋
体を載置し、加熱炉内で溶融し、気密封止を行ってもよい。
上記のように本実施形態に係る圧電デバイス５は、ベース基板である平板状の絶縁基板
１１に貫通した導電体１６ａ、１６ｂの上部を、絶縁基板１１の上面とほぼ同一面にした
パッケージ本体１と、圧電振動素子２０と、導電性接着剤２５と、を用いて構成するので
、低背化した圧電デバイスを得ることができるという効果がある。
【００２０】
図４は、圧電振動素子に用いる圧電基板の断面図であり、同図（ａ）は一方の主面にの
み段差ｄ１を形成した圧電基板、同図（ｂ）は両主面に段差ｄ１、ｄ２を形成した圧電基
板である。いずれの場合も支持部２１ｂは、振動部２１ａより厚い形状とする。
このように段差部を設けた圧電基板を用いて圧電振動素子２０を構成し、図１に示した
本実施形態のパッケージ本体１の導電体１６ａに導電性接着剤２５を塗布し、この導電性
接着剤２５の上に圧電振動素子２０を載置して軽く押さえた場合に導電性接着剤２５が所
定の領域から外に拡がったとしても、段差ｄ１の隙間により、導電性接着剤２５が圧電基
板の振動部２１ａに付着することを避けるこができ、圧電振動素子の電気的特性を損なう
ことはない。
なお、上記の段差は平板状の圧電基板にフォトリソグラフィ技法とエッチング手法を用
いれば容易に形成することが可能である。
【００２１】
図４（ａ）に示した圧電基板２１を用いて圧電振動素子２０を構成する場合には、段差
のある面を下にし、支持部２１ｂに設けた端子電極２４ａ、２４ｂを導電性接着剤２５に
搭載するようにする。
また、同図（ｂ）の圧電基板２１を用いる場合、支持部２１ｂ両面の板厚が振動部のそ
れより厚く形成されており、導電性接着剤２５上に載置する際に、支持部の何れの面を搭
載しても、前記導電性接着剤が振動部に付着することがなく、圧電振動素子の電気的特性
を損なうことがないという効果がある。
また、圧電基板２１の支持部を振動部の板厚より厚く構成すると、支持部をパッケージ
本体１の導電体１６ａ、１６ｂに導電性接着剤２５を介して搭載する場合に、仮に導電性
接着剤２５が所定の範囲を越えて拡がる場合でも、前記導電性接着剤２５は振動部に付着
することがないので、圧電振動素子の電気的特性を損なうことがないという効果がある。
【００２２】
図５は、第２の実施形態に係る電子部品パッケージの構成を示す概略図であり、同図（
ａ）は平面図、同図（ｂ）はＱ−Ｑにおける断面図である。
電子部品パッケージは、絶縁材料からなる矩形箱状のパッケージ本体２と、図示しない
平板状の蓋体とで構成される。パッケージ本体２のベース基板１１’は、例えば図５（ｂ
）に示すように、それぞれセラミックス材料の矩形薄板からなる下層板１２ａと、中層板
１２ｂと、上層板１３とを積層して箱状の構造をしている。つまり、パッケージ本体２は
、平板状の下層板１２ａと、中層板１２ｂとを積層し、その積層板の上部にフレーム状の
上層板１３を積層して、内部空間（凹所）１９を有するベース基板１１’を形成し、上層
板１３の周縁部上にはシーム溶接用のシールリング１４をロウ付けして構成される。
パッケージ本体２は、矩形箱状の絶縁基板１１’と、この絶縁基板１１’の底部に形成
された外部電極１８と、絶縁基板１１’に圧電振動素子を搭載したときに前記圧電振動素
子の支持部と対応する位置に導電体１６ａ’、１６ｂ’が充填された２個の穴１５ａ’、
１５ｂ’と、外部電極１８に導通する下層板１２ａに形成した導電体１６ｃと、該導電体
１６ｃと中層板１２ｂに形成した導電体１６ｂ’とを導通するに導体膜１７と、を備えて
いる。
【００２３】
パッケージ本体２を構成する平板状の下層板１２ａの隅寄りに貫通穴１５ａを空け、該
貫通穴１５ａに導電体１６ａを充填すると共に、下層板１２ａの底部には複数の外部電極
１８を形成する。平板状の中層板１２ｂの端寄りで、図中長手方向に対して対称に２個の
貫通穴１５’ａ、１５ｂ’が空けられ、該貫通穴１５’ａ、１５ｂ’には導電体１６’ａ
、１６ｂ’を充填する。下層板１２ａ及び中層板１２ｂに空けられた貫通穴１５ａ、１５
’ａは、完全に連続した穴であり、これらの穴１５ａ、１５’ａに充填された導電体１６
ａ、１６’ａは導通している。つまり、導電体１６ａ、１６’ａは一体化して外部電極１
８の１つと導通している。
更に、下層板１２ａの図中右上隅であって穴１５ａと対角位置に形成した貫通穴１５ｃ
に充填した導電体１６ｃを充填し、該導電体１６ｃと導電体１６ｂ’と導通する導体膜１
７を、下層板１２ａの上面に形成する。且つ、導電体１６ｃは下層板１２ａの底面端部に
形成した外部電極１８の１つと導通している。なお、導電体１６’ａ、１６ｂ’の上端は
、中層板１２ｂの上面とほぼ同一平面上にある。
【００２４】
図５に示したパッケージ本体２の導電体１６’ａ、１６ｂ’に、図３に示したような圧
電振動素子２０の支持部２１ｂに形成した端子電極２４ａ、２４ｂを、導電性接着剤２５
を介して載置し、圧電振動素子２０を軽く押さえる。導電性接着剤２５を乾燥させた後、
真空又は、窒素（Ｎ2）雰囲気中でパッケージ本体２のシールリング１４に金属製の蓋体
２５を載置し、シーム溶接機を用いてシールリング１４と蓋体２５とを気密封止して、圧
電振動子を構成する。
図５に示した構造のパッケージ２を用いて圧電振動子を構成すると、ホット外部端子１
８はパッケージの一方の対角方向の端に、接地外部端子１８は他方の対角方向の端に配置
された圧電振動子が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態に係るパッケージの構造を示した概略図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【図２】本実施形態のパッケージの製造手順を説明するフローチャートである。
【図３】本実施形態のパッケージを用いて構成した圧電振動子の概略図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【図４】本実施形態の圧電振動素子に用いる圧電基板の断面図であり、同図（ａ）は一方の主面にのみ段差を形成した圧電基板の断面図、（ｂ）は両主面に段差を形成した圧電基板の断面図である。
【図５】第２の実施形態に係るパッケージの構造を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【図６】従来のパッケージ及び圧電振動子の構造を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１、２…パッケージ本体、５…圧電振動子、１１…絶縁基板、１２、１２ａ…下層板、
１２ｂ…中層板、１３…上層板、１４…シールリング、１５ａ、１５ｂ、１５ｂ’、１５
ｃ…穴、１６ａ、１６ｂ、１６ｂ’、１６ｃ…導電体、１７…導体膜、１８…外部電極、
１９…凹所、２０…圧電振動素子、２１…圧電基板、２２ａ、２２ｂ…励振電極、２３ａ
、２３ｂ…引き出し電極、２４ａ、２４ｂ…端子電極、２５…蓋体、Ｃキャスタレーショ
ン、ｄ１、ｄ２段差の深さ
【図１】
2010118810.tif 000003
【図２】
2010118810.tif 000004
【図３】
2010118810.tif 000005
【図４】
2010118810.tif 000006
【図５】
2010118810.tif 000007
【図６】
2010118810.tif 000008