(57)【要約】【課題】本発明の目的は、蓋体表面の面積が非常に狭くなっても、各種情報データを個々の圧電デバイスに搭載可能な圧電デバイスを提供することにある。【解決手段】圧電振動素子１１の固定された一辺と対向する一辺端部が配置された位置に相対する凹部空間１５内底面に、樹脂２０でモールドされた圧電振動素子１１とは電気的に接続していないＩＣチップ１９が形成されており、且つ凹部空間１５内表面にはＩＣチップ１９と電気的接続したアンテナ部１６が形成されており、更に樹脂２０の一部が圧電振動素子１１の辺端部と接触している圧電デバイス。【選択図】図３
2008092110.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、
絶縁材により形成され、一方の主面に開口部を有する少なくとも１つの凹部空間が形成された略直方体の容器体と、
前記凹部空間内底面の一辺近傍に前記一辺に沿って形成された一対の素子接続電極パッドに電気的且つ機械的に接続することで一辺が固定された、主面形状が四角形の平板状の圧電振動素子と
を有する構造の圧電デバイスにおいて、
前記圧電振動素子の固定された一辺と対向する一辺端部が配置された位置に相対する前記凹部空間内底面に、樹脂でモールドされた前記圧電振動素子とは電気的に接続していないＩＣチップが形成されており、且つ前記凹部空間内表面には前記ＩＣチップと電気的接続したアンテナ部が形成されており、更に前記樹脂の一部が前記圧電振動素子の辺端部と接触していることを特徴とする圧電デバイス。
【請求項２】
前記ＩＣチップを構成するメモリ部内には、非接触型データ読取／書込手段により入出力される前記圧電デバイスに関する仕様データ、製造履歴データ又は特性データのうち少なくとも１つが保存されていることを特徴とする請求項１記載の圧電デバイス。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子機器内に使用される電子部品の一つである圧電デバイスに関し、特に小型化が著しく進んだ圧電デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯用通信機器等の電子機器には、その電子機器或いは電子機器に搭載される電子部品の基準信号やクロック信号等の発生源として用いられる圧電振動子や圧電発振器、又は電子機器が送受信する特定の周波数帯域信号以外を遮断する圧電フィルタ等の圧電デバイスが使用されている。
【０００３】
このような圧電デバイスを、圧電デバイスの一つである圧電振動子を例に説明する。即ち、図４に図示したように、容器体４０に形成された凹部空間４５内底面には、一対の素子搭載パッド４７が設けられている。この素子搭載パッド４７上には、導電性接着剤４３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水晶材による圧電振動素子４１が搭載されており、この圧電振動素子４１を内包した凹部空間４５を囲繞する容器体４０の側壁部の開口側頂面には全周にわたって封止用導体パターン４２が取着されている。この封止用導体パターン４２上に平板状の金属製蓋体４４を被せ、シーム溶接等で封止用導体パターン４２と蓋体４４縁部とを溶接接合することにより、圧電振動素子４１の搭載空間（凹部空間４５）を気密封止した圧電振動子４である。（例えば、下記特許文献１を参照。）
【０００４】
このような圧電振動子４において、容器体４０の実装側主面に設けられる入出力端子並びにグランド端子等で構成される外部接続用電極端子４９を介して、容器体４０内部に搭載された圧電振動素子４１の励振用電極間に外部からの交番電圧が印加されると、圧電振動素子４１の形態等に応じた所定の振動モード及び周波数で振動を起こすようになっており、その周波数に基づいて外部の発振回路で所定周波数の基準信号が発振・出力される。このような基準信号は携帯用通信機器等の電子機器におけるクロック信号として利用されることとなる。
【０００５】
又、上述した金属製蓋体４４の外部露出主面には、凹部空間内に搭載した圧電振動素子４１の共振周波数値、製造者表示及び製造ロット番号等の、その圧電振動子４に関する各種表示がされている。
【０００６】
尚、上述した圧電振動子以外の他の圧電デバイスとしては、上述したような容器体内の凹部空間内に、圧電振動素子と、この圧電振動素子と電気的に接続した発振回路を内蔵した集積回路素子とを一緒に搭載した形態の圧電発振器や、内部に搭載する圧電振動素子をフィルタとして機能させた圧電フィルタ等がある。
【０００７】
前述のような圧電振動子等を含む圧電デバイスについては、以下のような先行技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００２―１１１４３５号公報（第５−６頁、図２）
【特許文献２】特開平９−３３１２２８号公報
【特許文献３】特開２００１−１８５９８６号公報
【０００８】
尚、出願人は、前記した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を本件出願時までに発見するに到らなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、上述した従来の圧電デバイスでは、板状の蓋体の外側主面に、当該圧電デバイスに関する発振周波数値、製造元を示すサービスマーク或いは製造ロット番号等の各種情報データが、印刷又はレーザなどによるエッチングにより形成されているが、圧電デバイスの外形サイズが、長さ２．５ｍｍ×幅２．０ｍｍ×厚さ０．９ｍｍ以下となるように著しく小型化が進んだ場合に、蓋体表面の面積が非常に狭くなってしまい、上述したような各種情報データを肉眼で認識できるように蓋体表面に記載することが不可能となる可能性がある。
【００１０】
又、容器体に形成された凹部空間内に圧電振動素子を搭載する際に、圧電振動素子の一辺を固着保持する所謂片持ち保持形態を用いた場合、どうしても圧電振動素子の固着保持している一辺と対向する固定していない辺端部の凹部空間内における位置が圧電デバイスの厚み方向で一定せず、個々の圧電デバイス間の振動特性にばらつきが生じる虞がある。
【００１１】
本発明は上記課題に鑑み出されたものであり、従ってその目的は、蓋体表面の面積が非常に狭くなっても、上述したような各種情報データを個々のデバイス本体に搭載可能であり、且つ特性も良好な圧電デバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明における圧電デバイスは、少なくとも、  絶縁材により形成され、一方の主面に開口部を有する少なくとも１つの凹部空間が形成された略直方体の容器体と、この凹部空間内底面の一辺近傍に前記一辺に沿って形成された一対の素子接続電極パッドに電気的且つ機械的に接続することで一辺が固定された、主面形状が四角形の平板状の圧電振動素子とを有する構造の圧電デバイスにおいて、
この圧電振動素子の固定された一辺と対向する一辺端部が配置された位置に相対する凹部空間内底面に、樹脂でモールドされた、圧電振動素子とは電気的に接続していないＩＣチップが形成されており、且つ凹部空間内表面にはこのＩＣチップと電気的接続したアンテナ部が形成されており、更に樹脂の一部が圧電振動素子の辺端部と接触していることを特徴とする。
【００１３】
又、本発明における圧電デバイスは、上記構成において、ＩＣチップを構成するメモリ部内には、非接触型データ読取／書込手段により入出力される圧電デバイスに関する仕様データ、製造履歴データ又は特性データのうち少なくとも１つが保存されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の圧電デバイスによれば、ＩＣチップ及びそれに接続したアンテナ部により、ＩＣチップ内に、個々の圧電デバイスに記録すべき各種情報データを、非接触型読取／書込手段により記録及び読取表示可能となり、圧電デバイスの外形サイズが、著しく小型化が進んだ場合でも各種情報データを個々の圧電デバイスに記録しておくことが可能と成る。また、従来の蓋体に記載している情報データ量に比べ、本発明におけるＩＣチップ内に記録できる情報データ量は遙かに大量の情報データ量を記録できるので、個々の圧電デバイスにおける特性データ等、従来では記録することが不可能であった情報データも個々の圧電デバイス内に記録しておくことができる。更に、製品の出荷の際に、複数個の圧電デバイスが梱包された状態で個々のＩＣチップ内に記録されている情報データを非接触型読取／書込手段により読み取ることにより、指定仕様外の圧電デバイスが混入していた場合、肉眼等で個々に検査するより著しく早く且つ確実に異物を発見でき、出荷後のユーザからの不具合クレームの発生を減少できる。
【００１５】
又、ＩＣチップをモールドしている樹脂が、圧電振動素子の固定されていない辺端部（自由端部）を凹部空間内底面側から支える支持部材として機能し、これにより圧電振動素子を凹部空間内でほぼ凹部空間内底面に対して平行に保持することが可能となる。
【００１６】
因って、本発明により、小型化が進んだ圧電デバイスにおいても、個々の圧電デバイスに各種情報データを搭載することができると同時に、内部に搭載した圧電振動素子の姿勢を良好に保持することで圧電振動素子の振動特性も良好な圧電デバイスを提供できる効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、本発明における圧電デバイスの実施形態を図示しながら説明する。
図１は、本発明における圧電デバイスの一実施形態を、圧電デバイスの一つである圧電振動子を例に示した分解外観斜視図であり、図２は、図１に記載の容器体を示した構造図であり、（ａ）は凹部空間開口部側から見た平面図であり、（ｂ）は（ａ）記載の仮想切断線Ａ−Ａ′で切断した場合の概略断面図である。図３は、図２に記載の容器体に圧電振動素子を搭載した場合の構造図であり、（ａ）は蓋体搭載前に凹部空間１５開口部側から見た場合の平面図であり、（ｂ）は蓋体１４を載置後（ａ）記載の仮想切断線Ｂ−Ｂ′で切断した場合の概略断面図である。図５は、本発明における圧電デバイスの実施形態を、圧電デバイスの一つである圧電発振器を例に示した概略断面図である。尚、各図では、説明を明りょうにするため構造体の一部を図示せず、また寸法も一部誇張して図示している。特に各部分の厚み寸法は誇張して図示している。
【実施例】
【００１８】
即ち、図１、図２及び図３の各図における容器体１０は、例えば、ガラス−セラミック、アルミナセラミックス等の絶縁材から成る主面形状が四角形の基板１２と、基板１２と同様の絶縁材から成り、その外周形状が基板１２の主面外周形状と同一形状の枠状の側壁部１３から成り、基板１２の上主面に側壁部１３を取着させ、基板１２上主面と側壁部１３の内周面とにより構成された凹部空間１５の内部底面の一短辺近傍にその短辺に沿った形態で素子接続電極パッド１７が形成され、その上に導電性接着剤１８を介して圧電振動素子１１が、圧電振動素子１１の一短辺を固着形成されて構成されている。また、本発明の特徴部分として、素子接続電極パッド１７に固着されている圧電振動素子１１の一短辺に対向する圧電振動素子１１の固定されていない短辺端縁部に相対する凹部空間１５の内部底面にはＩＣチップ１９が配置されている。更にＩＣチップ１９からは、凹部空間１５の内部底面の周囲にループ状のアンテナ部１６が形成されている。ここでＩＣチップ１９の上面には樹脂２０が被覆されており、樹脂２０の表面と圧電振動素子１１の辺端部とは接触するか著しく近接する構造となっている。
【００１９】
図１及び図３（ｂ）に示した圧電振動子１は、その内部に、具体的には、基板１２の上主面と側壁部１３の内周面と蓋体１４の下主面とで囲繞される凹部空間１５内に圧電振動素子１１が収容されて、更に蓋体１４が側壁部１３の開口側頂面上に凹部空間開口部を覆う形態で載置接合されることで凹部空間１５内が気密封止されており、凹部空間１５内に露出する基板１２の上主面には、上述したように圧電振動素子１１の表裏両主面に形成された励振用電極に各々接続される一対の素子接続電極パッド１７が、基板１２の下主面の四隅部には他のマザーボード等の外部の実装回路基板に接続するための外部接続用電極端子２１がそれぞれ設けられ、これらのパッドや端子は基板１２表面の導配線パターン（不図示）や基板１２内部に埋設されているビアホール導体（不図示）等を介して、対応するもの同士、相互に電気的に接続されている。また、上述のように本発明の圧電振動子１においては凹部空間１５の内部底面の所定の位置にはＩＣチップ１９が配置されている。このＩＣチップ内に形成されている電子回路網と圧電振動素子１１の励振用電極とは電気的に接続していない。このＩＣチップ１９には個々の圧電振動子１に関する発振周波数、負荷容量値及びクリスタルインピーダンス値等の仕様データや、製造社名、製造年月及び製造ロット番号等の製造履歴データ、更に温度特性データや低ドライブ特性データ等の特性データが記憶されている。また、このＩＣチップ１９内に記憶する又は記載されたデータを外部のデータ読込／書込用送受信手段で送受信するための送信アンテナとなるアンテナ部１６が凹部空間１５内表面にループ状に形成されており、このアンテナ部１６を介してＩＣチップ１９と無線で送受信された情報データは、データ読込／書込用送受信手段の表示手段、或いはデータ読込／書込用送受信手段に接続した電子計算機の表示手段に表示し確認できる。
【００２０】
また、基板１２の下主面に設けられている４つの外部接続用電極端子２１は、圧電振動子１をマザーボード等の外部の実装回路基板に接続固定するための端子として機能するものであり、圧電振動子１を実装回路基板上に搭載する際、実装回路基板の回路配線と半田等の導電性接合材を介して電気的且つ機械的に接続固定されるように成っている。
【００２１】
一方、圧電振動子１の内部に収容される圧電振動素子１１は、例えば圧電振動素子を構成する圧電材として水晶を用いた場合では、人工水晶体より所定のカットアングルで切り出された圧電素板に外形加工施し、その両主面に圧電素板本体を間に挟む形態で一対の励振用電極が被着形成されて成り、外部からの変動電圧が一対の励振用電極を介して圧電素板に印加されると、主となる振動モードで所定の周波数の振動を起こす。尚、圧電材としては他にタンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム又は圧電セラミックス等を用いても構わない。
【００２２】
更に本発明の他の特徴部分としては図１〜図３に示すように、圧電振動素子１１の固定された一短辺と対向する一短辺端部が配置された位置に相対する凹部空間１５内底面に、樹脂２０でモールドされた圧電振動素子１１とは電気的に接続していないＩＣチップ１９が形成されていることから、ＩＣチップ１９が圧電振動素子１１の固定されていない一短辺を支える支持部材として機能し、圧電振動素子１１を凹部空間内底面に対しほぼ平行に保持することが可能となる。これにより、圧電振動素子１１と蓋体１４或いは凹部空間１５内底面との間に生じる浮遊容量値が個々の圧電振動子の保持姿勢が不定のためにばらつき、個々の圧電振動子で特性が異なってしまうという不具合を回避することができる。
【００２３】
尚、本発明は上述の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。
【００２４】
例えば、上述の実施形態においては、圧電振動子を例に説明したが、他に容器体内の凹部空間内に、圧電振動素子と、この圧電振動素子と電気的に接続した発振回路を内蔵した集積回路素子とを搭載した形態の圧電発振器や、内部に搭載する圧電振動素子をフィルタとして機能させた圧電フィルタにおいても、上述した実施形態で樹脂モールドされたＩＣチップ及びアンテナ部を形成し、各種情報データを非接触でＩＣチップ内へ書込或いはＩＣチップ内から読取ことにより本発明と同様の効果を奏することができる。図５には、本発明における課題解決手段を、容器体５０に、圧電振動素子１１と、少なくとも圧電振動素子１１に形成された励振用電極と電気的に接続した発振回路を内蔵する集積回路素子５１とを搭載した圧電発振器５に適用した場合を示している。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本発明おける圧電デバイスの実施形態を、圧電デバイスの一つである圧電振動子を例に示した分解外観斜視図である。
【図２】図２は、図１に示した容器体の構造図であり、（ａ）は凹部空間開口部側から見た場合の平面図であり、（ｂ）は（ａ）記載の仮想切断線Ａ−Ａ′で切断した場合の概略断面図である。
【図３】図３は、図２に記載の容器体に圧電振動素子を搭載した場合の構造図であり、（ａ）は蓋体載置前に凹部空間開口部側から見た場合の平面図であり、（ｂ）は蓋体を載置後（ａ）記載の仮想切断線Ｂ−Ｂ′で切断した場合の概略断面図である。
【図４】図４は、従来の圧電デバイス実施形態を、圧電デバイスの一つである圧電振動子を例に示したものであり、（ａ）は蓋体側から見た平面図であり、（ｂ）は（ａ）記載の仮想切断線Ｃ−Ｃ′で切断した場合の概略断面図である。
【図５】図５は、本発明おける圧電デバイスの実施形態を、圧電デバイスの一つである圧電発振器を例に示した概略断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１・・・圧電振動子（圧電デバイス）
１０・・・容器体
１１・・・圧電振動素子
１２・・・基板
１３・・・側壁部
１４・・・蓋体
１５・・・凹部空間
１６・・・アンテナ部
１７・・・素子接続電極パッド
１８・・・導電性接着剤
１９・・・ＩＣチップ
２０・・・樹脂
２１・・・外部接続用電極端子
５・・・圧電発振器（圧電デバイス）
【図１】
2008092110.tif 000003
【図２】
2008092110.tif 000004
【図３】
2008092110.tif 000005
【図４】
2008092110.tif 000006
【図５】
2008092110.tif 000007