(57)【要約】【課題】温度情報の差異を低減し、発振周波数が変動することを防ぐ圧電デバイスを提供することを課題とする。【解決手段】基板部と、この基板部の一方の主面に設けられる第１の枠部と、基板部の他方の主面に設けられる第２の枠部とからなる素子搭載部材と、基板部と第１の枠部とで形成される第１の凹部空間内に露出した基板部の主面に設けられた圧電振動素子搭載パッドに搭載されている圧電振動素子と、基板部と第２の枠部とで形成される第２の凹部空間内に露出した基板部の主面に設けられたサーミスタ素子搭載パッドに搭載されているサーミスタ素子と、第１の凹部空間を気密封止する蓋体と、を備えていることを特徴とするものである。【選択図】図２
2011211340.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板部と、この基板部の一方の主面に設けられる第１の枠部と、前記基板部の他方の主面に設けられる第２の枠部とからなる素子搭載部材と、
前記基板部と前記第１の枠部とで形成される第１の凹部空間内に露出した前記基板部の主面に設けられた圧電振動素子搭載パッドに搭載されている圧電振動素子と、
前記基板部と前記第２の枠部とで形成される第２の凹部空間内に露出した前記基板部の主面に設けられたサーミスタ素子搭載パッドに搭載されているサーミスタ素子と、
前記第１の凹部空間を気密封止する蓋体と、を備えていることを特徴とする圧電デバイス。
【請求項２】
基板部と、この基板部の一方の主面に設けられる第１の枠部と、前記基板部の他方の主面に設けられる第２の枠部とからなる素子搭載部材と、
前記基板部と前記第１の枠部とで形成される第１の凹部空間内に露出した前記基板部の主面に設けられた圧電振動素子搭載パッドに搭載されている圧電振動素子と、
前記基板部と前記第２の枠部とで形成される第２の凹部空間内に露出した前記基板部の主面に設けられた温度センサーＩＣ素子搭載パッドに搭載され、サーミスタ素子が内蔵されている温度センサーＩＣ素子と、
前記第１の凹部空間を気密封止する蓋体と、を備えていることを特徴とする圧電デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器等に用いられる圧電デバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の圧電デバイスは、その例として素子搭載部材、圧電振動素子、サーミスタ素子、蓋体とから主に構成されている構造が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
素子搭載部材は、基板部と第１の枠部と第２の枠部で構成されている。
この素子搭載部材は、前記基板部の一方の主面に前記第１の枠部と第２の枠部が設けられて第１の凹部空間が形成される。
第１の凹部空間内の基板部に第２の凹部空間が形成されている。
第１の凹部空間内に露出する基板部の一方の主面には、２個一対の圧電振動素子搭載パッドが設けられている。
第２の凹部空間内に露出する基板部の一方の主面には、サーミスタ素子搭載パッドが設けられている。
また、基板部の他方の主面には、外部接続用電極端子が設けられている。
この圧電振動素子搭載パッド上には、導電性接着剤を介して電気的に接続される一対の励振用電極を表裏主面に有した圧電振動素子が搭載されている。この圧電振動素子を囲繞する素子搭載部材の第１の枠部の頂面には金属製の蓋体を被せられ、接合されている。これにより第１の凹部空間及び第２の凹部空間が気密封止されている。
また、サーミスタ素子搭載パッド上には、半田等の導電性接合材を介して接続されるサーミスタ素子が搭載されている。
サーミスタ素子は、電圧と温度との関係が線形を示すものであり、その温度での電圧が、外部接続用電極端子を介して圧電デバイスの外へ出力される。この出力された電圧は、例えば、電子機器等のメインＩＣ内で温度情報に換算することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２０５９３８号公報
【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、従来の圧電デバイスにおいては、前記素子搭載部材の第１の凹部空間の容量が大きいため、サーミスタ素子から出力された電圧を換算することで得られた温度情報と、実際の圧電振動素子の周囲の温度情報に差異が大きくなってしまうといった課題があった。
また、従来の圧電デバイスにおいては、第１の凹部空間内に設けられた第２の凹部空間内に、サーミスタ素子が導電性接合材を介してサーミスタ搭載パッドに搭載されているため、前記導電性接合材から発生したガスが圧電振動素子に付着することで発振周波数が変動してしまうといった課題もあった。
【０００５】
従来の圧電デバイスにおいては、第１の凹部空間内に設けられた第２の凹部空間内に、サーミスタ素子が導電性接合材を介してサーミスタ搭載パッドに搭載され、第１の凹部空間が気密封止されていることにより、前記導電性接合材から発生したガスがサーミスタ素子に付着することでサーミスタ素子が劣化してしまうといった課題があった。
また、サーミスタ素子が劣化してしまうことで、サーミスタ素子から出力された電圧を換算することで得られた温度情報と、実際の圧電振動素子の周囲の温度情報との差異が大きくなってしまうといった課題があった。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、温度情報の差異を低減し、発振周波数が変動することを防ぐ圧電デバイスを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の圧電デバイスは、基板部と、この基板部の一方の主面に設けられる第１の枠部と、基板部の他方の主面に設けられる第２の枠部とからなる素子搭載部材と、基板部と第１の枠部とで形成される第１の凹部空間内に露出した基板部の主面に設けられた圧電振動素子搭載パッドに搭載されている圧電振動素子と、基板部と第２の枠部とで形成される第２の凹部空間内に露出した前記基板部の主面に設けられたサーミスタ素子搭載パッドに搭載されているサーミスタ素子と、第１の凹部空間を気密封止する蓋体と、を備えていることを特徴とするものである。
【０００８】
本発明の圧電デバイスは、基板部と、この基板部の一方の主面に設けられる第１の枠部と、基板部の他方の主面に設けられる第２の枠部とからなる素子搭載部材と、基板部と第１の枠部とで形成される第１の凹部空間内に露出した基板部の主面に設けられた圧電振動素子搭載パッドに搭載されている圧電振動素子と、基板部と第２の枠部とで形成される第２の凹部空間内に露出した基板部の主面に設けられた温度センサーＩＣ素子搭載パッドに搭載されている温度センサーＩＣ素子と、第１の凹部空間を気密封止する蓋体と、を備えていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の圧電デバイスによれば、素子搭載部材の第１の凹部空間の容量も従来より小さくなるため、サーミスタ素子から出力される電圧を換算することで得られる温度情報と、実際の圧電振動素子の周囲の温度情報の差異を低減し、同じ値に近づくようにすることができる。
また、本発明の第１の凹部空間内に圧電振動素子が導電性接着剤を介して圧電振動素子搭載パッドに搭載され、第２の凹部空間内に、サーミスタ素子が導電性接合材を介してサーミスタ搭載パッドに搭載されているように別々の凹部空間に搭載されているため、前記導電性接合材から発生したガスが圧電振動素子に付着することがなくなる。よって、圧電振動子の発振周波数が変動してしまうことを防ぐことができる。
また、導電性接合材から発生したガスが、サーミスタ素子に付着することがなくなるため、サーミスタ素子が劣化することを防ぐことができる。よって、サーミスタ素子から出力された電圧を換算することで得られた温度情報と、実際の圧電振動素子の周囲の温度情報との差異を低減することができる。
【００１０】
本発明の圧電デバイスによれば、素子搭載部材の第１の凹部空間の容量も従来より小さくなるため、サーミスタ素子を内蔵している温度センサーＩＣ素子から出力される電圧を換算することで得られる温度情報と、実際の圧電振動素子の周囲の温度情報の差異を低減し、同じ値に近づくようにすることができる。
また、本発明の第１の凹部空間内に圧電振動素子が導電性接着剤を介して圧電振動素子搭載パッドに搭載され、第２の凹部空間内に、サーミスタ素子を内蔵している温度センサーＩＣ素子が導電性接合材を介して温度センサーＩＣ素子搭載パッドに搭載されているように別々の凹部空間に搭載されているため、前記導電性接合材から発生したガスが圧電振動素子に付着することがなくなる。よって、圧電振動子の発振周波数が変動してしまうことを防ぐことができる。
また、導電性接合材から発生したガスが、温度センサーＩＣ素子に付着することがなくなるため、温度センサー素子に内蔵されているサーミスタ素子が劣化することを防ぐことができる。よって、温度センサーＩＣ素子に内蔵されているサーミスタ素子から出力された電圧を換算することで得られた温度情報と、実際の圧電振動素子の周囲の温度情報との差異を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る圧電デバイスを示す分解斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る圧電デバイスを第２の凹部空間側から見た平面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る圧電デバイスを示す断面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る圧電デバイスを構成する温度センサーＩＣ素子の一例を示す回路図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る圧電デバイスを示す断面図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る圧電デバイスを第２の凹部空間側から見た平面図である。
【図８】本発明の第３の実施形態に係る圧電デバイスを構成する温度センサーＩＣ素子の一例を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。尚、圧電振動素子に水晶を用いた場合について説明する。
【００１３】
（第１の実施形態）
図１及び図２に示すように、本発明の第１の実施形態に係る圧電デバイス１００は、素子搭載部材１１０と圧電振動素子１２０と蓋体１３０とサーミスタ素子１４０で主に構成されている。この圧電デバイス１００は、前記素子搭載部材１１０に形成されている第１の凹部空間Ｋ１内に圧電振動素子１２０が搭載され、第２の凹部空間Ｋ２内には、サーミスタ素子１４０が搭載されている。その第１の凹部空間Ｋ１が蓋体１３０により気密封止された構造となっている。
【００１４】
圧電振動素子１２０は、図１及び図２に示すように、水晶素板１２１に励振用電極１２２を被着形成したものであり、外部からの交番電圧が励振用電極１２２を介して水晶素板１２１に印加されると、所定の振動モード及び周波数で励振を起こすようになっている。
水晶素板１２１は、人工水晶体から所定のカットアングルで切断し外形加工を施された概略平板状で平面形状が例えば四角形となっている。
励振用電極１２２は、前記水晶素板１２１の表裏両主面に金属を所定のパターンで被着・形成したものである。
このような圧電振動素子１２０は、その両主面に被着されている励振用電極１２２から延出する引き出し電極１２３と第１の凹部空間Ｋ１内底面に形成されている圧電振動素子搭載パッド１１１とを、導電性接着剤ＤＳを介して電気的且つ機械的に接続することによって第１の凹部空間Ｋ１に搭載される。このときの引き出し電極１２３が設けられた一辺とは反対側の自由端となる端辺を圧電振動素子１２０の先端部とする。
【００１５】
図１〜図３に示すサーミスタ素子１４０は、温度変化によって電気抵抗が顕著な変化を示すものであり、この抵抗値の変化から出力される電圧が変化するため、電圧と温度との関係により、出力された電圧を換算することで、温度情報を得ることができる。サーミスタ素子１４０は、電圧と温度との関係が線形を示すものであり、その温度での電圧が、外部接続用電極端子Ｇを介して圧電デバイス１００の外へ出力されることにより、例えば、電子機器等のメインＩＣ（図示せず）で出力された電圧を換算することで温度情報を得ることができる。
サーミスタ素子１４０は、図２に示すように、素子搭載部材１１０の第２の凹部空間Ｋ２内に露出した後述する基板部１１０ａに設けられたサーミスタ素子搭載パッド１１２に半田等の導電性接合材ＨＤを介して搭載されている。
【００１６】
図１〜図３に示すように、素子搭載部材１１０は、基板部１１０ａと、第１の枠部１１０ｂ、第２の枠部１１０ｃとで主に構成されている。
この素子搭載部材１１０は、基板部１１０ａの一方の主面に第１の枠部１１０ｂが設けられて、第１の凹部空間Ｋ１が形成されている。また、素子搭載部材１１０の他方の主面に第２の枠部１１０ｃが設けられて、第２の凹部空間Ｋ２が形成されている。
尚、この素子搭載部材１１０を構成する基板部１１０ａ及び第２の枠部１１０ｃは、例えばアルミナセラミックス、ガラス−セラミック等のセラミック材料を複数積層することよって形成されている。
第１の枠部１１０ｂは、４２アロイやコバール等の金属から成り、中心が打ち抜かれた枠状になっている。
また、第１の枠部１１０ｂは、基板部１１０ａの一方の主面の外周を囲繞するように設けられた封止用導体膜ＨＢ上にロウ付けなどにより接続される。
第１の凹部空間Ｋ１内で露出した基板部１１０ａの一方の主面には、２個一対の圧電振動素子搭載パッド１１１が設けられている。
また、図１〜図３に示すように素子搭載部材１１０は、基板部１１０ａの他方の主面と第２の枠部１１０ｃによって第２の凹部空間Ｋ２が形成されている。
第２の凹部空間Ｋ２内で露出した基板部１１０ａの他方の主面には、サーミスタ素子搭載パッド１１２が設けられている。
【００１７】
前記素子搭載部材１１０の第２の枠部１１０ｃの圧電振動素子搭載パッド１１１が設けられている面とは反対側の主面の４隅には、外部接続用電極端子Ｇが設けられている。
圧電振動素子搭載パッド１１１といずれかの外部接続用電極端子Ｇは、前記素子搭載部材１１０の第２の凹部空間Ｋ２内の基板部１１０ａに形成された部分を有する配線パターン（図示せず）と第２の枠部１１０ｃの内部に形成されたビア導体（図示せず）により接続されている。
また、サーミスタ素子搭載パッド１１２といずれかの外部接続用電極端子Ｇは、前記素子搭載部材１１０の第２の凹部空間Ｋ２内の基板部１１０ａに形成された部分を有する配線パターン（図示せず）と第２の枠部１１０ｃの内部に形成されたビア導体（図示せず）により接続されている。
【００１８】
蓋体１３０は、例えば、Ｆｅ−Ｎｉ合金（４２アロイ）やＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金（コバール）などからなる。このような蓋体１３０は、第１の凹部空間Ｋ１を、窒素ガスや真空などで気密的に封止される。具体的には、蓋体１３０は、所定雰囲気で、素子搭載部材１１０の第１の枠部１１０ｂ上に載置され、第１の枠部１１０ｂの表面の金属と蓋体１３０の金属の一部とが溶接されるように所定電流を印加してシーム溶接を行うことにより、第１の枠部１１０ｂに接合される。
【００１９】
前記導電性接着剤ＤＳは、シリコーン樹脂等のバインダーの中に導電フィラーとして導電性粉末が含有されているものであり、導電性粉末としては、アルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、ニッケル鉄（ＮｉＦｅ）、のうちのいずれかまたはこれらの組み合わせを含むものが用いられている。
【００２０】
尚、前記素子搭載部材１１０は、アルミナセラミックスから成る場合、所定のセラミック材料粉末に適当な有機溶剤等を添加・混合して得たセラミックグリーンシートの表面に圧電振動素子搭載パッド１１１、サーミスタ素子搭載パッド１１２、封止用導体膜ＨＢ、外部接続用電極端子Ｇ等となる導体ペーストを、また、セラミックグリーンシートに打ち抜き等を施して予め穿設しておいた貫通孔内にビア導体となる導体ペーストを従来周知のスクリーン印刷によって塗布するとともに、これを複数枚積層してプレス成形した後、高温で焼成することにより製作される。
【００２１】
本発明の圧電デバイス１００によれば、素子搭載部材１１０の第１の凹部空間Ｋ１の容量も従来より小さくなるため、サーミスタ素子１４０から出力される電圧を換算することで得られる温度情報と、実際の圧電振動素子１２０の周囲の温度情報が同じ値に近づくことになる。
また、第１の凹部空間Ｋ１内に圧電振動素子１２０が導電性接着剤ＤＳを介して圧電振動素子搭載パッド１１１に搭載され、第２の凹部空間Ｋ２内に、サーミスタ素子１４０が導電性接合材ＨＤを介してサーミスタ搭載パッド１１２に搭載されているように別々の凹部空間に搭載されているため、前記導電性接合材ＨＤから発生したガスが圧電振動素子１２０に付着することがなくなる。よって、圧電デバイス１００の発振周波数が変動してしまうことを防ぐことができる。
【００２２】
（第２の実施形態）
図４に示すように、本発明の第２の実施形態に係る圧電デバイス２００は、素子搭載部材２１０の第２の凹部空間Ｋ２に温度センサーＩＣ素子２４０が搭載されている点で第１の実施形態と異なる。
【００２３】
図４に示すように、本発明の第２の実施形態に係る圧電デバイス２００は、素子搭載部材２１０と圧電振動素子１２０と蓋体１３０と温度センサーＩＣ素子２４０で主に構成されている。この圧電デバイス２００は、前記素子搭載部材２１０に形成されている第１の凹部空間Ｋ１内に圧電振動素子１２０が搭載され、第２の凹部空間Ｋ２内には、温度センサーＩＣ素子２４０が搭載されている。その第１の凹部空間Ｋ１が蓋体１３０により気密封止された構造となっている。
【００２４】
温度センサーＩＣ素子２４０は、図５に示すように、サーミスタ素子２４１と、増幅回路２４２と、抵抗素子Ｒ１とによって構成されている。
図４及び図５に示すサーミスタ素子２４１は、温度変化によって電気抵抗が顕著な変化を示すものであり、この抵抗値の変化から出力される電圧が変化するため、電圧と温度との関係により、換算することで温度情報を得ることができる。つまり、サーミスタ素子２４１は、電圧と温度との関係が線形を示すものであり、その温度での電圧が、外部接続用電極端子Ｇを介して圧電デバイス２００の外へ出力されることにより、例えば、電子機器等のメインＩＣで出力された電圧を換算することで温度情報を得ることができる。
また、サーミスタ素子２４１は、例えば、ＮＴＣサーミスタやＰＴＣサーミスタ等が用いられる。ＮＴＣサーミスタは、温度が上がると抵抗値が下がるような、負の温度係数を有しているサーミスタ素子を示すものである。また、ＰＴＣサーミスタは、温度が上がると抵抗値が上がるような、正の温度係数を有しているサーミスタ素子を示すものである。
図５に示すように、サーミスタ素子２４１の一端はグランドと接続されており、他端は、抵抗素子Ｒ１を介して、いずれか１つの外部接続用電極端子Ｇと接続されている。また、サーミスタ素子２４１の他端は、増幅回路２４０と接続されている。
【００２５】
増幅回路２４２は、図５に示すように、いずれか１つの外部接続用電極端子Ｇと前記サーミスタ素子２４１との間に設けられている。
【００２６】
温度センサーＩＣ素子２４０は、素子搭載部材２１０の第２の凹部空間Ｋ２内に露出した基板部２１０ａに設けられた温度センサーＩＣ素子搭載パッド２１２に半田等の導電性接合材ＨＤを介して搭載されている。
【００２７】
図４に示すように、素子搭載部材２１０は、基板部２１０ａと、第１の枠部２１０ｂ、第２の枠部２１０ｃとで主に構成されている。
この素子搭載部材２１０は、基板部１１０ａの一方の主面に第１の枠部２１０ｂが設けられて、第１の凹部空間Ｋ１が形成されている。また、素子搭載部材２１０の他方の主面に第２の枠部２１０ｃが設けられて、第２の凹部空間Ｋ２が形成されている。
尚、この素子搭載部材２１０を構成する基板部２１０ａ及び第２の枠部２１０ｃは、例えばアルミナセラミックス、ガラス−セラミック等のセラミック材料を複数積層することよって形成されている。
第１の枠部２１０ｂは、４２アロイやコバール等の金属から成り、中心が打ち抜かれた枠状になっている。
また、第１の枠部２１０ｂは、基板部２１０ａの一方の主面の外周を囲繞するように設けられた封止用導体膜ＨＢ上にロウ付けなどにより接続される。
第１の凹部空間Ｋ１内で露出した基板部２１０ａの一方の主面には、２個一対の圧電振動素子搭載パッド２１１が設けられている。
また、図４に示すように素子搭載部材２１０は、基板部２１０ａの他方の主面と第２の枠部２１０ｃによって第２の凹部空間Ｋ２が形成されている。
第２の凹部空間Ｋ２内で露出した基板部２１０ａの他方の主面には、温度センサーＩＣ素子搭載パッド２１２が設けられている。
【００２８】
前記素子搭載部材２１０の第２の枠部２１０ｃの圧電振動素子搭載パッド２１１が設けられている面とは反対側の主面の４隅には、外部接続用電極端子Ｇが設けられている。
圧電振動素子搭載パッド２１１といずれかの外部接続用電極端子Ｇは、前記素子搭載部材２１０の第２の凹部空間Ｋ２内の基板部２１０ａに形成された部分を有する配線パターン（図示せず）と第２の枠部２１０ｃの内部に形成されたビア導体（図示せず）により接続されている。
また、温度センサーＩＣ素子搭載パッド２１２といずれかの外部接続用電極端子Ｇは、前記素子搭載部材２１０の第２の凹部空間Ｋ２内の基板部２１０ａに形成された部分を有する配線パターン（図示せず）と第２の枠部２１０ｃの内部に形成されたビア導体（図示せず）により接続されている。
【００２９】
蓋体１３０は、例えば、Ｆｅ−Ｎｉ合金（４２アロイ）やＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金（コバール）などからなる。このような蓋体１３０は、第１の凹部空間Ｋ１を、窒素ガスや真空などで気密的に封止される。具体的には、蓋体１３０は、所定雰囲気で、素子搭載部材２１０の第１の枠部２１０ｂ上に載置され、第１の枠部２１０ｂの表面の金属と蓋体１３０の金属の一部とが溶接されるように所定電流を印加してシーム溶接を行うことにより、第１の枠部２１０ｂに接合される。
【００３０】
本発明の圧電デバイス２００によれば、素子搭載部材２１０の第１の凹部空間Ｋ１の容量も従来より小さくなるため、サーミスタ素子２４１を内蔵している温度センサーＩＣ素子２４０から出力された電圧を換算することで得られた温度情報と、実際の圧電振動素子１２０の周囲の温度情報の差異を低減し、同じ値に近づくようにすることができる。
また、本発明の第１の凹部空間Ｋ１内に圧電振動素子１２０が導電性接着剤ＤＳを介して圧電振動素子搭載パッド２１１に搭載され、第２の凹部空間Ｋ２内に、サーミスタ素子２４１を内蔵している温度センサーＩＣ素子２４０が導電性接合材ＨＤを介して温度センサーＩＣ素子搭載パッド２１２に搭載されているように別々の凹部空間に搭載されているため、前記導電性接合材ＨＤから発生したガスが圧電振動素子１２０に付着することがなくなる。よって、圧電デバイス２００の発振周波数が変動してしまうことを防ぐことができる。
また、導電性接合材ＨＤから発生したガスが、温度センサーＩＣ素子２４０に付着することがなくなるため、温度センサー素子２４０に内蔵されているサーミスタ素子２４１が劣化することを防ぐことができる。よって、温度センサーＩＣ素子２４０に内蔵されているサーミスタ素子２４０から出力された電圧を換算することで得られた温度情報と、実際の圧電振動素子１２０の周囲の温度情報との差異を低減することができる。
また、温度センサーＩＣ素子２４０には、増幅回路２４２が内蔵されているため、本発明の圧電デバイス２００を電子機器等のマザーボード（図示せず）に搭載した際に、前記マザーボードに増幅回路２４２を設ける必要がないため、搭載面積を縮小することができる。
【００３１】
（第３の実施形態）
図８に示すように、本発明の第３の実施形態に係る圧電デバイス３００は、素子搭載部材３１０の第２の凹部空間Ｋ２に搭載されている温度センサーＩＣ素子３４０にゲインコントロール回路３４４が内蔵されている点において第２の実施形態と異なる。
【００３２】
図６に示すように、本発明の第３の実施形態に係る圧電デバイス３００は、素子搭載部材２１０と圧電振動素子１２０と蓋体１３０と温度センサーＩＣ素子３４０で主に構成されている。この圧電デバイス３００は、前記素子搭載部材３１０に形成されている第１の凹部空間Ｋ１内に圧電振動素子１２０が搭載され、第２の凹部空間Ｋ２内には、温度センサーＩＣ素子３４０が搭載されている。その第１の凹部空間Ｋ１が蓋体１３０により気密封止された構造となっている。
【００３３】
温度センサーＩＣ素子３４０は、図８に示すように、サーミスタ素子３４１と、増幅回路３４２と、ゲインコントロール回路３４４と、抵抗素子Ｒ１によって構成されている。
図６及び図８に示すサーミスタ素子３４１は、温度変化によって電気抵抗が顕著な変化を示すものであり、この抵抗値の変化から出力される電圧が変化するため、電圧と温度との関係により、温度情報を換算するものである。つまり、サーミスタ素子３４１は、電圧と温度との関係が線形を示すものであり、その温度での電圧が、外部接続用電極端子Ｇを介して圧電デバイス３００の外へ出力されることにより、例えば、電子機器等のメインＩＣで出力された電圧を換算することにより温度情報を得ることができる。
図８に示すように、サーミスタ素子３４１の一端は、グランド端子となるいずれか１つの外部接続用電極端子Ｇと接続されており、他端は、抵抗素子Ｒ１を介して、いずれか１つの外部接続用電極端子Ｇと接続されている。また、サーミスタ素子３４１の他端は、後述するゲインコントロール回路３４４と接続されている。
【００３４】
増幅回路３４２は、図８に示すように、いずれか１つの外部接続用電極端子Ｇと後述するＮＯＴ回路３４３との間に設けられている。
【００３５】
前記ゲインコントロール回路３４４は、図８に示すように、例えば、抵抗素子Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５と、反転増幅回路ＯＰ１と、スイッチＳＷ１と、電圧源Ｖ１と、ＮＯＴ回路３４３により構成されている。
後述する素子搭載部材３１０の切替電極端子３１３（図７参照）に電圧を印加することによって、スイッチＳＷ１を切り替えることによって、抵抗値を変更することができる。
この抵抗値を変更することによって、電圧と温度との関係を示す直線の傾きを変更することができる。これにより、電子機器を構成するメインＩＣの種類に係らず、対応することができる。
また、図８に示すように、反転増幅回路ＯＰ１のプラス入力側と電圧源Ｖ１とが接続されており、マイナス入力側とスイッチＳＷ１が接続されている。また、反転増幅回路ＯＰ１の出力側とＮＯＴ回路３４３とが接続されている。
ＮＯＴ回路３４３は、図８に示すように、反転増幅回路ＯＰ１の出力側と増幅回路３４２との間に設けられている。
【００３６】
温度センサーＩＣ素子３４０は、素子搭載部材３１０の第２の凹部空間Ｋ２内に露出した基板部３１０ａに設けられた温度センサーＩＣ素子搭載パッド３１２に半田等の導電性接合材ＨＤを介して搭載されている。
【００３７】
図６に示すように、素子搭載部材３１０は、基板部３１０ａと、第１の枠部３１０ｂ、第２の枠部３１０ｃとで主に構成されている。
この素子搭載部材３１０は、基板部３１０ａの一方の主面に第１の枠部３１０ｂが設けられて、第１の凹部空間Ｋ１が形成されている。また、素子搭載部材３１０の他方の主面に第２の枠部３１０ｃが設けられて、第２の凹部空間Ｋ２が形成されている。
尚、この素子搭載部材３１０を構成する基板部３１０ａ及び第２の枠部３１０ｃは、例えばアルミナセラミックス、ガラス−セラミック等のセラミック材料を複数積層することよって形成されている。
第１の枠部３１０ｂは、４２アロイやコバール等の金属から成り、中心が打ち抜かれた枠状になっている。
また、第１の枠部３１０ｂは、基板部３１０ａの一方の主面の外周を囲繞するように設けられた封止用導体膜ＨＢ上にロウ付けなどにより接続される。
第１の凹部空間Ｋ１内で露出した基板部３１０ａの一方の主面には、２個一対の圧電振動素子搭載パッド３１１が設けられている。
また、図６に示すように素子搭載部材３１０は、基板部３１０ａの他方の主面と第２の枠部３１０ｃによって第２の凹部空間Ｋ２が形成されている。
第２の凹部空間Ｋ２内で露出した基板部３１０ａの他方の主面には、温度センサーＩＣ素子搭載パッド３１２が設けられている。
【００３８】
前記素子搭載部材３１０の第２の枠部３１０ｃの圧電振動素子搭載パッド３１１が設けられている面とは反対側の主面の４隅には、外部接続用電極端子Ｇが設けられている。
図７に示すように、前記第２の枠部３１０ｃに設けられている外部接続用電極端子Ｇの間には、切替電極端子３１３が設けられている。
圧電振動素子搭載パッド３１１といずれかの外部接続用電極端子Ｇは、前記素子搭載部材３１０の第２の凹部空間Ｋ２内の基板部３１０ａに形成された部分を有する配線パターン（図示せず）と第２の枠部３１０ｃの内部に形成されたビア導体（図示せず）により接続されている。
また、温度センサーＩＣ素子搭載パッド３１２といずれかの外部接続用電極端子Ｇは、前記素子搭載部材３１０の第２の凹部空間Ｋ２内の基板部３１０ａに形成された部分を有する配線パターン（図示せず）と第２の枠部３１０ｃの内部に形成されたビア導体（図示せず）により接続されている。
【００３９】
蓋体１３０は、例えば、Ｆｅ−Ｎｉ合金（４２アロイ）やＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金（コバール）などからなる。このような蓋体１３０は、第１の凹部空間Ｋ１を、窒素ガスや真空などで気密的に封止される。具体的には、蓋体１３０は、所定雰囲気で、素子搭載部材２１０の第１の枠部３１０ｂ上に載置され、第１の枠部３１０ｂの表面の金属と蓋体１３０の金属の一部とが溶接されるように所定電流を印加してシーム溶接を行うことにより、第１の枠部３１０ｂに接合される。
【００４０】
本発明の圧電デバイス３００によれば、第２の実施形態と同様の効果を奏する。
また、温度センサーＩＣ素子３４０には、ゲインコントロール回路３４４と、増幅回路３４２とが内蔵されているため、本発明の圧電デバイス３００を通信機器等のマザーボードに搭載した際に、マザーボードにゲインコントロール回路３４４と、増幅回路３４２とを設ける必要がないため、搭載面積を縮小することができる。
また、ゲインコントロール回路３４４を備えていることにより、温度センサーＩＣ素子３４０に内蔵されているサーミスタ素子３４１の電圧と温度との関係を示す直線の傾きを変更することができるため、搭載する温度センサーＩＣ素子３４０のばらつきが生じても修正することができる。
【００４１】
尚、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。
例えば、前記した本実施形態では、圧電振動素子１２０を構成する圧電素材として水晶を用いた場合を説明したが、他の圧電素材として、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウムまたは、圧電セラミックスを圧電素材として用いた圧電振動素子でも構わない。
【符号の説明】
【００４２】
１１０、２１０、３１０・・・素子搭載部材
１１０ａ、２１０ａ、３１０ａ・・・基板部
１１０ｂ、２１０ｂ、３１０ｂ・・・第１の枠部
１１０ｃ、２１０ｃ、３１０ｃ・・・第２の枠部
１１１、２１１、３１１・・・圧電振動素子搭載パッド
１１２、２１２、３１２・・・サーミスタ素子搭載パッド
３１３・・・切替電極端子
１２０・・・圧電振動素子
１２１・・・水晶素板
１２２・・・励振用電極
１２３・・・引き出し電極
１３０・・・蓋体
１４０、２４１、３４１・・・サーミスタ素子
２４２、３４２・・・増幅回路
３４４・・・ゲインコントロール回路
２４０、３４０・・・温度センサーＩＣ素子
１００、２００、３００・・・圧電デバイス
Ｋ１・・・第１の凹部空間
Ｋ２・・・第２の凹部空間
ＤＳ・・・導電性接着剤
ＨＤ・・・導電性接合材
ＨＢ・・・封止用導体膜
Ｇ・・・外部接続用電極端子
【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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【図８】
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