(57)【要約】      （修正有）【課題】浮遊容量による影響を低減させ出力信号が安定した圧電発振器を提供する。【解決手段】基板１１０と、基板１１０の下面に設けられている外部端子１１１と、基板１１０の上面に設けられている端子用接続パッド、素子用接続パッドおよび、搭載パッド１１５と、外部端子１１１と端子用接続パッドを電気的に接続している端子用配線部１１３と、素子用接続パッドと搭載パッド１１５とを電気的に接続している素子用配線部と、基板１１０に搭載されている振動素子１２０および集積回路素子と、封止基部１４１と封止基部１４１の下面の外縁に沿って設けられている封止枠部１４２とからなる金属蓋体１４０と、基板１１０の上面と封止枠部１４２の下面との間に設けられている接合部材１５０と、金属蓋体１４０と端子用配線部１１３の一つとに固着されている導電部材１７０と、からなる。【選択図】図２
2015126498.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の下面に設けられている複数の外部端子と、
前記基板の上面に設けられている複数の端子用接続パッドと、
前記基板に設けられ、一端が前記外部端子に接続され、他端が前記端子用接続パッドに接続している端子用配線部と、
前記基板の上面に設けられ、前記端子用接続パッドと並んで配置されている一対の素子用接続パッドと、
前記基板の上面に一対で設けられている搭載パッドと、
前記基板に設けられ、一端が前記素子用接続パッドに接続され、他端が前記搭載パッドに接続されている素子用配線部と、
前記搭載パッドに接続固着され搭載されている振動素子と、
前記端子用接続パッドおよび前記素子用接続パッドに接続固着されて搭載されている集積回路素子と、
封止基部と前記封止基部の下面の外縁に沿って設けられている封止枠部とからなる金属蓋体と、
前記基板の上面と前記封止枠部の下面との間に設けられている接合部材と、
前記金属蓋体と前記端子用配線部の一つとに固着されている導電部材と、
からなることを特徴とする圧電発振器。
【請求項２】
請求項１に記載の圧電発振器であって、
前記素子用配線部の一部が前記封止枠部の内縁に沿って設けられている
ことを特徴とする圧電発振器。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の圧電発振器であって、
所定の一つの端子用配線部の一部が封止枠部の外縁部に沿って設けられている
ことを特徴とする圧電発振器。
【請求項４】
請求項１、請求項２または請求項３に記載の圧電発振器であって、
前記端子用配線部と前記素子用配線部とが交差している交差部があり、
前記交差部の前記端子用配線部と前記素子用配線部との間には絶縁層が設けられている
ことを特徴とする圧電発振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動通信機器等の電子機器に内蔵される圧電発振器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の移動通信機器等の電子機器の小型化に伴い、電子機器に内蔵される圧電発振器の薄型化や低面積化といった小型化が進められている。小型化された圧電発振器の一例として、矩形形状の基板に振動素子を搭載し、基板と蓋体とを接合部材により接合して、振動素子を気密封止しているものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような圧電発振器に用いられる蓋体は、例えば、凹部空間が形成されており、この凹部空間内に振動素子を内包することができる。また、蓋体は、凹部空間を囲繞するように凹部空間の開口部から延設されている鍔部が設けられている。このような圧電デバイスは、蓋体の下面であって鍔部と基板の上面とが絶縁性の接合部材により接合されることで、凹部空間内が気密封止される（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１７２１８５号公報
【特許文献２】特開２０１２−２２２５３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の圧電発振器では、絶縁性の接合材により基板と蓋体とが接合されているので、蓋体が金属からなる場合、または、振動素子が静電シールドで覆われていない場合、振動素子の励振電極と蓋体、または、振動素子の励振電極と圧電デバイスの外部との間に浮遊容量が生じてしまう。振動素子は、一対の励振電極に交流電圧を印加し、異なる電荷を交互に蓄積させ、圧電効果および逆圧電効果を利用し振動させている。このため、浮遊容量が生じると、振動素子に浮遊容量が付加されることとなり、周波数が変動し、出力される信号が安定しない虞がある。
【０００６】
本発明では、浮遊容量による影響を低減させ出力信号が安定した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】
【０００７】
前述した課題を解決するために、本発明に係る圧電発振器は、基板と、基板の下面に設けられている外部端子と、基板の上面に設けられている端子用接続パッドと、基板に設けられ、一端が外部端子に接続され、他端が端子用接続パッドに接続している端子用配線部と、端子用接続パッドと並んで基板の上面に設けられている素子用接続パッドと、基板の上面に一対で設けられている搭載パッドと、基板に設けられ、一端が素子用接続パッドに接続され、他端が搭載パッドに接続されている素子用配線部と、搭載パッドに接続固着され搭載されている振動素子と、端子用搭載パッドおよび素子用搭載パッドに接続固着されて搭載されている集積回路素子と、封止基部と、封止基部の下面の外縁に設けられている封止枠部とからなる金属蓋体と、基板の上面と封止枠部の下面との間に設けられている接合部材と、金属蓋体と電気的に接続しつつ、端子用配線部の一つと電気的に接続している導電部材と、からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の圧電発振器では、端子用配線部が基板に設けられている。この端子用配線部は、一端が外部端子に接続され、他端が端子用接続パッドに接続されている。また、所定の一つの端子用配線部は、導電部材によって、金属蓋体と電気的に接続された状態となっている。このようにすることで、本発明の圧電発振器は、電子機器等のマザーボードの上に実装するときに、導電部材により金属蓋体と電気的に接続されている外部端子を、グランド電位に接続されている実装パッドに接続させることで、金属蓋体をグランド電位と同電位とし、振動素子の励振電極と金属蓋体との間に生じる浮遊容量、または、振動素子の励振電極と圧電発振器の外部との間に生じる浮遊容量を、従来の圧電発振器と比較して、低減させることができ、浮遊容量による周波数変動を抑え、出力される信号を安定させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態における圧電発振器の平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａでの断面図である。
【図３】（ａ）は、本実施形態における圧電発振器で用いる基板の上面の平面図であり、（ｂ）は、本実施形態における圧電発振器で用いる基板の上面から透視した基板の下面の平面図である。
【図４】本実施形態の変形例における圧電発振器で用いる基板の上面の平面図であり、（ｂ）は、本実施形態の変形例における圧電発振器で用いる基板の上面から透視した基板の下面の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本実施形態における圧電発振器は、図１、図２および図３に示されているように、基板１１０と、この基板１１０の上面に搭載されている振動素子１２０および集積回路素子１６０と、接合部材１５０により接合され振動素子１２０を気密封止している金属蓋体１４０と、を含んでいる。このような圧電発振器は、電子機器等で使用する基準信号を出力するために用いられる。
【００１１】
なお、ここでは、図面に合わせて、振動素子１２０が搭載される基板１１０の面を基板１１０の上面とし、この基板１１０の上面と反対側を向く基板１１０の面を基板１１０の下面とする。また、この基板１１０の上面および基板１１０の下面を、基板１１０の主面とする。
【００１２】
基板１１０は、矩形形状の平板状となっており、基板１１０の上面で振動素子１２０および集積回路素子１６０を搭載するためのものである。基板１１０は、例えば、アルミナセラミックス、または、ガラスーセラミックス等のセラミック材料である絶縁層からなる。また、基板１１０は、絶縁層を一層で用いたものであっても、絶縁層を複数層積層したものであってもよい。基板１１０の下面には複数の外部端子１１１が設けられ、基板１１０の上面には端子用接続パッド１１２、素子用接続パッド１１４および搭載パッド１１５が設けられている。また、基板１１０には、外部端子１１１と端子用接続パッド１１２とを電気的に接続させる端子用配線部１１３と、素子用接続パッド１１４と搭載パッド１１５とを電気的に接続させる素子用配線部１１６が設けられている。
【００１３】
外部端子１１１は、本実施形態の圧電発振器を電子機器等のマザーボード上に実装するためのものであり、マザーボード上の実装パッド（図示せず）に接続固着される。外部端子１１１は、例えば、第一外部端子１１１ａ、第二外部端子１１１ｂ、第三外部端子１１１ｃおよび第四外部端子１１１ｄとからなり、基板１１０の下面の四隅に一つずつ設けられている。第一外部端子１１１ａは、第一端子用配線部１１３ａに接続されており、第一端子用配線部１１３ａを介して第一端子用接続パッド１１２ａと電気的に接続されている。第一外部端子１１１ａは、電子機器等のマザーボードへ実装する際に、例えば、電子機器等のマザーボード上の基準電位であるグランド電位と接続されている実装パッドと接続固着される。従って、第一外部端子１１１ａは、例えば、グランド電位と同電位となるグランド端子となる。第二外部端子１１１ｂは、第一外部端子１１１ａと対角となる位置に設けられており、第二端子用配線部１１３ｂに接続されており、第二端子用配線部１１３ｂを介して第二端子用接続パッド１１２ｂと電気的に接続されている。第二外部端子１１１ｂは、例えば、本実施形態の圧電発振器を駆動させるための電源電圧が入力される電源電圧端子として用いられる。第三外部端子１１１ｃは、第三端子用配線部１１３ｃに接続されており、第三端子用配線部１１３ｃを介して第三端子用接続パッド１１２ｃと電気的に接続されている。第三外部端子１１１ｃは、例えば、所定の周波数が信号電圧として出力される出力端子として用いられる。第四外部端子１１１ｄは、第三外部端子１１１ｃの対角となる位置に設けられており、第四端子用配線部１１３ｄが接続されとえり、第四端子用配線部１１３ｄを介して第四端子用接続パッド１１２ｄと電気的に接続されている。第四外部端子１１１ｄは、例えば、第三外部端子１１１ｃから出力される信号電圧を調整するための調整用電圧が入力される調整用電圧端子として用いられる。
【００１４】
端子用接続パッド１１２は、集積回路素子１６０を搭載するためのものである。端子用接続パッド１１２は、基板１１０の上面であって、集積回路素子１６０の接続端子（図示せず）の下に位置しており、接続端子と電気的に接続されつつ固着される。また、端子用接続パッド１１２は、端子用配線部１１３に接続されており、基板１１０の下面に設けられている外部端子１１１と電気的に接続されている。従って、集積回路素子１６０の接続端子は、端子用接続パッド１１２および端子用配線部１１３を介して外部端子１１１と電気的に接続された状態となっている。
【００１５】
端子用接続パッド１１２は、例えば、第一端子用接続パッド１１２ａ、第二端子用接続パッド１１２ｂ、第三端子用接続パッド１１２ｃおよび第四端子用接続パッド１１２ｄからなる。第一端子用接続パッド１１２ａおよび第四端子用接続パッド１１２ｄは、基板１１０の短辺に沿って並んで設けられており、第二端子用接続パッド１１２ｂおよび第三端子用接続パッド１１２ｃは、第一端子用接続パッド１１２ａおよび第四端子用接続パッド１１２ｄと間隔をあけた状態で基板１１０の短辺に沿って並んで設けられている。第一端子用接続パッド１１２ａは、基板１１０の上面であって、集積回路素子１６０の第一接続端子（図示せず）の下に位置している。また、第一端子用接続パッド１１２ａは、第一端子用配線部１１３ａが接続されており、第一端子用配線部１１３ａを介して第一外部端子１１１ａと電気的に接続されている。第二端子用接続パッド１１２ｂは、基板１１０の上面であって第一端子用接続パッド１１２ａと対角となる位置に設けられており、集積回路素子１６０の第二接続端子（図示せず）の下に位置している。また、第二端子用接続パッド１１２ｂは、第二端子用配線部１１３ｂが接続されており、第二端子用配線部１１３ｂを介して第二外部端子１１１ｂと電気的に接続されている。第三端子用接続パッド１１２ｃは、第二端子用接続パッド１１２ｂと基板１１０の短辺に沿って並んで配置するように設けられており、集積回路素子１６０の第三接続端子（図示せず）の下に位置している。また、第三端子用接続パッド１１２ｃは、第三端子用配線部１１３ｃが接続されており、第三端子用配線部１１３ｃを介して第三外部端子１１１ｃと電気的に接続されている。第四端子用接続パッド１１２ｄは、基板１１０の上面であって第三端子用接続パッド１１２ｃと対角となる位置に設けられており、集積回路素子１６０の第四接続端子（図示せず）の下に位置している。また、第四端子用接続パッド１１２ｄは、第四端子用配線部１１３ｄが接続されており、第四端子用配線部１１３ｄを介して第四外部端子１１１ｄと電気的に接続されている。
【００１６】
端子用配線部１１３は、基板１１０に設けられており、基板１１０の下面に設けられている外部端子１１１と基板１１０の上面に設けられている端子用接続パッド１１２とを電気的に接続させるためのものである。端子用配線部１１３は、例えば、第一端子用配線部１１３ａ、第二端子用配線部１１３ｂ、第三端子用配線部１１３ｃおよび第四端子用配線部１１３ｄからなる。
【００１７】
第一端子用配線部１１３ａは、一端が第一外部端子１１１ａに接続され、他端が第一端子用接続パッド１１２ａに接続されており、第一外部端子１１１ａと第一端子用接続パッド１１２ａとを電気的に接続させている。また、第一端子用配線部１１３ａは、平面視して、その一部が金属蓋体１４０の封止枠部１４２の外縁部に沿って設けられている。また、第一端子用配線部１１３ａは、導電部材１７０により固着されており、導電部材１７０によって金属蓋体１４０と電気的に接続された状態となる。
【００１８】
第二端子用配線部１１３ｂは、一端が第二外部端子１１１ｂに接続され、他端が第二端子用接続パッド１１２ｂに接続されており、第二外部端子１１１ｂと第二端子用接続パッド１１２ｂとを電気的に接続させている。第三端子用配線部１１３ｃは、一端が第三外部端子１１１ｃに接続され、他端が第三端子用接続パッド１１２ｃに接続されており、第三外部端子１１１ｃと第三端子用接続パッド１１２ｃとを電気的に接続させている。
【００１９】
第四端子用配線部１１３ｄは、一端が第四外部端子１１１ｄに接続され、他端が第四端子用接続パッド１１２ｄに接続されており、第四外部端子１１１ｄと第四端子用接続パッド１１２ｄとを電気的に接続させている。また、第四端子用配線部１１３ｄは、平面視して、その一部が、金属蓋体１４０の封止枠部１４２の内周縁に沿って設けられている。このため、第四端子用配線部１１３ｄの一部が金属蓋体１４０で覆うことができるので、静電気を帯びた塵等が付着し、第四端子用配線部１１３ｄ上を伝送される信号が不安定となることを低減させることが可能となる。なお、本実施形態の圧電発振器では、第四端子用配線部１１３ｄは、接合部材１５０と接触しているが金属蓋体１４０とは接触していない状態となっており、第四端子用配線部１１３ｄが金属蓋体１４０と電気的に接続されない状態となっている。
【００２０】
素子用接続パッド１１４は、集積回路素子１６０を搭載するためのものである。素子用接続パッド１１４は、基板１１０の上面であって、集積回路素子１６０の接続端子の下に位置しており、接続端子と電気的に接続されつつ固着された状態となっている。また、素子用接続パッド１１４は、基板１１０の上面に設けられている搭載パッド１１５と素子用配線部１１６を介して電気的に接続されている。従って、集積回路素子１６０の接続端子は、素子用接続パッド１１４および素子用配線部１１６を介して搭載パッド１１５と電気的に接続された状態となっている。素子用接続パッド１１４は、例えば、第一素子用接続パッド１１４ａ、第二素子用接続パッド１１４ｂからなる。
【００２１】
第一素子用接続パッド１１４ａは、第一端子用接続パッド１１２ａと第四端子用接続パッド１１２ｄとの間に設けられており、集積回路素子１６０の第五接続端子（図示せず）の下に位置している。また、第一素子用接続パッド１１４ａは、第一素子用配線部１１６ａに接続されており、第一素子用配線部１１６ａを介して第一搭載パッド１１５ａと電気的に接続されている。第二素子用接続パッド１１４ｂは、第二端子用接続パッド１１２ｂと第三端子用接続パッド１１２ｃとの間に設けられており、集積回路素子１６０の第六接続端子（図示せず）の下に位置している。また、第二素子用接続パッド１１４ｂは、第二素子用配線部１１６ｂに接続されており、第二素子用配線部１１６ｂを介して第二搭載パッド１１５ｂと電気的に接続されている。
【００２２】
搭載パッド１１５は、基板１１０の上面に設けられており、振動素子１２０を搭載するためのものである。搭載パッド１１５は、例えば、第一搭載パッド１１５ａと第二搭載パッド１１５ｂとからなる。第一搭載パッド１１５ａは、第一素子用配線部１１６ａに接続されており、第一素子用配線部１１６ａを介して第一素子用接続パッド１１４ａと電気的に接続されている。第二搭載パッド１１５ｂは、第二素子用配線部１１６ｂに接続されており、第二素子用配線部１１６ｂを介して第二素子用接続パッド１１４ｂと電気的に接続されている。
【００２３】
素子用配線部１１６は、素子用接続パッド１１４と搭載パッド１１５とを電気的に接続するためのものであり、例えば、第一素子用配線部１１６ａと第二素子用配線部１１６ｂとからなる。また、素子用配線部１１６は、平面視して、端子用配線部１１３と重ならないように設けられている。第一素子用配線部１１６ａおよび第二素子用配線部１１６ｂは、平面視して、その一部が、金属蓋体１４０の封止枠部１４２の内周縁に沿って設けられている。本実施形態の圧電発振器では、第一素子用配線部１１６ａおよび第二素子用配線部１１６ｂは、基板１１０と金属蓋体１４０とを接合する接合部材１５０と接触しており、金属蓋体１４０とは接触していない状態となっている。従って、第一素子用配線部１１６ａおよび第二素子用配線部１１６ｂの一部は、金属蓋体１４０により覆われている状態にすることができる。このため、静電気を帯びた塵等が第一素子用配線部１１６ａに付着し、第一素子用配線部１１６ａ上を伝送される信号が不安定となることを低減させることができる。
【００２４】
第一素子用配線部１１６ａは、一端が第一素子用接続パッド１１４ａに接続され、他端が第一搭載パッド１１５ａに接続され、第一素子用接続パッド１１４ａと第一搭載パッド１１５ａとを電気的に接続している。第二素子用配線部１１６ｂは、一端が第二素子用接続パッド１１４ｂに接続され、他端が第二搭載パッド１１５ｂに接続され、第二素子用接続パッド１１４ｂと第二搭載パッド１１５ｂとを電気的に接続している。
【００２５】
ここで、基板１１０の作製方法について説明する。基板１１０がアルミナセラミックスからなる場合、まず所定のセラミック材料粉末に適当な有機溶剤等を添加・混合して得た複数のセラミックグリーンシートを準備する。また、セラミックグリーンシートの表面、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設けておいた貫通孔内に、従来周知のスクリーン印刷等によって所定の導電ペーストを塗布する。その後、このグリーンシートを焼成する。基板１１０が複数の絶縁層が積層されている場合には、グリーンシートを積層してプレス成形した後に、高温で焼成する。焼成後、導体パターンの所定部位、具体的には、外部端子１１１、端子用接続パッド１１２、端子用配線部１１３、素子用接続パッド１１４、搭載パッド１１５および素子用配線部１１６となる部分に、ニッケルメッキ、または、金メッキ等を施すことにより作製される。また、導電ペーストは、例えば、タングステン、モリブデン、銅、銀、または、銀パラジウム等の金属紛末の焼結耐等から構成されている。
【００２６】
振動素子１２０は、圧電素板１２１の上面および下面に一対の励振電極１２２が設けられており、安定した機械振動を得ることができるので、電子装置等の基準信号を発信する役割を果たす。振動素子１２０の圧電素子板１２１の表面には、励振電極１２２に電圧を印加するための引出電極１２３が設けられている。本実施形態においては、搭載パッド１１５と接続されている振動素子１２０の一端を基板１１０の上面と接続した固定端とし、他端を基板１１０の上面との間を空けた自由端とした片持ち支持構造にて振動素子１２０が基板１１０上に搭載されている。
【００２７】
圧電素板１２１は、安定した機械振動をするために圧電材料が用いられ、例えば、水晶が用いられる。ここで、圧電素板１２１の作製方法について説明する。圧電素板１２１は、人工水晶体から所定のカットアングルで所定の大きさとなるように切断され、圧電素板１２１が所定の厚みとなるまで研磨されて加工される。
【００２８】
励振電極１２２は、圧電素板１２１に電圧を印加するためのものである。励振電極１２２は、一対となっており、圧電素板１２１の上面と圧電素下１２１の下面とに設けられている。このとき、圧電素板１２１の上面に設けられた励振電極１２２と圧電素板１２１の下面に設けられた励振電極１２２とは、互いに対向している。励振電極１２２は、フォトリソグラフィー技術、蒸着技術、または、スパッタリング技術によって金属膜を圧電素板１２１の所定の位置に被着させて形成されている。
【００２９】
引出電極１２３は、振動素子１２０の外部から励振電極１２２に電圧を印加するためのものである。引出電極１２３は、一端が励振電極１２２に接続されつつ、他端が圧電素板１２１の上面、または、圧電素板１２１の下面の縁部に位置するように設けられている。
【００３０】
ここで、振動素子１２０の動作について説明する。振動素子１２０は、外部から、引出電極１２３に電圧が印加されると、引出電極１２３の他端が接続されている励振電極１２２に電圧が印加される。これにより、一対の励振電極１２２には、異なる電荷が蓄積されることとなり、逆圧電効果によって励振電極１２２に挟まれている圧電素板１２１の一部に歪みが生じ、変形する。その結果、圧電素板１２１は、変形前の姿に戻ろうとするため、圧電効果により励振電極１２２に最初に蓄積された電界と反対の電荷が蓄積される。つまり、励振電極１２２に電圧が印加されると、振動素子１２０は、圧電効果および逆圧電効果により励振電極１２２に挟まれた圧電素板１２１の一部が振動する。従って、振動素子１２０は、引出電極１２３に交流電圧を印加すると、励振電極１２２に異なる電荷が交互に蓄積されることとなり、圧電素板１２１を振動させることができる。
【００３１】
振動素子１２０を基板１１０の上面に搭載する搭載方法について説明する。まず、導電性接着剤１３０が、例えば、ディスペンサによって搭載パッド１１５の上面に塗布される。その後、振動素子１２０が導電性接着剤１３０上に搬送され、引出電極１２３と導電性接着剤１３０が接触するように、導電性接着剤１３０上に載置される。そして、その状態で、導電性接着剤１３０が加熱硬化される。これにより、導電性接着剤１３０により、搭載パッド１１５と引出電極１２３とが電気的に接続されつつ固着された状態で、振動素子１２０が基板１１０の上面に搭載される。
【００３２】
導電性接着剤１３０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、モリブデン、タングステン、白金、パラジウム、銀、チタン、ニッケル、または、ニッケル鉄のいずれか、或いは、これらの組合せを含むものが用いられている。また、バインダーとしては、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、または、ビスマレイミド樹脂が用いられる。
【００３３】
金属蓋体１４０は、基板１１０の上面と接合部材１５０により接合されて、基板１１０の上面に搭載されている振動素子１２０を気密封止するためのものである。また、金属蓋体１４０は、封止基部１４１と封止枠部１４２とから構成されている。
【００３４】
封止基部１４１は、矩形形状の平板状となっており、その主面の大きさが振動素子１２０の上面より大きく、かつ、基板１１０の上面より小さくなっている。封止基部１４１の下面には、凹部空間が形成されている。
【００３５】
封止枠部１４２は、枠部１４２ａと鍔部１４２ｂとから構成されている。枠部１４２ａは、封止基部１４１の下面に凹部空間を形成するためのものであり、封止基部１４１の下面の外縁に沿って設けられている。凹部空間内には、基板１１０の上面に搭載されている振動素子１２０が収容される。鍔部１４２ｂは、金属蓋体１４０と基板１１０とを接合する面積を確保し接合強度をあげるためのものである。
鍔部１４２ｂは、枠部１４２ａの外周面に沿って環状で、かつ、枠部１４２ａの外周側へ延設されている。
【００３６】
封止基部１４１および封止枠部１４２は、例えば、鉄、ニッケル、または、コバルトの少なくともいずれかを含む合金からなり、一体的に形成されている。このような金属蓋体１４０は、真空状態にある凹部空間、または、窒素ガスなどが充填された凹部空間を気密封止するためのものである。具体的には、金属蓋体１４０は、所定の雰囲気中で、封止枠部１４２の下面と基板１１０の上面との間、具体的には、枠部１４２ａの下面と基板１１０の上面との間および鍔部１４２ｂの下面と基板１１０の上面との間に設けられた接合部材１５０に熱が印加され、接合部材１５０が溶融され、金属蓋体１４０の下面と基板１１０の上面とが溶融接合される。
【００３７】
ここで、金属蓋体１４０の作製方法について説明する。金属蓋体１４０の作製には、従来周知のプレス加工が用いられる。まず、矩形形状の平板を準備し、金属蓋体１４０の凹部空間と同形状となっている凸部と凹部を有した一対の金型で、平板を挟み加圧し、封止基部１４１および封止枠部１４２を設け、凹部空間を形成する。このように、金属蓋体１４０は、プレス加工を用いて平板を塑性加工されることで作製されている。
【００３８】
接合部材１５０は、金属蓋体１４０の封止枠部１４２の下面と基板１１０の上面との間に設けられており、金属蓋体１４０と基板１１０とを接合するためのものである。接合部材１５０は、絶縁材料が用いられており、例えば、ガラスの場合には、摂氏３００度から摂氏４００度で溶融するガラスであり、例えば、バナジウムを含有した低融点ガラス、または、酸化系鉛ガラスから構成されている。酸化系鉛ガラスの組成は、酸化鉛、フッ化鉛、二酸化チタン、酸化ニオブ、酸化ビスマス、酸化ホウ素、酸化亜鉛、酸化第二鉄、酸化銅、および、酸化カルシウムとから構成されている。従って、接合部材１５０の下に位置する第一素子用配線部１１６ａ、第二素子用配線部１１６ｂおよび第四端子用配線部１１３ｄが、接合部材１５０または金属蓋体１４０を介して電気的に接続しないようにすることができる。
【００３９】
次に、接合部材１５０を用いて金属蓋体１４０と基板１１０とを接合する接合方法について説明する。接合部材１５０の原料となるガラスは、バインダー溶剤が加えられたペースト状であり、溶融された後、固化されることで他の部材と接着する。接合部材１５０は、例えば、ガラスフリットペーストをスクリーン印刷法で封止枠部１４２の下面に塗布され乾燥することで設けられている。
【００４０】
集積回路素子１６０は、発振回路の機能を備えており、振動素子１２０を発振させるためのものである。集積回路素子１６０は、振動素子１２０と隣接するようにして、基板１１０の上面に搭載されている。集積回路素子１６０の下面には、複数の接続端子が設けられている。接続端子は、例えば、第一接続端子、第二接続端子、第三接続端子、第四接続端子、第五接続端子および第六接続端子からなる。
【００４１】
第一接続端子は、例えば、集積回路素子１６０が駆動するときに、基準電位となるグランド電位が入力される端子である。第一接続端子は、基板１１０の上面に設けられている第一端子用接続パッド１１２ａの上に位置しており、半田等の金属材料により第一端子用接続パッド１１２ａと電気的に接続されている。従って、第一接続端子は、金属材料、第一端子用接続パッド１１２ａおよび第一端子用配線部１１３ａを介して、第一外部端子１１１ａと電気的に接続されている。つまり、第一外部端子１１１ａが電子機器等のマザーボードへ実装する際に、電子機器等のマザーボード上の基準電位であるグランド電位と接続されている実装パッドと接続固着されることで、第一接続端子はグランド電位と同電位となる。
【００４２】
第二接続端子は、例えば、集積回路素子１６０を駆動させるための電源電圧が入力される端子である。第二接続端子は、基板１１０の上面に設けられている第二端子用接続パッド１１２ｂの上に位置しており、半田等の金属材料により第二端子用接続パッド１１２ｂと電気的に接続されている。従って、第二接続端子は、金属材料、第二端子用接続パッド１１２ｂおよび第二端子用配線部１１３ｂを介して、第二外部端子１１１ｂと電気的に接続されている。つまり、第二外部端子１１１ｂが電子機器等のマザーボードへ実装する際に、マザーボード上に設けられた実装パッドから電源電圧が入力されることで、第二接続端子に電源電圧が入力され、集積回路素子１６０を駆動させることができる。
【００４３】
第三接続端子は、例えば、集積回路素子１６０から所定の周波数が電圧信号として出力される端子である。第三接続端子は、基板１１０の上面に設けられている第三端子用接続パッド１１２ｃの上に位置しており、半田等の金属材料により第三端子用接続パッド１１２ｃと電気的に接続されている。従って、第三接続端子は、金属材料、第三端子用接続パッド１１２ｃおよび第三端子用配線部１１３ｃを介して、第三外部端子１１１ｃと電気的に接続されている。つまり、第三外部端子１１１ｃから所定の周波数が信号電圧として出力されることとなる。
【００４４】
第四接続端子は、例えば、第三接続端子から出力される信号を調整するための調整用電圧が入力される端子である。第四接続端子は、基板１１０の上面に設けられている第四端子用接続パッド１１２ｄの上に位置しており、半田等の金蔵材料により第四端子用接続パッド１１２ｄと電気的に接続されている。従って、第四接続端子は、金属材料、第四端子用接続パッド１１２ｄおよび第四端子用配線部１１３ｄを介して、第四外部端子１１１ｄと電気的に接続されている。つまり、第四外部端子１１１ｄが電子機器等のマザーボードへ実装する際に、マザーボード上に設けられた実装パッドから調整用電圧が入力されることで、第四接続端子に調整用電圧が入力され、集積回路素子１６０の第三接続端子から出力される信号電圧を調整することができる。
【００４５】
第五接続端子は、例えば、振動素子１２０からの信号が入出力される端子である。第五接続端子は、基板１１０の上面に設けられている第一素子用接続パッド１１４ａ上に位置しており、半田等の金属材料により第一素子用接続パッド１１４ａと電気的に接続されている。従って、第五接続端子は、金属材料、第一素子用接続パッド１１４ａ、第一素子用配線部１１６ａ、第一搭載パッド１１５ａおよび導電性接着剤１３０によって振動素子１２０と電気的に接続されている。
【００４６】
第六接続端子は、例えば、振動素子１２０からの信号が入出力される端子である。第六接続端子は、基板１１０の上面に設けられている第二素子用接続パッド１１４ｂ上に位置しており、半田等の金属材料により第二素子用接続パッド１１４ｂと電気的に接続されている。従って、第六接続端子は、金属材料、第二素子用接続パッド１１４ｂ、第二素子用配線部１１６ｂ、第二搭載パッド１１５ｂおよび導電性接着剤１３０によって振動素子１２０と電気的に接続されている。
【００４７】
導電部材１７０は、導電材料からなり、端子用配線部１１３の一つと金属蓋体１４０とを電気的に接続させるためのものである。導電部材１７０は、電子機器等のマザーボード上の基準電位であるグランド電位と接続されている実装パッドに接続固着される第一端子用配線部１１３ａの一部に接着しており、かつ、金属蓋体１４０の封止枠部１４２の外周面に接着している。従って、金属蓋体１４０が導電部材１７０および第一端子用配線部１１３ａを介して第一外部端子１１１ａと電気的に接続された状態となっており、第一外部端子１１１ａをグランド電位と接続されている実装パッドに接続固着することで金属蓋体１４０をグランド電位と同電位にすることができる。
【００４８】
導電部材１７０は、例えば、導電性の接着剤が用いられる。導電部材１７０は、例えば、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、モリブデン、タングステン、白金、パラジウム、銀、チタン、ニッケル、または、ニッケル鉄のいずれか、或いは、これらの組合せを含むものが用いられている。また、バインダーとしては、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、または、ビスマレイミド樹脂が用いられる。なお、導電部材１７０は、ディスペンサによって金属蓋体１４０の封止枠部１４２の外周面に接触しつつ第一端子用配線部１１３ａに接触する位置に塗布され、その状態で加熱硬化されることで形成されている。
【００４９】
本実施形態における圧電発振器では、端子用配線部１１３が基板１１０に設けられている。この端子用配線部１１３は基板１１０の下面に設けられている外部端子１１１と基板１１０の上面に設けられている端子用接続パッド１１２とが電気的に接続されている。また、本実施形態における圧電発振器では、導電部材１７０によって、金属蓋体１４０と所定の一つの端子用配線部１１３、具体的には、第一端子用配線部１１３ａとが電気的に接続されている。つまり、本実施形態における圧電発振器では、第一端子用配線部１１３ａが接続されている第一外部端子１１１ａが第一端子用配線部１１３ａと導電部材１７０を介して金属蓋体１４０と電気的に接続されている状態にすることができる。従って、本実施形態における圧電発振器では、電子機器等のマザーボード上に実装するとき、第一外部端子１１１ａを、電子機器等のマザーボード上の基準電位であるグランド電位と接続されている実装パッドと接続させて、絶縁材料である接合部材１５０により基板１１０に接合されている金属蓋体１４０を第一端子用配線部１１３ａおよび導電部材１７０を介してグランド電位と同電位とすることができる。また、本実施形態の圧電発振器は、振動素子１２０が基板１１０の上面に設けられた搭載パッド１１５に搭載され、接合部材１５０により基板１１０と金属蓋体１４０とが接合され、振動素子１２０が基板１１０と金属蓋体１４０とで囲まれた空間内に気密封止されている。このため、このような圧電発振器では、金属蓋体１４０をグランド電位と同電位にすることによって、振動素子１２０を静電シールドで囲まれた状態に近づけることができる。つまり、本実施形態の圧電発振器は、電子機器等のマザーボード上に実装するときに、導電部材１７０が固着されている端子用配線部１１３が接続されている外部端子１１１、具体的には、第一外部端子１１１ａを、グランド電位に接続されている実装パッドに接続固着させることで、振動素子１２０の励振電極１２２と金属蓋体１４０との間に生じる浮遊容量、または、振動素子１２０の励振電極１２２と圧電発振器の外部との間に生じる浮遊容量を、従来の圧電発振器と比較して、低減させることができ、浮遊容量による周波数変動を抑え、出力される信号を安定させることが可能となる。
【００５０】
また、本実施形態における圧電発振器では、平面視して、素子用配線部１１６の一部が封止枠部１４２の内縁に沿って設けられている。このため、素子用配線部１１６の一部が金属蓋体１４０の凹部空間内に収納した状態となり、素子用配線部１１６に静電気等の塵等が付着し素子用配線部１１６上を伝送する信号が不安定となることを低減させることができ、集積回路素子１６０および本実施形態の圧電発振器から出力される信号が不安定となることを抑えることができる。
【００５１】
また、素子用配線部１１６の一部が金属蓋体１４０の凹部空間内に収納した状態となっているため、金属蓋体１４０が電子機器等のマザーボード上のグランド電位と同電位となっている場合、素子用配線部１１６の一部を静電シールドで囲まれた状態に近づけることができる。従って、本実施形態の圧電発振器では、素子用配線部１１６上に伝送される信号が圧電発振器の外部の信号と結合され不安定となることを低減させることができ、集積回路素子１６０および本実施形態の圧電発振器から出力される信号が不安定となることを抑えることができる。
【００５２】
また、本実施形態の圧電発振器は、所定の一つの端子用配線部１１３の一部が封止枠部１４２の外縁部に沿って設けられている。具体的には、本実施形態の圧電発振器では、平面視して、第一端子用配線部１１３ａの一部が封止枠部１４２の鍔部１４２ｂの外縁部に沿って設けられている。また、本実施形態の圧電発振器では、第一端子用配線部１１３ａと金属蓋体１４０の封止枠部１４２とが導電部材１７０によって接着され電気的に接続されている。従って、本実施形態の圧電発振器では、封止枠部１４２と第一端子用配線部１１３ａとの間隔を短くすることができるので、第一端子用配線部１１３ａおよび封止枠部１４２に接触しつつ、他の端子用配線部１１３ｂ、１１３ｃ、１１３ｄおよび素子用配線部１１６と付着し他の配線部と金属蓋体１４０とが短絡することがないように、導電部材１７０を容易に設けることが可能となり、生産性を向上させることができる。
【００５３】
また、本実施形態の圧電発振器は、端子用配線部１１３および素子用配線部１１６が基板１１０の表面に設けられている。従って、本実施形態の圧電発振器では、単層の絶縁層からなる基板１１０を用いることができ、従来と比較して基板１１０を薄型化させることができる。よって、本実施形態の圧電発振器は、従来と比較して薄型化することが可能となる。
【００５４】
（変形例）
以下、本実施形態における変形例における圧電発振器について説明する。なお、本実施形態の変形例における圧電発振器のうち、上述した圧電発振器と同様の部分については、同一の符号を付して適宜説明を省略する。本実施形態における圧電発振器は、図４に示されているように、端子用配線部２１３の一部と素子用配線部２１６の一部とが間に絶縁層２８０が設けられた状態で交差している点で実施形態と異なる。
【００５５】
基板２１０には、平面視して、外部端子２１１と端子用接続パッド２１２とを電気的に接続している端子用配線部２１３が素子用搭載パッド２１４と搭載パッド２１５とを電気的に接続している素子用配線部２１６と交差している交差部（図示せず）がある。このとき、交差している端子用配線部２１３と素子用配線部２１６との間には、絶縁層２８０が設けられている。
【００５６】
基板２１０の下面に設けられている外部端子２１１は、第一外部端子２１１ａ、第二外部端子２１１ｂ、第三外部端子２１１ｃおよび第四外部端子２１１ｄとからなる。このとき、外部端子２１１は、基板２１０の下面の四隅に一つずつ設けられている。第一外部端子２１１ａは、例えば、グランド電位と同電位となるグランド端子となる。
【００５７】
端子用接続パッド２１２は、端子用配線部２１３に接続されており、基板２１０の下面に設けられている外部端子２１１と電気的に接続されている。端子用接続パッド２１２は、例えば、第一端子用接続パッド２１２ａ、第二端子用接続パッド２１２ｂ、第三端子用接続パッド２１２ｃおよび第四端子用接続パッド２１２ｄからなる。
【００５８】
端子用配線部２１３は、基板２１０に設けられており、基板２１０の下面に設けられている外部端子２１１と基板２１０の上面に設けられている端子用接続パッド２１２とを電気的に接続させるためのものである。端子用配線部２１３は、例えば、第一端子用配線部２１３ａ、第二端子用配線部２１３ｂ、第三端子用配線部２１３ｃおよび第四端子用配線部２１３ｄからなる。
【００５９】
第一端子用配線部２１３ａは、一端が第一外部端子２１１ａに接続され、他端が第一端子用接続パッド２１２ａに接続されており、第一外部端子２１１ａと第一端子用接続パッド２１２ａとを電気的に接続させている。また、第一端子用配線部２１３ａは、平面視して、その一部が金属蓋体１４０の封止枠部１４２の外縁部に沿って設けられている。また、第一端子用配線部２１３ａは、導電部材により固着されており、導電部材によって金属蓋体１４０と電気的に接続された状態となる。また、第一端子用配線部２１３ａには、第一端子用配線部２１３ａの下に絶縁層２８０が設けられており、第一素子用配線部２１６ａおよび第四端子用配線部２１３ｄが絶縁層２８０を介した状態で交差している部分がある。このとき、第一端子用配線部２１３ａと第一素子用配線部２１６ａ、および、第一端子用配線部２１３ａと第四端子用配線部２１３ｄは、絶縁層２８０により絶縁された状態となっている。
【００６０】
第二端子用配線部２１３ｂは、一端が第二外部端子２１１ｂに接続され、他端が第二端子用接続パッド２１２ｂに接続されており、第二外部端子２１１ｂと第二端子用接続パッド２１２ｂとを電気的に接続させている。また、第二端子用配線部２１３ｂの下に絶縁層２８０が設けられており、第二素子用配線部２１６ｂが絶縁層２８０を介した状態で交差している部分がある。このとき、第二端子用配線部２１３ｂと第二素子用配線部２１６ｂは、絶縁層２８０により絶縁された状態となっている。
【００６１】
第三端子用配線部２１３ｃは、一端が第三外部端子２１１ｃに接続され、他端が第三端子用接続パッド２１２ｃに接続されており、第三外部端子２１１ｃと第三端子用接続パッド２１２ｃとを電気的に接続させている。
【００６２】
第四端子用配線部２１３ｄは、一端が第四外部端子２１１ｄに接続され、他端が第四端子用接続パッド２１２ｄに接続されており、第四外部端子２１１ｄと第四端子用接続パッド２１２ｄとを電気的に接続させている。また、第四端子用配線部２１３ｄは、平面視して、その一部が、金属蓋体１４０の封止枠部１４２の内周縁に沿って設けられている。このため、第四端子用配線部２１３ｄの一部が金属蓋体１４０で覆うことができるので、静電気を帯びた塵等が付着し、第四端子用配線部２１３ｄ上を伝送される信号が不安定となることを低減させることが可能となる。なお、本実施形態の圧電発振器では、第四端子用配線部２１３ｄは、接合部材と接触しているが金属蓋体１４０とは接触していない状態となっており、第四端子用配線部２１３ｄが金属蓋体１４０と電気的に接続されない状態となっている。また、第四端子用配線部２１３ｄは、平面視して、第一端子用配線部２１３ａと交差している部分がある。この交差している部分では、第四端子用配線部２１３ｄの上面に絶縁層２８０が設けられ、さらに、絶縁層２８０の上面に第一端子用配線部２１３ａが設けられた状態となっている。従って、第四端子用配線部２１３ｄと第一端子用配線部２１３ａとが交差している部分では、絶縁層２８０により第四端子用配線部２１３ｄと第一端子用配線部２１３ａが絶縁された状態となっている。
【００６３】
素子用配線部２１６は、例えば、第一素子用配線部２１６ａと第二素子用配線部２１６ｂとからなる。また、素子用配線部２１６は、平面視して、絶縁層２８０を間に設けた状態で端子用配線部２１３と交差している。第一素子用配線部２１６ａおよび第二素子用配線部２１６ｂは、平面視して、その一部が、金属蓋体１４０の封止枠部１４２の内周縁に沿って設けられている。
【００６４】
絶縁層２８０は、端子用配線部２１３と素子用配線部２１６とが交差、および端子用配線部２１３同士が交差している部分で、端子用配線部２１３と素子用配線部２１６との間、および、端子用配線部２１３間で電気的に接続されることを防ぐためのものである。具体的には、絶縁層２８０は、第一素子用配線部２１６ａ、第二素子用配線部２１６ｂおよび第四端子用配線部２１３ｄの上面であって、第一素子用配線部２１６ａと第一端子用配線部２１３ａとが交差している部分、第二素子用配線部２１６ｂと第二端子用配線部２１３ｂとが交差している部分、および、第一端子用配線部２１３ａと第四端子用配線部２１３ｄとが交差している部分に設けられている。
【００６５】
絶縁層２８０は、例えば、絶縁材料が用いられており、例えば、ガラス（ガラスコート層）からなる。ガラスは、例えば、ホウケイ酸ガラスを主成分としている。また、絶縁層２８０は、基板２１０と金属蓋体１４０を接合部材により接合するときに熱が加わっても溶融しない。
【００６６】
ここで、基板２１０の作製方法について説明する。基板２１０がアルミナセラミックスからなる場合、まず、所定のセラミック材料粉末に適当な有機溶剤等を添加・混合して得た複数のセラミックグリーンシートを準備し、このグリーンシートの導電パターンとなる部分、具体的には、外部端子２１１、端子用接続パッド２１２、素子用接続パッド２１４、搭載パッド２１５、素子用配線部２１６、第二端子用配線部２１３ｂ、第三端子用配線部２１３ｃおよび第四端子用配線部２１３ｄとなる部分に導電ペーストを塗布し、焼成する。さらに、その後、絶縁層２８０となる部分に溶融したガラスを塗布、固化させて絶縁層２８０を設け、第一端子用配線部２１３ａとなる部分に導電ペーストを塗布し、焼成する。このようにして、基板２１０は、形成されている。
【００６７】
本実施形態の変形例における圧電発振器では、端子用配線部２１３と素子用配線部２１６とが交差している交差部があり、この交差部の端子用配線部２１３と素子用配線部２１６との間には絶縁層２８０が設けられているので、複雑な配線を必要とせず、基板２１０の面積を縮小することが可能となり、小型化することが可能となる。
【００６８】
なお、ここでは、接合部材がガラスからなる場合について説明しているが、金属蓋体の下面と基板の上面とを接合しかつ絶縁材料であれば、例えば、エポキシ樹脂またはポリイミド樹脂であってもよい。
【００６９】
また、導電部材が導電性の接着剤からなる場合について説明しているが、金属蓋体と所定の一つの端子用配線部とを電気的に接続することができれば、例えば、半田等の金属材料であってもよい。このとき、導電部材は、熱により溶融された金属材料が金属蓋体の封止枠部の側面と所定の一つの端子用配線部とに接触するように塗付され、固化することで形成される。
【００７０】
また、本実施形態の圧電発振器では特に図示しないが、基板上であって集積回路素子および金属蓋体を覆うように絶縁樹脂を設けてもよい。
【符号の説明】
【００７１】
１１０・・・基板
１１１、２１１・・・外部端子
１１２、２１２・・・端子用接続パッド
１１３、２１３・・・端子用配線部
１１４、２１４・・・素子用接続パッド
１１５、２１５・・・搭載パッド
１１６、２１６・・・素子用配線部
１２０・・・振動素子
１２１・・・圧電素板
１２２・・・励振電極
１２３・・・引出電極
１３０・・・導電性接着剤
１４０・・・金属蓋体
１４１・・・封止基部
１４２・・・封止枠部
１４２ａ・・・枠部
１４２ｂ・・・鍔部
１５０・・・接合部材
１６０・・・集積回路素子
１７０・・・導電部材
【図１】
2015126498.tif 000003
【図２】
2015126498.tif 000004
【図３】
2015126498.tif 000005
【図４】
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