(57)【要約】【課題】  封止孔を実装部の近くに配設したとしても、余剰なハンダ等の影響を受け難い圧電デバイスのパッケージ構造、及び圧電デバイスを提供する。【解決手段】  上記課題を解決するための圧電デバイスは、パッケージベース１２の底面に集積回路１６を、前記集積回路１６の上方に圧電振動片１８を、それぞれ実装し、前記パッケージベース１２の内側面と外側面とを繋ぐ貫通孔２４を設けた圧電デバイス１０であって、前記貫通孔２４は、前記パッケージベース１２の外側面に設けられた開口部と、前記パッケージベース１２の内側面に設けられた開口部との間に、屈曲部を備える構成としたことを特徴とする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パッケージベースの内側面と外側面とを繋ぐ貫通孔を備えるパッケージであって、
前記貫通孔は、パッケージベースの外側面に設けられた開口部と、パッケージベースの内側面に設けられた開口部との間に、屈曲部を備える構成としたことを特徴とする圧電デバイスのパッケージ構造。
【請求項２】
パッケージベースの内側面と外側面とを繋ぐ貫通孔を備えるパッケージであって、
前記貫通孔は、パッケージベースの外側面に開口部を設けた縦孔と、パッケージベースの内側面に開口部を設けた縦孔とを、横孔によって接続した構造であることを特徴とする圧電デバイスのパッケージ構造。
【請求項３】
前記パッケージベースの外側面に設けられた開口部には、段部が形成され、前記段部には金属被覆が施されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の圧電デバイスのパッケージ構造。
【請求項４】
パッケージベースの底面に集積回路を、前記集積回路の上方に圧電振動片を、それぞれ実装し、前記パッケージベースの内側面と外側面とを繋ぐ貫通孔を設けた圧電デバイスであって、
前記貫通孔は、前記パッケージベースの外側面に設けられた開口部と、前記パッケージベースの内側面に設けられた開口部との間に、屈曲部を備える構成としたことを特徴とする圧電デバイス。
【請求項５】
パッケージベースの底面に集積回路を、前記集積回路の上方に圧電振動片を、それぞれ実装し、前記パッケージベースの内側面と外側面とを繋ぐ貫通孔を設けた圧電デバイスであって、
前記貫通孔は、パッケージの外側面に開口部を設けた縦孔と、パッケージベースの内側面に開口部を設けた縦孔とを横孔によって接続した構造であることを特徴とする圧電デバイス。
【請求項６】
前記パッケージベースの内側面に設けられた開口部は、前記集積回路の実装面よりも上方に設けられることを特徴とする請求項５に記載の圧電デバイス。
【請求項７】
前記パッケージベースの外側面に設けられた開口部には、段部が形成され、前記段部には金属被覆が施されることを特徴とする請求項４乃至請求項６のいずれかに記載の圧電デバイス。
【請求項８】
請求項４乃至請求項７のいずれかに記載の圧電デバイスを搭載したことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電デバイスのパッケージ構造、圧電デバイス、及び前記圧電デバイスを搭載した電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電デバイスは、従来より様々な電子機器に使用されている。特に近年では、モバイルコンピュータ、ＩＣカード等の小型情報機器や、携帯電話等の通信機器の分野で、装置の小型化・高性能化が著しい。このため、圧電デバイスに関しても小型化・薄型化・高性能化が要求されており、圧電振動片と集積回路（ＩＣ：Integrated Circuit）とを同一パッケージ内に封止した圧電デバイス等の開発が進んでいる。
【０００３】
上記のように圧電振動片とＩＣとを同一パッケージ内に実装する場合、これらを同一平面上に並べたのでは、それらを実装するパッケージの平面積が増加し、圧電デバイスとして大型化されてしまい、世情に反することとなる。このため、圧電振動片とＩＣとを高さ方向へ立体的に配置することで、パッケージの平面積を減縮した圧電デバイスが提案された。なおこの場合、外部からの周波数調整等を容易にするために、通常は、ＩＣをパッケージベースの底面へ実装し、その上方へ圧電振動片を実装するようにしている。また、パッケージを真空封止する場合などには、パッケージベースに貫通孔（封止孔）を設け、２段封止することで、製品の品質を向上させることができることが知られている。
【０００４】
しかし、上述のように圧電振動片とＩＣとを配置した場合、パッケージの底面にはＩＣが実装されることとなるため、パッケージ底面の中央部には前記封止孔を設けることができない。そこで、特許文献１に開示されているように、封止孔をパッケージの端に設けることが提案されている。
【特許文献１】特開２００２−１１８４２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に示されるような構成であれば、ＩＣをパッケージ底面に実装したとしても、ＩＣの実装に影響を与えることなく封止孔を設けることができると考えられる。しかし、小型化・高性能化の傾向にある圧電デバイスにおいて、圧電振動片の小型化や、ＩＣの大型化等があった場合には、パッケージベースの底面に貫通孔を設けるための十分なスペースを取れなくなってしまうと考えられる。こうした場合、必須条件である圧電振動片の実装部側に貫通孔を設けるようにすれば良いと考えることができる。しかしながら、貫通孔を電子部品等の実装部付近に設けた場合には、実装用のハンダ等が貫通孔に流れ込んでしまい、パッケージ内外の金属端子を無用に接続してしまい、ショート等のトラブルを引き起こす虞がある。
【０００６】
そこで本発明では、封止孔を実装部の近くに配設したとしても、余剰なハンダ等の影響を受け難い圧電デバイスのパッケージ構造、圧電デバイス及び当該圧電デバイスを搭載した電子機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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係る圧電デバイスのパッケージ構造は、パッケージベースの内側面と外側面とを繋ぐ貫通孔を備えるパッケージであって、前記貫通孔は、パッケージベースの外側面に設けられた開口部と、パッケージベースの内側面に設けられた開口部との間に、屈曲部を備える構成としたことを特徴とした。このような構成とすることにより、余剰なハンダ等が直接パッケージ外部へ漏れ出たり、パッケージ内部へ入り込んだりする虞が無い。
【０００８】
また、本発明に係る圧電デバイスのパッケージ構造としては、パッケージベースの内側面と外側面とを繋ぐ貫通孔を備えるパッケージであって、前記貫通孔は、パッケージベースの外側面に開口部を設けた縦孔と、パッケージベースの内側面に開口部を設けた縦孔とを、横孔によって接続した構造であることを特徴とするものであっても良い。このような構成であっても、上述した圧電デバイスのパッケージ構造と同様な効果を奏することができる。
【０００９】
また、上記のような圧電デバイスのパッケージ構造において、前記パッケージベースの外側面に設けられた開口部には、段部が形成され、前記段部には金属被覆が施すようにすると良い。通常貫通孔（封止孔）は金属の封止材（例えば金−ゲルマニウムから成るボール）により封止される。前記構成とすることにより、孔の段部の濡れ性が向上し、封止が良好に成され、信頼性が増す。
【００１０】
また、上記目的を達成するために、本発明に係る圧電デバイスは、パッケージベースの底面に集積回路を、前記集積回路の上方に圧電振動片を、それぞれ実装し、前記パッケージベースの内側面と外側面とを繋ぐ貫通孔を設けた圧電デバイスであって、前記貫通孔は、前記パッケージベースの外側面に設けられた開口部と、前記パッケージベースの内側面に設けられた開口部との間に、屈曲部を備える構成としたことを特徴とした。このような構成とすることにより、実装時に余剰となったハンダ等が貫通孔である封止孔からパッケージ外部へ漏れ出たり、外部からパッケージ内部へ入り込んだりする虞が無い。このため、金属端子同士が無用に接続されてしまい、ショートを引き起こすといった虞もない。
【００１１】
また、本発明に係る圧電デバイスは、パッケージベースの底面に集積回路を、前記集積回路の上方に圧電振動片を、それぞれ実装し、前記パッケージベースの内側面と外側面とを繋ぐ貫通孔を設けた圧電デバイスであって、前記貫通孔は、パッケージの外側面に開口部を設けた縦孔と、パッケージベースの内側面に開口部を設けた縦孔とを横孔によって接続した構造であることを特徴とするものでも良い。このような構成であっても、上述した圧電デバイスと同様な効果を得ることができる。
【００１２】
また、上記構成の圧電デバイスにおいて、前記パッケージベースの内側面に設けられた開口部は、前記集積回路の実装面よりも上方に設けられるようにすると良い。このような構成とすることにより、集積回路を実装する際の余剰ハンダ等の漏れ出しを有効に防ぐことができる。
【００１３】
また、前記パッケージベースの外側面に設けられた開口部には、段部が形成され、前記段部には金属被覆が施される構成とすると良い。このような構成とすることにより、孔の段部の濡れ性が向上し、封止が良好に成され、信頼性が増す。
また、上記構成の圧電デバイスを実装することにより、上記目的を達成する電子機器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明の圧電デバイスのパッケージ構造、圧電デバイス、及び電子機器に係る実施の形態を説明する。なお、以下に示す実施の形態は、本発明に係る一部の実施形態であって、本発明は以下の実施形態のみ限定されるものでは無い。
【００１５】
まず、図１を参照して本発明の圧電デバイス１０のパッケージ構造、及び圧電デバイスに係る第１の実施形態について説明する。
本実施形態の圧電デバイス１０は、パッケージ１１と、前記パッケージ１１の内部に実装した圧電振動片１８と集積回路（ＩＣ）１６とを基本的な構成とする。そして、前記パッケージ１１の底部には、パッケージの内側面と外側面とを繋ぐ貫通孔（封止孔）２４が設けられ、前記圧電振動片１８と前記ＩＣ１６とは高さ方向へ立体的に配置されている。
【００１６】
詳細に説明すると、前記パッケージ１１は図１（Ａ）に示すように、複数の基板１２ａ〜１２ｅを積層させて（本実施形態では５層）構成するパッケージベース１２と、前記パッケージベース１２の上部開口を封止するリッド１４と、前記パッケージベース１２を前記リッド１４で封止するための封止材２０とから成る。
【００１７】
前記基板１２ａ〜１２ｅは、例えばセラミックス等の絶縁素材によって構成すると良い。また、前記リッド１４としては、金属製のものや、ガラス等の透光性素材のものを採用することが一般的である。また、封止材（シールリング）２０としては、リッド１４の種類によって低融点金属や低融点ガラス等が用いられる。
【００１８】
また、上記のような構成要素を持つパッケージ１１のパッケージベース１２において前記封止孔２４は、図１（Ａ）から読み取れるように、パッケージベースの外側面に設けられた開口部と、パッケージベースの内側面に設けられた開口部との間に屈曲部を有する構成としている。さらに、前記パッケージベース１２の外側面に設けられた開口部には、第１層基板１２ａに設けられた開口部（大径孔）２４ａと第２層基板１２ｂに設けられた開口（小径孔）２４ｂによって構成される段部が形成されている（図２参照）。これにより、図示するような封止材２６ａとしての金属ボール（金−ゲルマニウムからなる合金等）２６を封止孔２４に載置することが容易になると共に、溶融させた封止材２６ａが当該段部に広がることで、封止の信頼性が向上する。なお、前記段部には、図２に示すような金属被覆２８を施すようにすると良い。このような構成により、段部周壁及び底部の濡れ性が増し、前記溶融した封止材２６ａの馴染みが良くなる。
【００１９】
パッケージ１２の内部に実装されるＩＣ１６と、圧電振動片１８とには、図１（Ａ）に示すように、ＩＣ１６をパッケージベース１２の底面（第２層基板１２ｂの上面）に実装し、圧電振動片１８を前記ＩＣ１６よりも上方、つまり上層の基板（本実施形態では第４層基板１２ｄ）の上面へ実装する立体的配置構成が採られている。
【００２０】
上記のような構成から成るパッケージベース１２の構造を上面から示した図が図１（Ｂ）である。この図及び図１（Ａ）から判るように、封止孔２４は屈曲部を有するため、パッケージベース上面からは直接封止孔２４の開口部を確認することができない。このため、圧電振動片１８を実装するための導電性ペースト２２や他の電極に用いられるハンダ等が封止孔２４の近郊に流れ出したとしても、パッケージベース１２の外部へ直接流れ出る虞が無い。
【００２１】
図１（Ｃ）は、パッケージベース１２を構成する第１層基板１２ａから第４層基板１２ｄまでの概略形状を示す図である。なお、第５層基板１２ｅの形状は、単純な枠型形状とすれば良いため省略した。  図１（Ｃ）に示すように第１層基板１２ａに設けた開口部２４ａは、第２層基板１２ｂに設けた開口部１２ｂよりも大きいため、パッケージベース１２の外側面に設けられる開口部は、上述したような段部を有することとなる。また、第３層基板１２ｃには、前記ＩＣ１６を実装するためのキャビティを構成する開口部２５（２５ａ）の他に、切欠き部２４ｃが形成されている。そして第４層基板１２ｄには前記ＩＣ１６を実装するためのキャビティを構成する開口部２５（２５ｂ）のみが形成されている。ここで、前記第３層基板１２ｃに形成した切欠き部２４ｃは、積層状態において、前記第２層基板１２ｂに設けた開口部と重なり、縦孔に連通する横孔の体を成す。このため、完成したパッケージベース１２における封止孔２４は、屈曲部を有することとなるのである。なお、各基板１２ａ〜１２ｃに設けられ、前記封止孔２４を構成するための開口部２４ａ，２４ｂや切欠き部２４ｃには、図２に示すように、積層ズレを考慮したクリアランスＡを設けるようにすると良い。こうすることにより、積層ズレにより封止孔２４が閉塞されてしまう虞が無くなる。
【００２２】
上記のような構成の封止孔を持つ圧電デバイス及びパッケージによれば、電子部品の実装部の近傍に開口部を設けた場合であっても、実装に用いるハンダ等がパッケージの外部、又は内部へ、直接漏れ出る虞がない。このため、製品の信頼性が増すと共に、歩留りが向上する。
【００２３】
次に、図３を参照して本発明の圧電デバイスのパッケージ構造及び圧電デバイスに係る第２の実施形態について説明する。なお、本実施形態に係る圧電デバイス、及び圧電デバイスのパッケージの構成は、その殆どが上述した第１の実施形態の圧電デバイス１０、及びパッケージ１１と同様である。このため、機能を同一とする箇所には同一符号に１００を足した数を付して詳細な説明は省略する。
【００２４】
本実施形態の圧電デバイス１１０及びそのパッケージ１１１は、ＩＣ１１６を実装する実装部と、封止孔１２４の内側面側開口部との間に隔壁を設ける構成とした。このような構成とすることにより、前記封止孔１２４は、パッケージベース１１２の外側面に開口部を設ける縦孔と、パッケージベース１１２の内側面に開口部を設ける縦孔とを、横孔によって接続するという構造となる。このような構造によれば、ＩＣ１６を実装する際に用いられる接着剤（例えば銀ペースト）が多かった場合などでも、前記実装部の近傍に設けられた封止孔１２４へ、余剰接着剤が流入するといった虞が無くなり、外部金属端子等との無用な接続が成されることも無くなる。
【００２５】
本実施形態の応用形態は種々に亙る。単純には、図３（Ｂ）に示すような形態を示すことができる。この形態は、第１の実施形態で説明したパッケージベース１２のキャビティに、ＩＣ１６と封止孔１２４とを隔離するための隔壁を設けた構造である。なお、前記隔壁は、別途基板等によって形成するものであっても良いが、基本的には第３層基板１２ｃや、第４層基板１２ｄの形状を変更することによって形成するようにすれば良い。
【００２６】
また、図３（Ｃ）に示す形態は、第４層基板１１２ｄに、第２層基板１１２ｂに設けた開口部１２４ｂと同程度の大きさの開口部１２４ｄを形成し（キャビティを構成するための開口部１２５とは別に）、第３層基板１１２ｃに設けていた切欠き部を長孔１２４ｃとしている。このような形態では、基板積層時において、前記長孔が前記第４層基板１１２ｄの開口部１２４ｄと前記第２層基板１１２ｂの開口部１２４ｂとを接続する横孔の体を成すこととなる。
【００２７】
また、図３（Ｄ）に示す形態は、図３（Ｃ）に示す形態において、第１層基板１１２ａと第２層基板１１２ｂとに設ける開口部１２４ａ，１２４ｂの位置を、パッケージベース１１２の長手方向の中心線（不図示）からずらしたものとなる。
【００２８】
上記のような種々の構成の圧電デバイス１１０では、パッケージベース１１２におけるＩＣ１１６の実装面よりも上方、つまり高い位置の層に積層した基板に、封止孔１２４の内側面側開口部が設けられることとなる。このため、上述したように、ＩＣ１１６側からの余剰接着剤等が封止孔１２４へ流入する虞が無い。
【００２９】
上記第１、第２の実施形態に示したような貫通孔（封止孔）を備えるパッケージを有する圧電デバイスでは、図４に示す構造において、圧電振動片２１８がより小型化された場合や（図４では圧電振動片２１８が小型化された形態ではないため。）、大型のＩＣ２１６が実装される場合等であっても、２段封止を行うための封止孔２２４を備えることができ、かつ電子部品の実装時に生じる余剰ハンダ等が前記封止孔を介して漏れ出してしまう虞もない。なお、図４に付した符号は、第１の実施形態と対応する箇所にそれぞれ２００を足したものである。
【００３０】
上記実施形態では、パッケージベースを５層の基板から成る旨示した。しかしながら、圧電デバイスの低背化を望む場合には、図５（Ａ），（Ｂ）に示すような、４層の基板から成るものであっても良い。このような構成とする場合には、第２層基板３１２ｂ，４１２ｂの上面や、第３層基板３１２ｄ，４１２ｄの下面等に面方向の切欠き部を設け、少なくともパッケージベースの内側面に開口部を形成し、外部へ貫通する封止孔３２４，４２４を構成すると良い。なお、図５（Ｂ）には、第２層基板４１２ｂの厚さを調整することで、ＩＣ４１６を実装するための凹陥部と横孔とを形成し、ＩＣ４１６の実装部と封止孔４２４の開口部との間に隔壁を形成した。なお、図５（Ａ）に付した符号は、第１の実施形態と対応する箇所にそれぞれ３００を足したものであり、図５（Ｂ）に付した符号は、第１の実施形態と対応する箇所にそれぞれ４００を足したものである。
【００３１】
また、実施形態では基板を積層することでパッケージベースを構成する旨記載したが、この他の製造方法であっても、実施形態に示した貫通孔の構造を実現可能であれば、本発明の圧電デバイス又は圧電デバイスのパッケージ構造に含まれるものとする。
【００３２】
また、実施形態中に示した圧電振動片は、ＡＴカット圧電振動片、音叉型圧電振動片、ＳＡＷ振動片、及びジャイロ型振動片等様々なものを含むものとする。すなわち、圧電振動片の両端が支持される場合であっても、上記構成の封止孔を、採用することができる。
【００３３】
次に、上述した各圧電デバイスを搭載する電子機器の一実施形態として携帯電話装置の構成について図６を参照して説明する。
携帯電話装置５００では、送信者からの音声信号は、マイクロフォン５０２によって電気信号に変換され、デモジュレータ・コーデック等を備える信号切替部５０６で変調等され、送信部５０８にて周波数変換等され、アンテナ５１２を介して基地局（不図示）に送信される。
【００３４】
これに対し、基地局から送信された信号は、アンテナ５１２を介して受信し、受信部５１４にて周波数変換され、信号切替部５０６にて音声信号に変換されて、スピーカ５０４から出力される。
【００３５】
このような信号制御が成される携帯電話装置５００の動作は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５１６によって全体が制御されている。ＣＰＵ５１６は、液晶画面やキーボード等の入出力部５１８や、制御プログラムや電話帳等を記録するメモリ５２０をはじめ、信号の送受信を制御する切替スイッチ５１０の動作も制御している。
上記のような基本構成を有する期待電話装置において、上述した圧電デバイスは特に、ＣＰＵ５１６に接続され、ＣＰＵ５１６の基本クロック等の役割を果たす。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の圧電デバイス及びそのパッケージ構造の第１の実施形態を示すブロック図である。
【図２】図１に示す実施形態の封止孔を拡大した部分拡大図である。
【図３】本発明の圧電デバイス及びそのパッケージ構造の第２の実施形態を示すブロック図である。
【図４】本発明の圧電デバイス及びそのパッケージ構造の応用形態を示すブロック図である。
【図５】低背化を狙った応用形態を示すブロック図である。
【図６】本発明の圧電デバイスを搭載する電子機器の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０………圧電デバイス、１１………パッケージ、１２………パッケージベース、１２ａ〜１２ｅ………基板（積層基板（第１層基板〜第５層基板））、１４………リッド、１６………集積回路（ＩＣ）、１８………圧電振動片、２０………封止材（シールリング）、２２………導電性ペースト、２４………貫通孔（封止孔）、２６ａ………封止材。
【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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【図６】
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