(57)【要約】【課題】  本発明は、発振用増幅器を内蔵した発振回路構成の表面実装型圧電発振器に対する電気的特性を高める。【解決手段】  収納部と外装部を有する矩形状セラミック積層基板により構成されたベースと発振用増幅器を内蔵する集積回路素子と一対の励振電極が形成された圧電振動素３とを有しており、ベース１の底面の４角には、電源用外部端子ＧＴ１と出力用外部端子ＧＴ２を含む実装用外部端子が構成され、ベースの長辺方向の側面中央には、前記集積回路素子の発振用増幅器の入力側と出力側に接続される一対の測定外部端子ＧＴ５，ＧＴ６が構成され、前記出力側の測定用外部端子ＧＴ６を前記電源用外部端子と出力用外部端子とが配置される側のベースの長辺１６に配置した。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面実装型圧電発振器であって、
発振用増幅器を内蔵した集積回路素子と、
前記集積回路素子と接続される一対の励振電極が形成された圧電振動素子と、
矩形状のセラミック基板が積層されて収納部と外装部とが構成され、収納部に形成された複数の配線パターンと、外装部に形成され前記配線パターンの一部と接続された外部端子とを有する絶縁性のベースとがあり、
前記ベースの外装部の底面の４角には外部端子が形成され、
前記ベースの外装部の底面の一方の長辺には、電源用外部端子と出力用外部端子とが対向して形成されており、
前記ベースの外装部の底面の他方の長辺には、接地用外部端子と他の外部端子とが対向して形成されており、
前記ベースの配線パターンには、
前記集積回路素子の発振用増幅器の入力側と前記圧電振動素子の他方の励振電極と第１測定用外部端子とを接続する入力側配線パターンと、
前記集積回路素子の発振用増幅器の出力側と前記圧電振動素子の一方の励振電極と第２測定用外部端子とを接続する出力側配線パターンと、
前記集積回路素子と前記電源用外部端子とを接続する電源用配線パターンと、
前記集積回路素子と前記出力用外部端子とを接続される出力用配線パターンと、
前記集積回路素子と前記接地用外部端子とを接続される接地用配線パターンとを少なくとも有しており、
前記ベースの外装部の底面の一方の長辺に近接して前記第２測定用外部端子を形成するとともに、
前記ベースの外装部の底面の他方の長辺に近接して前記第１測定用外部端子を形成したことを特徴とする表面実装型圧電発振器。
【請求項２】
特許請求項１記載の表面実装型圧電発振器であって、
前記ベースの外装部の底面には、４角と長辺に６つの外部端子が形成され、
前記長辺の一対の外部端子が、集積回路素子のデータ調整用の調整用外部端子として構成されるとともに、前記ベースの外装部の底面の長辺から離隔した状態で形成されており、
前記ベースの外装部の底面の一方の長辺に隣接する側面に前記第２測定用外部端子が前記一方の長辺から離隔した状態で形成されており、
前記ベースの外装部の底面の他方の長辺に隣接する側面に前記第１測定用外部端子が前記他方の長辺から離隔した状態で形成されており、
前記調整外部端子に接合材を用いて回路基板のグランド用配線パターンへ接合することを特徴とする表面実装型圧電発振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁性のベース上に圧電振動素子と集積回路素子が実装された表面実装型圧電発振器に関するものであって、特に表面実装型圧電発振器のパッケージ構造を改善するものである。
【背景技術】
【０００２】
水晶振動板等の圧電振動素子を用いた圧電発振器は、安定して精度の高い発振周波数を得ることができるため、電子機器等の基準周波数源として多種の分野で使用されている。表面実装型圧電発振器では、絶縁性のベースとしてセラミック多層基板を用い、当該ベースの収納部に発振回路等の集積回路素子を配置するとともに、当該集積回路素子の上方に水晶振動板を支持固定し、蓋により気密封止を行ったものである。このような構成はＣ−ＭＯＳ等のインバータ増幅器（発振用増幅器）を内蔵したワンチップの集積回路素子のカスタム化により比較的部品点数が少なく、シンプルな構成であり、低コスト化に寄与している。
【０００３】
例えばＣ−ＭＯＳインバータの発振回路構成としては、図１に示すように、Ｃ−ＭＯＳインバータの入力側（ゲート側Ｇ）と出力側（ドレイン側Ｄ）にそれぞれ容量素子（分割コンデンサＣ１，Ｃ２）が直列で接続されており、このＣ−ＭＯＳインバータと前記容量素子との間に、圧電振動素子と帰還抵抗Ｒとが並列で接続されている。なお、この発振回路では圧電振動素子の単体での電気的特性を計測するための測定用外部端子Ｘ１，Ｘ２についてのみ開示しているが、他の外部端子については図示していない。
【０００４】
このような圧電発振器においてはパッケージを気密封止した後、圧電振動素子単独の特性については外部から測定するために、特許文献１に示すように、セラミックベースに圧電振動素子の入出電極を直接パッケージ外部に導出する構成が考えられている。つまり圧電振動素子単体の入出電極と接続されるようにセラミックベースにメタライズ配線パターンを形成し、当該メタライズ配線パターンをセラミックベースの側端部の一部に形成されたキャスタレーション部分に引き出すことで測定外部端子を構成している。このように構成された圧電発振器の測定外部端子と圧電振動素子特性測定装置のコンタクトプローブとを接触した状態で計測することで、他の回路部品が介在しない発振回路全体としての特性ではなく、圧電振動素子の特性を測定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２１４７９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、表面実装型圧電発振器の小型化に伴い、周辺回路の不要な外部ノイズを外部端子から拾いやすくなるため、外部端子から集積回路素子のパッドに至る配線ラインを通してこの不要な外部ノイズが圧電発振器としての電気的な特性に悪影響を与えることがある。
【０００７】
特に、表面実装型圧電発振器に収納された集積回路素子の電源パッドと接続される電源ライン（電源用外部端子から電源用配線パターン等）と表面実装型圧電発振器に収納された集積回路素子の出力パッドと接続される出力ライン（出力用外部端子から出力配線パターン等）では外部ノイズの影響を受けやすい。
【０００８】
さらに、前記出力ラインを流れる交流や高周波信号は、不要な輻射ノイズが発生しているため、この不要な輻射ノイズが圧電発振器としての電気的な特性に悪影響を与える。
【０００９】
また、Ｃ−ＭＯＳなどのインバータ増幅器（発振用増幅器）を内蔵した発振回路構成では、インバータ増幅器（発振用増幅器）の入力側（ゲート側Ｇ）とその出力側（ドレイン側Ｄ）とで発振回路特性に与える影響度は大きく異なっている。特に、インバータ増幅器（発振用増幅器）の入力側（ゲート側Ｇ）から不要なノイズを拾うと、そのノイズも増幅され、圧電発振器としての電気的な特性に与える影響度も大きくなる。
【００１０】
このような問題点に対して、上述のような表面実装型圧電発振器のパッケージ構造では、発振用増幅器を内蔵した発振回路構成に対するノイズの悪影響をできるだけ軽減させるような考慮がなされていないのが一般的である。特に小型化された表面実装型圧電発振器のパッケージ構造ではその悪影響が大きくなり、それを改善することが求められている。
【００１１】
そこで、上記課題を解決するために、本発明は、発振用増幅器を内蔵した発振回路構成の表面実装型圧電発振器に対して、小型化に対応させながら、ノイズの悪影響を受けにくい電気的特性の優れたより信頼性の高い表面実装型圧電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】
【００１２】
上記の目的を達成するために、本発明の特許請求項１に示すように、発振用増幅器を内蔵した集積回路素子と、
前記集積回路素子と接続される一対の励振電極が形成された圧電振動素子と、
矩形状のセラミック基板が積層されて収納部と外装部とが構成され、収納部に形成された複数の配線パターンと、外装部に形成され前記配線パターンの一部と接続された外部端子とを有する絶縁性のベースとがあり、
前記ベースの外装部の底面の４角には外部端子が形成され、
前記ベースの外装部の底面の一方の長辺には、電源用外部端子と出力用外部端子とが対向して形成されており、
前記ベースの外装部の底面の他方の長辺には、接地用外部端子と他の外部端子とが対向して形成されており、
前記ベースの配線パターンには、
前記集積回路素子の発振用増幅器の入力側と前記圧電振動素子の他方の励振電極と第１測定用外部端子とを接続する入力側配線パターンと、
前記集積回路素子の発振用増幅器の出力側と前記圧電振動素子の一方の励振電極と第２測定用外部端子とを接続する出力側配線パターンと、
前記集積回路素子と前記電源用外部端子とを接続する電源用配線パターンと、
前記集積回路素子と前記出力用外部端子とを接続される出力用配線パターンと、
前記集積回路素子と前記接地用外部端子とを接続される接地用配線パターンとを少なくとも有しており、
前記ベースの外装部の底面の一方の長辺に近接して前記第２測定用外部端子を形成するとともに、
前記ベースの外装部の底面の他方の長辺に近接して前記第１測定用外部端子を形成したことを特徴とする。
【００１３】
上記構成により、不要ノイズが増幅され、圧電発振器としての電気的な特性に悪影響を与えやすい発振用増幅器の入力側（ゲート側Ｇ）に接続された入力側配線パターンと第１測定用外部端子とを、外部からのノイズの影響の高い電源ライン（電源用外部端子から電源用配線パターン等）と出力ライン（出力用外部端子から出力用配線パターン等）から遠い位置に配置することができる。このため、不要ノイズによる悪影響を極力抑えることが可能となり、出力ラインを流れる交流や高周波信号による不要な輻射ノイズの悪影響も軽減できる。
【００１４】
特に、表面実装型圧電発振器が小型化されると、外部端子や配線パターン等の形成位置がますます制限される中で、前記出力ラインや電源ラインと入力側配線パターンや第１測定用外部端子との距離も短くなり、その悪影響もより一層受けやすくなるが、本発明では表面実装型圧電発振器の小型化を妨げることなく、不要ノイズの悪影響を抑えることができる。
【００１５】
また、本発明の特許請求項２に示すように、上述の構成に加え、
前記ベースの外装部の底面には、４角と長辺に６つの外部端子が形成され、
前記長辺の一対の外部端子が、集積回路素子のデータ調整用の調整用外部端子として構成されるとともに、前記ベースの外装部の底面の長辺から離隔した状態で形成されており、
前記ベースの外装部の底面の一方の長辺に隣接する側面に前記第２測定用外部端子が前記一方の長辺から離隔した状態で形成されており、
前記ベースの外装部の底面の他方の長辺に隣接する側面に前記第１測定用外部端子が前記他方の長辺から離隔した状態で形成されており、
前記調整外部端子に接合材を用いて回路基板のグランド用配線パターンへ接合されてもよい。
【００１６】
上記構成により、上述の作用効果に加えて、表面実装型圧電発振器の製造段階でのみ利用し、製品として使用する場合はユーザー側で不要である前記調整外部端子は、回路基板のグランド用配線パターンに接合材を用いて接続しているので、この調整外部端子に対して不要な電圧が加わることがなくなるため、集積回路素子のデータが書き換わることがなくなる。そして、製品化された表面実装型圧電発振器としてユーザー側で必要な実装外部端子だけでなく、前記調整外部端子を回路基板へ搭載する際の接合補強用の外部端子として利用できる。つまり、製造時にはデータの入出力が可能な状態で不安定な調整外部端子であっても、当該調整外部端子を回路基板へ搭載する際にはデータを書き換えられない安定した接合補強用の外部端子として再利用できる。別途接合補強用の外部端子を設ける必要もなく、かつそれぞれ機能する各外部端子の役割を変更することもなく、規格に応じた外部端子の配置的な制限にも対応することができる。以上により、小型化に対応させながら、はんだクラックの対応も行えるより信頼性の高い外部端子の接続構造が得られる。
【００１７】
また、前記ベースの外装部の底面の調整用外部端子と、前記ベースの外装部の長辺方向の側面中央の測定用外部端子とは、前記ベースの外装部の底面の長辺から離隔した状態で形成されているため、表面実装型圧電発振器の小型化に対応させながら、各機能を有するお互いの外部端子間で干渉することがなくなり、発振器を製造する際や製品化された後にも悪影響を与えることがない。加えて、各機能を有するお互いの外部端子の配置的な制限にも対応することができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように、本発明は、発振用増幅器を内蔵した発振回路構成の表面実装型圧電発振器に対して、小型化に対応させながら、ノイズの悪影響を受けにくい電気的特性の優れたより信頼性の高い表面実装型圧電発振器を提供することを目的とする。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明に適用される発振回路を示した図。
【図２】図２は、本発明の第１の実施形態を示す表面実装型圧電発振器の回路基板への搭載状態を示す模式的な断面図である。
【図３】図３は、本発明の第１の実施形態を示す表面実装型圧電発振器の底面図である。
【図４】図４は、本発明の第１の実施形態を示す表面実装型圧電発振器の蓋を封止する前の平面図である。
【図５】図５は、本発明の第１の実施形態を示す表面実装型圧電発振器のベース単体の平面図である。
【図６】図６は、本発明の第２の実施形態を示す表面実装型圧電発振器の回路基板への搭載状態を示す模式的な断面図である。
【図７】図７は、本発明の第２の実施形態を示す表面実装型圧電発振器の底面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明による好ましい実施形態につきセラミック多層基板のベースを用いた表面実装型水晶発振器（表面実装型圧電発振器）を例にとり図面とともに説明する。
【実施例１】
【００２１】
図２乃至図５は本発明の第１の実施形態を示すものである。
【００２２】
表面実装型水晶発振器６は、上部が開口した凹部を有する絶縁性のセラミック多層基板からなるベース１（以下、ベースと称する）と、当該ベースの中に収納される集積回路素子２と、同じく当該ベース中の上部に収納される圧電振動素子３と、ベースの開口部に接合される蓋４とからなる。この表面実装型水晶発振器では、ベース１と蓋４とが封止材５を用いて接合されて気密封止され、表面実装型水晶発振器６が構成されている。以下、この表面実装型水晶発振器６の各構成について説明する。
【００２３】
セラミック多層基板のベース１は全体として直方体で、最下層であるアルミナ等のセラミック材料からなる平面視矩形状の一枚板の底部１１と、この底部１１上に積層した中間層のセラミック材料の平面視枠形状の堤部１２と、最上層のセラミック材料の平面視枠形状の堤部１３とから構成され、収納部１０を有する断面凹形の箱状体（外装部１４）に形成されている。収納部１０は第１の収納部１０ａ（下部収納部）と第２の収納部１０ｂ（上部収納部）からなり、それぞれ集積回路素子２と圧電振動素子３が収納される。なお、セラミック多層基板として本形態のように３層構造のベースに限定されるものではなく、ベースの収納部の構造に応じて４層以上で構成してもよい。
【００２４】
前記セラミック多層基板のベース１の最上層である堤部１３の上面（端面）は平坦であり、後述する蓋４との接合領域（金属膜）１３ａである。この接合領域１３ａは、タングステンあるいはモリブデン等のメタライズ材料からなるメタライズ層と、このメタライズ層に積層されたニッケル層と、このニッケル層に積層された金層とから構成される。タングステンあるいはモリブデンは厚膜印刷技術を活用してメタライズ技術によりセラミック焼成時に一体的に形成され、メタライズ層上にニッケル層、金層の順でメッキ形成される。
【００２５】
ベース１の外周壁の４角には上下方向に伸長するキャスタレーションＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４がそれぞれ形成され、ベース１の外周壁の一方（ベースの外装部底面の長辺１５側）の長辺中央の一部には上下方向に伸長する半長円状のキャスタレーションＣ５が形成され、ベース１の外周壁の他方（ベースの外装部底面の長辺１６側）の長辺中央の一部には上下方向に伸長する半長円状のキャスタレーションＣ６が形成されている。当該キャスタレーションはベースの外周壁に対して円弧状あるいは半長円状の切り欠きが上下方向に形成された構成である。なお、前記接合領域１３ａはベースの堤部１２，１３を上下に貫通接続する図示しない導電ビアやキャスタレーション上部に形成された図示しない配線パターンのいずれか少なくとも一方により、ベース底面側に形成された外部端子パッドＧＴ２の一部に電気的に導出されている。当該外部端子パッドＧＴ２をアース接続することにより、後述する金属製の蓋が接合領域１３ａ、導電ビアやキャスタレーション上部の配線パターンなどを介して接地され、表面実装型水晶発振器の電磁気的なシールド効果を得ることができる。
【００２６】
ベース１の内部において、下方面には前記堤部（側壁部）１２により構成され、集積回路素子２を収納する第１の収納部１０ａが形成され、当該第１の収納部の底面から上部に突き出し、後述する圧電振動素子の端部を保持する保持台１０ｃと、前記第１の収納部を介して前記保持台と対向位置する枕部１０ｄが形成されている。また前記第１の収納部１０ａの上方には前記堤部（側壁部）１３により構成された第２の収納部１０ｂが形成されている。
【００２７】
前記セラミック多層基板のベース１の最下層である底部１１の上面（前記第１の収納部１０ａの内底面）には、図５に示すように、後述する集積回路素子２と接続される複数の配線パターンＨ１１〜Ｈ１６が並んで形成されている。
【００２８】
前記セラミック多層基板のベース１の最下層である底部１１の下面（ベースの外装部の底面）には、図３に示すように、４角に外部端子としての実装用外部端子ＧＴ１，ＧＴ２，ＧＴ３，ＧＴ４として構成される。実装用外部端子ＧＴ１，ＧＴ２，ＧＴ３，ＧＴ４は、それぞれ４角のキャスタレーションＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４を介してベース１の最下層である底部１１の側面（底面層のセラミック基板の側面）にも引き回し電極ＧＴ１１，ＧＴ２１，ＧＴ３１，ＧＴ４１が形成されている。
【００２９】
例えば、本形態では、実装用外部端子ＧＴ１は電源用外部端子（ＶＣＣ）、実装用外部端子ＧＴ２は出力用外部端子（ＯＵＴ）、実装用外部端子ＧＴ３は接地用外部端子（ＧＮＤ）、実装用外部端子ＧＴ４は他の外部端子であり、出力制御用外部端子（ＯＥ）や周波数制御用外部端子（ＶＣＯＮＴ）、ＮＣ外部端子などいずれかとして構成した。
【００３０】
特に、ベース１の底部１１の下面（ベースの外装部の底面）の一方の長辺１６には、電源用外部端子（ＶＣＣ）としての実装用外部端子ＧＴ１と出力用外部端子（ＯＵＴ）としての実装用外部端子ＧＴ２とが対向して形成されている。また、ベース１の底部１１の下面（ベースの外装部の底面）の他方の長辺１５には、接地用外部端子（ＧＮＤ）としての実装用外部端子ＧＴ３と他の外部端子としての実装用外部端子ＧＴ４とが対向して形成されている。
【００３１】
実装用外部端子ＧＴ１，ＧＴ２，ＧＴ３，ＧＴ４は、引き回し電極ＧＴ１１，ＧＴ２１，ＧＴ３１，ＧＴ４１を介して、配線パターンＨ１１，Ｈ１２，Ｈ１３，Ｈ１４に電気的に導出されている。
【００３２】
前記セラミック多層基板のベース１の中間層である堤部１２の上面（前記第２の収納部１０ｂの底面）には、後述する圧電振動素子３を搭載する保持台１０ｃが形成されており、その上面には後述する圧電振動素子３と接続される第２の入力側の配線パターンＨ２５と第２の出力側の配線パターンＨ２６とが形成されている。前記保持台１０ｃは堤部１２の一部が収納部１０の方に突出することで構成されている。この第２の入力側の配線パターンＨ２５は、下部に貫通接続する導電ビアＶ３を介して、第１の入力側の配線パターンＨ１５に電気的に導出されている。第２の出力側の配線パターンＨ２６は、下部に貫通接続する導電ビアＶ４を介して、第１の出力側の配線パターンＨ１６に電気的に導出されている。
【００３３】
セラミック多層基板のベース１の中間層である堤部１２の一対の長辺中央には、キャスタレーションＣ５，Ｃ６の一部がそれぞれ形成されている。堤部１２の長辺中央のキャスタレーションＣ５の上部には、第２の入力側の配線パターンＨ２５と接続され、後述する圧電振動素子３の他方の励振電極３２と直接接続された圧電振動素子の特性測定用の第１測定用外部端子ＧＴ５が構成される。堤部１２の長辺中央のキャスタレーションＣ６の上部には、第２の出力側の配線パターンＨ２６と接続され、後述する圧電振動素子３の一方の励振電極３１と直接接続された圧電振動素子の特性測定用の第２測定用外部端子ＧＴ６が構成される。つまり、第１測定用外部端子ＧＴ５と第２測定用外部端子ＧＴ６は、中間層である堤部１２の上面にのみ形成されているので、底部１１の下面（ベースの外装部の底面）の長辺１５，１６と、最上層である堤部１３の接合領域（金属膜）１３ａとから離隔した状態で形成されている。なお、前記第１測定用外部端子ＧＴ５と第２測定用外部端子ＧＴ６に対して、圧電振動素子特性装置のコンタクトプローブを接触することで後述する圧電振動素子３単独の特性を測定することができる。
【００３４】
以上のような構成のベース１は周知のセラミック積層技術やメタライズ技術を用いて形成される。実装用外部端子ＧＴ１，ＧＴ２，ＧＴ３，ＧＴ４、引き回し電極ＧＴ１１，ＧＴ２１，ＧＴ３１，ＧＴ４１、測定用外部端子ＧＴ５，ＧＴ６、配線パターンＨ１１，Ｈ１２，Ｈ１３，Ｈ１４，Ｈ１５，Ｈ１６，Ｈ２５，Ｈ２６は、接合領域１３ａの形成と同様にタングステンあるいはモリブデン等によるメタライズ層の上面にニッケルメッキ層、金メッキ層の各層が形成された構成である。
【００３５】
第１の収納部１０ａの内底面に搭載される集積回路素子２は、Ｃ−ＭＯＳなどのインバータ増幅器（発振用増幅器）を内蔵したワンチップの集積回路素子であり、図１に示すように、圧電振動素子３とともに発振回路を構成する。集積回路素子２の底面側には複数のパッドＰが形成されている。当該集積回路素子２は、例えば金などの金属バンプＣを介して、集積回路素子２の複数のパッドＰとベース１に形成された配線パターンＨ１１〜Ｈ１６とを例えばＦＣＢにより接続される。なお、本形態では、金属バンプにより接合した構成を例にしているが、金属ワイヤバンプを用いてもよい。
【００３６】
この時、集積回路素子２の電源に相当するパッドＰを実装用外部端子ＧＴ１（電源用外部端子）と接続される電源用の配線パターンＨ１１に接続する。集積回路素子２の出力に相当するパッドＰを実装用外部端子ＧＴ２（出力用外部端子）と接続される出力用の配線パターンＨ１２に接続する。集積回路素子２の接地部に相当するパッドＰを実装用外部端子ＧＴ３（接地用外部端子）と接続される接地用の配線パターンＨ１３に接続する。集積回路素子２の他のパッドＰを実装用外部端子ＧＴ４（他の外部端子）と接続される他の配線パターンＨ１４に接続する。また、図１における集積回路素子２の発振用増幅器の出力側に相当し、後述する圧電振動素子３の一方の励振電極３１に接続されるパッドＰを第２測定用外部端子ＧＴ６と接続される第１の出力側の配線パターンＨ１６に接続する。図１における集積回路素子２の発振用増幅器の入力側に相当し、後述する圧電振動素子３の他方の励振電極３２に接続されるパッドＰを第１測定用外部端子ＧＴ５と接続される第１の入力側の配線パターンＨ１５に接続する。
【００３７】
集積回路素子２の上方で、収納部１０の同一空間である第２の収納部１０ｂには所定の間隔を持って圧電振動素子３が搭載される。圧電振動素子３は例えば矩形状のＡＴカット水晶振動板であり、その表面に一方の矩形状の励振電極３１とこの引出電極が形成され、その裏面に他方の矩形状の励振電極３２とこの引出電極が形成されており、これら一対の励振電極３１，３２が表裏面で対向して形成されている。これらの電極は、例えば、クロムまたはニッケルの下地電極層と、銀または金の中間電極層と、クロムまたはニッケルの上部電極層とから構成された積層薄膜、クロムやニッケルの下地電極層と、銀または金の上部電極層とから構成された積層薄膜である。これら各電極は真空蒸着法やスパッタリング法等の薄膜形成手段により形成することができる。
【００３８】
圧電振動素子３とベース１との接合は、例えばペースト状であり銀フィラー等の金属微小片を含有するシリコーン系の導電樹脂接着剤（導電性接合材）Ｓを用いている。図２に示すように、導電性樹脂接着剤Ｓは、配線パターンＨ２５，Ｈ２６のうちの一部の上面に塗布されるとともに、導電性樹脂接着剤Ｓを圧電振動素子３と保持台１０ｃの間に介在させ硬化させることで、お互いを電気的機械的に接合している。以上により、圧電振動素子３の一端部をベース１の第１の収納部１０ａの底面から隙間を設けながら、圧電振動素子３の対向する他端部をベースの保持台１０ｃに接合して、片持ち保持される。なお、本形態では、シリコーン系の導電樹脂接着剤により接合した構成を例にしているが、この導電性接合材として他の導電性樹脂接着剤や金属バンプ、金属メッキバンプなどを用いてもよい。
【００３９】
この時、圧電振動素子３の一方の励振電極３１に接続される引出電極を、図１における集積回路素子２の発振用増幅器の出力側に相当し、第２測定用外部端子ＧＴ６と接続される第２の出力側の配線パターンＨ２６に接続する。圧電振動素子３の他方の励振電極３２に接続される引出電極を、図１における集積回路素子２の発振用増幅器の入力側に相当し、第１測定用外部端子ＧＴ５と接続される第２の入力側の配線パターンＨ２５に接続する。
【００４０】
ベース１を気密封止する蓋４は、例えば、コバール等からなるコア材に金属ろう材（封止材）が形成された構成である。この金属ろう材からなる封止材５がベース１の接合領域（金属膜）１３ａと接合される構成となる。金属製の蓋４の平面視外形はセラミックベースの当該外形とほぼ同じであるか、若干小さい構成となっている。
【００４１】
収納部１０に集積回路素子２と圧電振動素子３が格納されたベース１の接合領域１３ａに対して金属製の蓋４にて被覆し、金属製の蓋４の封止材５とベースの接合領域１３ａを溶融硬化させ、気密封止を行うことで表面実装型水晶発振器６の完成となる。
【００４２】
このように構成された表面実装型水晶発振器６は、図２に示すように、回路基板７の配線パターン７１に対してはんだなどの接合材８を用いて接合される。つまり、実装用外部端子ＧＴ１，ＧＴ２，ＧＴ３，ＧＴ４（図１ではＧＴ１，ＧＴ２のみ図示）に接合材８を用いて回路基板７の配線パターン７１へ接合する。
【００４３】
上記第１の実施形態により、不要ノイズが増幅され、圧電発振器としての電気的な特性に悪影響を与えやすい発振用増幅器の入力側（ゲート側Ｇ）に接続された入力側配線パターン（第１の入力側の配線パターンＨ１５と第２の入力側の配線パターンＨ２５）と第１測定用外部端子ＧＴ５とを、外部からのノイズの影響の高い電源ライン（集積回路素子２の電源に相当するパッドＰから電源用の配線パターンＨ１１を経由した電源用の実装用外部端子ＧＴ１等）と出力ライン（集積回路素子２の出力に相当するパッドＰから出力用の配線パターンＨ１２を経由した出力用の実装用外部端子ＧＴ２等）から遠い位置に配置することができる。このため、不要ノイズによる悪影響を極力抑えることが可能となり、前記出力ラインを流れる交流や高周波信号による不要な輻射ノイズの悪影響も軽減できる。
【００４４】
特に、表面実装型圧電発振器が小型化されると、外部端子や配線パターン等の形成位置がますます制限される中で、前記出力ラインや前記電源ラインと前記入力側配線パターンや第１測定用外部端子ＧＴ５との距離も短くなり、その悪影響もより一層受けやすくなるが、本発明では表面実装型圧電発振器の小型化を妨げることなく、不要ノイズの悪影響を抑えることができる。
【実施例２】
【００４５】
図６、図７は本発明の第２の実施形態を示すものである。上記第１の実施形態と同様の部分については同番号を付すとともに、相違点を中心に説明する。
【００４６】
前記セラミック多層基板のベース１の最下層である底部１１の下面（ベースの外装部の底面）には、４角と長辺中央に６つの外部端子ＧＴが形成されている。具体的には図７に示すように、前記４角の外部端子が実装用外部端子ＧＴ１，ＧＴ２，ＧＴ３，ＧＴ４として構成される。前記長辺中央の一対の外部端子が後述する集積回路素子２のデータ調整用の調整外部端子ＧＴ７，ＧＴ８として構成される。
【００４７】
実装用外部端子ＧＴ１，ＧＴ２，ＧＴ３，ＧＴ４は、それぞれ４角のキャスタレーションＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４を介してベース１の最下層である底部１１の側面（底面層のセラミック基板の側面）にも引き回し電極ＧＴ１１，ＧＴ２１，ＧＴ３１，ＧＴ４１が形成されている。
【００４８】
例えば、本形態では、実装用外部端子ＧＴ１は電源用外部端子（ＶＣＣ）、実装用外部端子ＧＴ２は出力用外部端子（ＯＵＴ）、実装用外部端子ＧＴ３は接地用外部端子（ＧＮＤ）、実装用外部端子ＧＴ４は他の外部端子であり、出力制御用外部端子（ＯＥ）や周波数制御用外部端子（ＶＣＯＮＴ）、ＮＣ外部端子などいずれかとして構成した。また、調整用外部端子ＧＴ７は、データ入出力用外部端子（ＩＯ）、調整用外部端子ＧＴ８は、データ制御端子（ＣＳ）として構成した。
【００４９】
調整用外部端子ＧＴ７，ＧＴ８は、底部１１の下面（ベースの外装部の底面）の長辺１５，１６から底部１１の中心方向へ離隔した状態で形成されている。なお、実装用外部端子ＧＴ１，ＧＴ２，ＧＴ３，ＧＴ４は、引き回し電極ＧＴ１１，ＧＴ２１，ＧＴ３１，ＧＴ４１を介して、配線パターンＨ１１，Ｈ１２，Ｈ１３，Ｈ１４に電気的に導出されている。調整用外部端子ＧＴ７，ＧＴ８は、上部に貫通接続する導電ビアＶ１，Ｖ２を介して、それぞれ図示しない他の配線パターンに電気的に導出されている。
【００５０】
セラミック多層基板のベース１の中間層である堤部１２の一対の長辺中央には、キャスタレーションＣ５，Ｃ６の一部がそれぞれ形成されている。堤部１２の長辺中央のキャスタレーションＣ５の上部には、第２の入力側の配線パターンＨ２５と接続され、後述する圧電振動素子３の他方の励振電極３２と直接接続された圧電振動素子の特性測定用の第１測定用外部端子ＧＴ５が構成される。堤部１２の長辺中央のキャスタレーションＣ６の上部には、第２の出力側の配線パターンＨ２６と接続され、後述する圧電振動素子３の一方の励振電極３１と直接接続された圧電振動素子の特性測定用の第２測定用外部端子ＧＴ６が構成される。つまり、第１測定用外部端子ＧＴ５と第２測定用外部端子ＧＴ６は、中間層である堤部１２の上面にのみ形成されているので、底部１１の下面（ベースの外装部の底面）の長辺１５，１６と、最上層である堤部１３の接合領域（金属膜）１３ａとから離隔した状態で形成されている。なお、前記第１測定用外部端子ＧＴ５と第２測定用外部端子ＧＴ６に対して、圧電振動素子特性装置のコンタクトプローブを接触することで後述する圧電振動素子３単独の特性を測定することができる。
【００５１】
以上のような構成のベース１は周知のセラミック積層技術やメタライズ技術を用いて形成され、調整用外部端子ＧＴ７，ＧＴ８も、他の外部端子や配線パターン等と同様にタングステンあるいはモリブデン等によるメタライズ層の上面にニッケルメッキ層、金メッキ層の各層が形成された構成である。
【００５２】
なお、第２の実施形態において、集積回路素子２の複数のパッドＰと実装用外部端子ＧＴ１乃至ＧＴ４との各配線パターンを介した接続構成、第１測定用外部端子ＧＴ５と第２測定用外部端子ＧＴ６との各配線パターンを介した接続構成、ベースの収納部１０への集積回路素子２と圧電振動素子３との格納構成、ベース１と蓋４の気密封止の構成等については、上記第１の実施形態と同様である。
【００５３】
このように構成された表面実装型水晶発振器６は、図６に示すように、回路基板７の配線パターン７１に対してはんだなどの接合材８を用いて接合される。つまり、実装用外部端子ＧＴ１，ＧＴ２，ＧＴ３，ＧＴ４（図６ではＧＴ１，ＧＴ２のみ図示）に接合材８を用いて回路基板７の配線パターン７１へ接合する。調整用外部端子ＧＴ７，ＧＴ８に（図６ではＧＴ８のみ図示）も接合材８を用いて回路基板７のグランド用配線パターン７２へ接合する。
【００５４】
上記第２の実施形態では、上記第１の実施形態の作用効果に加えて、製品化された表面実装型水晶発振器６としてユーザー側で必要な実装用外部端子ＧＴ１，ＧＴ２，ＧＴ３，ＧＴ４だけでなく、表面実装型水晶発振器の製造段階でのみ利用し、製品化にはユーザー側で不要である調整外部端子ＧＴ７，ＧＴ８を回路基板７へ搭載する際の接合補強用の外部端子として利用できる。しかも、調整外部端子ＧＴ７，ＧＴ８は、回路基板７のグランド用配線パターン７２に接合材８を用いて接続しているので、調整外部端子ＧＴ７，ＧＴ８に対して不要な電圧が加わることがなくなるので集積回路素子２のデータが書き換わることがなくなる。
【００５５】
本形態では、調整用外部端子ＧＴ７はデータ入出力端子（ＩＯ）、調整用外部端子ＧＴ８はデータ制御端子（ＣＳ）として構成されているので、データ制御端子（ＣＳ）に特定の電圧を加えることで、データ入出力端子（ＩＯ）に対して特定の調整データを入力できるように構成されている。そこで、少なくとも前記データ制御端子（ＣＳ）に対して外部から特定の電圧が加わらないように、回路基板７のグランド用配線パターン７２に接合することで、データ入出力端子（ＩＯ）に不要な調整データが入力されることが一切なくなる。
【００５６】
つまり、小型化された表面実装型水晶発振器であっても、製品化後に必要な実装用外部端子ＧＴ１，ＧＴ２，ＧＴ３，ＧＴ４だけでなく、製造時にはデータの入出力が可能な状態で不安定な調整外部端子ＧＴ７，ＧＴ８であっても、調整外部端子ＧＴ７，ＧＴ８を回路基板へ搭載する際にはデータを書き換えられない安定した接合補強用の外部端子として再利用することができるようになる。実装外部端子や調整外部端子以外に別途接合補強用の外部端子を設ける必要がない。また、それぞれ機能する各実装用外部端子や調整外部端子の役割を変更することもなく、規格に応じた外部端子の配置的な制限にも対応することができる。以上により、小型化に対応させながら、はんだクラックの対応も行え、より信頼性の高い外部端子の接続構造が得られる。また、調整外部端子ＧＴ７，ＧＴ８を、底部１１の下面（ベースの外装部の底面）の長辺１５，１６の中央の位置にそれぞれ形成している。このため、回路基板７の反り等の影響に対しても、実装外部端子ＧＴ１，ＧＴ２，ＧＴ３，ＧＴ４、および調整外部端子ＧＴ７，ＧＴ８と回路基板の配線パターンとを接合する接合材８に生じる応力もより均等に分散させることができる。結果として、より強固なはんだクラック対応が実現できる。
【００５７】
また、調整外部端子ＧＴ７，ＧＴ８と、測定外部端子ＧＴ５，ＧＴ６とは、ベースの外装部の底面の長辺から離隔した状態で形成されているため、表面実装型水晶発振器の小型化に対応させながら、各機能を有するお互いの外部端子間（実装用外部端子と調整外部端子、調整外部端子と測定外部端子、測定外部端子と実装用外部端子、実装用外部端子と調整外部端子と測定外部端子）で干渉することがなくなり、発振器を製造する際や製品化された後にも悪影響を与えることがない。加えて、各機能を有するお互いの外部端子の配置的な制限にも対応することができる。
【００５８】
また、引き回し電極ＧＴ１１，ＧＴ２１，ＧＴ３１，ＧＴ４１にも接合材８が這い上がり、回路基板７へ搭載する際の接合補強と接合材８の塗布状態を認識するための部分として利用できる。測定外部端子ＧＴ５，ＧＴ６は、調整外部端子ＧＴ７，ＧＴ８や接合領域１３ａとの絶縁が確保できるので、お互いに短絡することがない。
【００５９】
なお、上記した本実施例では、圧電振動素子としてＡＴカット水晶振動板を用いているが、これに限定されるものでなく、音叉型水晶振動片であってもよい。また、圧電振動素子として水晶を材料としているが、これに限定されるものではなく、圧電セラミックスやＬｉＮｂＯ3等の圧電単結晶材料を用いてもよい。すなわち、任意の圧電振動素子が適用可能である。また、圧電振動素子を片持ち保持するものを例にしているが、圧電振動素子の両端を保持する構成であってもよい。また導電性接合材として、シリコーン系の導電樹脂接着剤を例にしているが、他の導電性樹脂接着剤でもよく、金属バンプや金属メッキバンプのバンプ材、ろう材等を用いてもよい。
【００６０】
また、本実施例では、圧電振動素子３と集積回路素子２とを用いているが、これに限定されるものではなく、圧電振動素子３の個数は任意に設定可能であり、さらに集積回路素子２に加えて他の回路部品を搭載してもよい。すなわち、用途にあわせてベースに搭載する部材を設定変更することができる。また、集積回路素子とベースとの電気的接続は、フリップチップボンディング工法に限らず、ワイヤボンディング工法などを採用してもよい。発振用増幅器としてＣ−ＭＯＳのインバータ増幅器を内蔵したワンチップの集積回路素子を用いた発振回路構成を例にしているが、他の発振用増幅器を含む発振回路構成でもよい。
【００６１】
また、本実施例では、金属ろう材による封止を例にしたが、これに限定されるものではなく、シーム封止、ビーム封止（例えば、レーザビーム、電子ビーム）やガラス封止等でも適用することができる。
【００６２】
また、本実施例では、表面実装型圧電発振器として上部のみが開口した凹部を有するベース１の内底面に集積回路素子２を収納し、その上部に圧電振動素子３を収納した積層型配置のもののみを開示しているが、上部と下部が開口した凹部を有するベースの下部凹部の内底面に集積回路素子２を収納し、上部凹部の内底面に圧電振動素子３を収納したＨ型配置のものなどに適用してもよい。
【００６３】
本発明は、その思想または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上述の実施例はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明は、表面実装型圧電振動発振器に適用できる。
【符号の説明】
【００６５】
１  ベース
２  集積回路素子
３  圧電振動素子
４  蓋
５  封止材
６  表面実装型水晶発振器
７  回路基板
８  接合材
Ｓ  導電樹脂接着剤（導電性接合材）
Ｃ  金属バンプ
Ｖ  導電ビア
【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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