(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板部と、前記基板部の第１の主面に設けられた圧電振動素子搭載パッドと、前記基板部の第２の主面に設けられた複数のＩＣ素子接続パッドと、前記基板部内に設けられたシールド層とを備えた圧電発振器用基板と、
前記圧電発振器用基板の前記圧電振動素子搭載パッドに搭載された圧電振動素子と、
前記圧電発振器用基板に搭載されており、前記複数のＩＣ素子接続パッドに電気的に接続されたＩＣ素子と、を備え、
前記シールド層が、前記複数のＩＣ素子接続パッドのうちＩＣ素子の出力端子に電気的に接続される出力パッドを覆っており、かつ前記複数のＩＣ素子接続パッドのうち前記圧電振動素子搭載パッドに電気的に接続された入力パッドを覆っておらず、
前記圧電振動素子から前記ＩＣ素子に入力される信号、または、前記ＩＣ素子から出力される信号が伝送されている内部配線を覆っていないことを特徴とする圧電発振器。
【請求項２】
前記ＩＣ素子が、複数のボンディングワイヤによって前記複数のＩＣ素子接続パッドに電気的に接続されており、
前記シールド層が、前記複数のボンディングワイヤのうち前記出力パッドに接続された出力ワイヤを覆っていることを特徴とする請求項１に記載の圧電発振器。
【請求項３】
前記シールド層が、プルダウン抵抗処理された前記ＩＣ素子のインターフェース端子と電気的に接続されていることを特徴とする請求項１記載の圧電発振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電発振器用基板およびこれを用いた圧電発振器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
圧電発振器は、例えば携帯通信機器における基準周波数発生源等として使用されている。圧電発振器は、基板部の第１の主面に搭載された圧電振動素子と、基板部の第２の主面に搭載されたＩＣ素子とを有している。ＩＣ素子は、基板部の第２の主面に設けられた複数のＩＣ素子接続パッドに電気的に接続されている。なお、圧電発振器の一例として、基板部内に設けられており圧電振動素子と複数のＩＣ素子接続パッドとの間に配置されたシールド層を有しているものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１５８９１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の従来の圧電発振器において、圧電振動素子から出力パッドにのるノイズ量を低減させるために複数のＩＣ素子接続パッドのうちＩＣ素子の出力端子に電気的に接続された出力パッドはシールド層によって覆っておく必要があるが、このようにシールド層を有する構造においては、シールド層の影響によって、圧電振動素子の周波数が変動してしまう可能性があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一つの態様の圧電発振器によれば、基板部と、基板部の第１の主面に設けられた圧電振動素子搭載パッドと、基板部の第２の主面に設けられた複数のＩＣ素子接続パッドと、基板部内に設けられたシールド層とを備えた圧電発振器用基板と、圧電発振器用基板の圧電振動素子搭載パッドに搭載された圧電振動素子と、圧電発振器用基板に搭載されており、複数のＩＣ素子接続パッドに電気的に接続されたＩＣ素子と、を備え、シールド層が、複数のＩＣ素子接続パッドのうちＩＣ素子の出力端子に電気的に接続される出力パッドを覆っており、かつ複数のＩＣ素子接続パッドのうち圧電振動素子搭載パッドに電気的に接続された入力パッドを覆っておらず、圧電振動素子からＩＣ素子に入力される信号、または、ＩＣ素子から出力される信号が伝送されている内部配線を覆っていないことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の一つの態様による圧電発振器は、上記構成の圧電発振器用基板を含んでいることによって、ＩＣ素子からの出力信号の変動を低減させつつ圧電振動素子の出力周波数の変動を低減させることによって、出力信号の特性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の第１の実施形態における圧電発振器を示す分解斜視図である。
【図２】（ａ）は図１に示された圧電発振器のＡ−Ａにおける縦断面図であり、（ｂ）は図１に示された圧電発振器における凹部樹脂材を取り除いた状態の透視下面図であり、（ｃ）は図１に示された基板部内に設けられたシールド層等を示す平面透視図である。
【図３】図１に示された圧電発振器の変形例を示す縦断面図である。
【図４】（ａ）は本発明の第２の実施形態における圧電発振器の縦断面図であり、（ｂ）は（ａ）に示された圧電発振器における凹部樹脂材を取り除いた状態の透視下面図であり、（ｃ）は（ａ）に示された基板部内に設けられたシールド層等を示す平面透視図である。
【図５】図４に示された圧電発振器の変形例を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明のいくつかの例示的な実施形態について図面を参照して説明する。
【０００９】
(第１の実施形態)
図１および図２（ａ）〜（ｃ）に示されているように、本発明の第１の実施形態における圧電発振器１００は、圧電発振器用基板１０と、圧電発振器用基板１０の第１の主面の凹部内側に設けられており導電性接着剤４０によって圧電発振器用基板１０に搭載された圧電振動素子２２と、圧電発振器用基板１０の第２の主面の凹部内側に設けられており固定部材５０によって圧電発振器用基板１０に搭載されたＩＣ素子３０とを含んでいる。また、圧電発振器用基板１０の第１の主面の凹部は、蓋部材２４によって塞がれており、圧電発振器用基板１０の第２の主面の凹部は、樹脂材６０によって満たされている。
【００１０】
圧電発振器用基板１０は、基板部１１と、基板部１１の第１の主面に設けられた第１枠部１２ａと、基板部１１の第２の主面に設けられた第２枠部１２ｂと、基板部１１の第１の主面において第１枠部１２ａの内側の領域に設けられた複数の圧電振動素子搭載パッド１３とを含んでいる。
【００１１】
基板部１１は、例えばアルミナ等のセラミック材料を複数枚重ねて形成されており、基板部１１内にシールド層１５と内部配線１８が設けられている。
【００１２】
第１枠部１２ａは、基板部１１と同様にアルミナ等のセラミック材料からなり、基板部１１の第１の主面に設けられており、基板部１１とともに凹部を形成している。
【００１３】
第２枠部１２ｂは、基板部１１と同様にアルミナ等のセラミック材料からなり、基板部１１の第２の主面に設けられており、基板部１１とともに凹部を形成している。
【００１４】
圧電振動素子搭載パッド１３は、例えば導電効率の良い導電用材料よりなり、基板部１１の内部配線１８と電気的に接続されている。また、圧電振動素子搭載パッド１３は、表面上に金めっきされている。
【００１５】
シールド層１５は、基板部１１の内部配線１８と同様の材料よりなり、例えば基板部１１はＧＮＤ端子１７と電気的に接続されている。また、シールド層１５は、複数のＩＣ素子接続パッド１６のうちＩＣ素子の出力端子に電気的に接続される出力パッド１６ａを覆っており、かつ複数のＩＣ素子接続パッド１６のうち圧電振動素子搭載パッド１３に電気的に接続された入力パッド１６ｃを覆っていない。図１および図２に示された例において、シールド層１５は、複数のＩＣ素子接続パッド１６のうち出力パッド１６ａだけを覆っているように配置されている。なお、複数のＩＣ素子接続パッド１６のうちいくつかのパッドに関しては、１６ａおよび１６ｃ等のように符号１６の後にアルファベットを付して示している。
【００１６】
ＩＣ素子接続パッド１６は、例えば導電効率の良い導電用材料よりなり、金属系の導電性接合剤を介してＩＣ素子３０に電気的に接続されている。
【００１７】
圧電振動素子２２は、例えば平板状の圧電基板２１と、圧電基板２１の上面および下面に設けられた励振電極２３ａおよび２３ｂとを備えている。
【００１８】
蓋部材２４は、例えば金属材料よりなり、四角形の板形状を有している。
【００１９】
ＩＣ素子３０は、圧電振動素子２２より得られる周波数を制御することにより安定した周波数を出力する発信回路を形成している１チップ型ＩＣである。また、ＩＣ素子３０は、アレイ状に並んだバンプ１６ｂが形成されており、例えば金バンプの場合は、導電性接着剤４０を介してＩＣ素子接続パッド１６に電気的に接続される。また、例えば半田バンプの場合は、半田を介してＩＣ素子接続パッド１６に電気的に接続される。
【００２０】
本実施形態における圧電発振器用基板１０は、基板部１１に設けられたシールド層１５を備えており、シールド層１５によって複数のＩＣ素子接続パッド１６のうち出力パッド１６ａを覆っており、かつ入力パッド１６ｃを覆っていないことによって、圧電振動素子２２から出力パッド１６ａにノイズが入り込むことが低減されており、シールド層１５と入力パッド１６ｃの間に付加される容量が低減されている。したがって、本実施形態における圧電発振器用基板１０は、出力パッド１６ａにノイズが入り込むことが低減されており、かつ圧電振動素子２２の振動特性に関しても向上されている。
【００２１】
本実施形態における圧電発振器１００は、上述の圧電発振器用基板１０と、圧電発振器用基板１０の圧電振動素子搭載パッド１３に搭載された圧電振動素子２２と、圧電発振器用基板１０に搭載されておりＩＣ素子接続パッド１６に電気的に接続されたＩＣ素子３０とを含んでいることによって、ＩＣ素子３０からの出力信号の変動を低減させつつ圧電振動素子２２の出力周波数の変動を低減させることによって、圧電発振器１００の出力信号の特性を向上させることができる。
【００２２】
また、本実施形態における基板部１１のシールド層１５の構造であれば、図３に示されているように、基板部１１に圧電振動子２０が接合されている構造であってもよい。このような構造であっても、シールド層１５と入力パッド１６ｃの間に付加される容量が低減されているとともに、圧電振動素子２２から出力パッド１６ａにのるノイズ量を低減させることができる。
【００２３】
(第２の実施形態)
本発明の第２の実施形態における圧電発振器２００について図４（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。本実施形態における圧電発振器２００において、第１の実施形態における圧電発振器１００と異なる構成は、シールド層２１５が圧電発振器用基板２１０の内部配線１８を覆っていない構成とＩＣ素子搭載パッド１６とＩＣ素子３０との接続方法である。その他の構成については、第１の実施形態における圧電発振器１００と同様である。
【００２４】
本実施形態におけるＩＣ素子接続パッド１６は、例えば導電効率の良い導電用材料よりなり、ワイヤを介してＩＣ素子３０に電気的に接続されている。
【００２５】
本実施形態における圧電発振器用基板２１０は、基板部１１に設けられたシールド層２１５を備えており、シールド層２１５が圧電発振器用基板２１０の内部配線１８を覆っていないことによって、シールド層２１５と内部配線１８との間に付加される容量が低減されることとなる。したがって、また、シールド層２１５と内部配線１８との間の容量が低減されることにより、圧電発振器用基板２１０が持っている浮遊容量が減少するため圧電振動素子２２の振動特性に関して向上されている。なお、内部配線１８は、例えば、圧電振動素子２２からＩＣ素子３０に入力される信号、または、ＩＣ素子３０から出力される信号が伝送されるものである。
【００２６】
なお、本実施形態の圧電発振器用基板２１０においては、シールド層２１５が、複数のＩＣ素子接続用パッド１６のうち入力パッド１６ｃ以外の全てを覆っていることによって、出力パッド１６ａにノイズが入り込むことが低減されている。したがって、本実施形態の圧電発振器用基板２１０においては、複数のＩＣ素子接続用パッド１６に対するノイズが低減されている。
【００２７】
また、図４（ａ）〜（ｃ）に示された例では、シールド層２１５によって複数のＩＣ素子接続パッド１６のうち出力パッド１６ａのみならず出力ワイヤ１６ｂも覆っている。このような場合、シールド層２１５は、外部から影響を比較的受けやすい出力ワイヤ１６ｂを覆っているので、さらに圧電振動素子２２から出力パッド１６ａにノイズが入り込むことが低減されている。
【００２８】
本実施形態における圧電発振器２００は、上述の圧電発振器用基板２１０と、圧電発振器用基板２１０の圧電振動素子搭載パッド１３に搭載された圧電振動素子２２と、圧電発振器用基板２１０に搭載されており複数のＩＣ素子接続パッド１６に電気的に接続されたＩＣ素子３０とを含んでいることによって、ＩＣ素子３０からの出力信号の変動を低減させつつ圧電振動素子２２の出力周波数の変動を低減させることができる。よって、圧電発振器２００の出力信号の特性を向上させることができる。
【００２９】
また、本実施形態における基板部１１のシールド層２１５の構造であれば、図５に示されているように、基板部１１に圧電振動子２０が接合されている構造であってもよい。このような構造であっても、ＩＣ素子３０からの出力信号の変動を低減させつつ圧電振動素子２２の出力周波数の変動を低減させることができる。よって、圧電発振器２００の出力信号の特性を向上させることができる。
【００３０】
(変形例)
以下、本発明の第１の実施形態および本発明の第２の実施形態におけるシールド層１５およびシールド層２１５の変形例として説明する。
【００３１】
本発明の第１の実施形態および本発明の第２の実施形態におけるシールド層１５およびシールド層２１５は、それぞれ基板部１１の内部配線１８を介してＧＮＤ端子１７と電気的に接続されているが、ＧＮＤ端子１７に接続されているのではなくプルダウン抵抗処理されたＩＣ素子３０のインターフェース端子に接続されていてもよい。プルダウン抵抗処理されたＩＣ素子３０のインターフェース端子は、信号の入出力がない場合にローレベルの電圧になるためＧＮＤ端子１７と電気的に接続された状態と同等となる。つまり、ＩＣ素子３０のインターフェース端子は、圧電発振器１００および圧電発振器２００を製造する時にＩＣ素子３０にデータを書き込むために使われるものであり、圧電発振器１００および圧電発振器２００の製造後は、ＩＣ素子３０にデータを書き込むことがないため通常プルダウン抵抗処理されている。したがって、本発明の第１の実施形態および本発明の第２の実施形態における変形例のシールド層１５およびシールド層２１５は、シールド層１５およびシールド層２１５からＧＮＤ端子１７までの内部配線が必要でなくなるとともに、圧電発振器用基板１０および圧電発振器用基板２１０の積層数を減らすことができる。そのため、本発明の第１の実施形態および本発明の第２の実施形態における圧電発振器１００および圧電発振器２００は、発振感度を低減させることなく周波数特性に関して向上されているとともに圧電発振器１００および圧電発振器２００の低背化が実現できる。  
【符号の説明】
【００３２】
１００，２００  圧電発振器  
１０，２１０    圧電発振器用基板  
１１    基板部  
１２ａ    第１枠部  
１２ｂ    第２枠部  
１３    圧電振動素子搭載パッド  
１４    固定ランド  
１５，２１５    シールド層  
１６    ＩＣ素子接続パッド  
１６ａ    出力パッド  
１６ｂ    出力ワイヤまたは出力バンプ  
１６ｃ    入力パッド  
１７    ＧＮＤ端子  
１８    内部配線  
２０    圧電振動子  
２１    圧電基板  
２２    圧電振動素子  
２３ａ，２３ｂ    励振電極  
２４    蓋部材  
３０    ＩＣ素子  
４０    導電性接着剤  
５０    固定部材  
６０    樹脂材  
【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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