(57)【要約】【課題】モニタ用電極端子の主面面積が縮小されたことにより、電気特性測定器のコンタクトピンを接触させることが困難になった。よって接触不良による検査の作業性や効率が著しく低下してしまうといった課題があった。【解決手段】圧電発振器の外底面下には、圧電発振器の外底面面積より広い主面面積を有する支持基板が配置されており、圧電発振器の外底面に形成した基板接続用電極端子と、支持基板の一方の主面に形成された発振器搭載パッド上とが電気的且つ機械的に接続されており、支持基板に圧電発振器を配置した際に、圧電発振器配置領域外となる支持基板の一方の主面の領域には、容器体を介して圧電振動素子と電気的に接続するモニタ用電極端子が設けられている圧電発振器である。【選択図】図１
2008085962.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
矩形状の容器体の凹部空間内底面に素子搭載パッドが形成され、前記素子搭載パッドに圧電振動素子並びに前記圧電振動素子と電気的に接続する電子回路網が内蔵された集積回路素子が搭載されており、前記容器体の側壁頂部には前記凹部空間の開口部を覆う矩形状の蓋体が配置されており、前記蓋体と前記側壁頂部に設けた封止用導体パターンとを固着し、前記容器体内の圧電振動素子並びに集積回路素子を気密封止する形態で少なくとも構成された圧電発振器であって、
前記圧電発振器の外底面下には、前記圧電発振器の外底面面積より広い主面面積を有する支持基板が配置されており、前記圧電発振器の外底面に形成した基板接続用電極端子と、前記支持基板の一方の主面に形成された発振器搭載パッド上とが電気的且つ機械的に接続されており、前記支持基板に前記圧電発振器を配置した際に、前記圧電発振器配置領域外の前記支持基板の一方の主面には、前記容器体を介して、前記圧電振動素子と電気的に接続したモニタ用電極端子が設けられていることを特徴とする圧電発振器。
【請求項２】
前記モニタ用電極端子が、前記支持基板上に配置された金属ポスト体により構成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、携帯用通信機器等の電子機器に用いられる電子部品の１つである圧電発振器のうち、容器体上に少なくとも圧電振動素子と集積回路素子を搭載した圧電発振器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯用通信機器等の電子機器には、電気機器或いは電子機器に搭載する電子部品の動作基準信号やクロック信号等の発生源として用いる、電子部品の一つである圧電発振器が使用されている。
【０００３】
かかる従来の圧電発振器を説明する。即ち、セラミック材料等から成る容器体に形成された凹部空間内に、水晶、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を素材とする矩形平板状の圧電振動素子を、その一短辺端部でのみ保持する形態で搭載し、且つ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、更に前記容器体上に金属製の蓋体を載置固定することにより圧電振動素子及び集積回路素子が搭載された凹部空間を気密封止することより圧電発振器が構成されている。（例えば、特許文献１を参照）。また、この圧電発振器には、前記容器体の側壁外側面に、凹部空間内に搭載されている圧電振動素子の電気的特性を測定するためのモニタ用電極端子が設けられている。（例えば、特許文献２を参照）。
【０００４】
上述したような形態の圧電発振器については以下のような先行技術文献が開示されている。
【特許文献１】特開２００４−１５４４１号公報
【特許文献２】特開２００４−２１５７９９号公報
【特許文献３】特開２００１−１１９２４４号公報
【特許文献４】特開２００２−２８０８３５号公報
【０００５】
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】
【０００６】
上述した従来の圧電発振器においては、通常、発振器の組み立てが完了した後、圧電振動素子のクリスタルインピーダンス（以下、ＣＩという）特性を電気特性測定器で測定することにより、圧電発振器としての電気的特性の良否検査を行うようにしている。そのため、容器体の側壁外側面にモニタ用電極端子が被着形成されていたが、圧電発振器本体にモニタ用電極端子に形成した場合、そのモニタ用電極端子の形成面積が小さくなってしまい、電気特性測定器のコンタクトピンをモニタ用電極端子に、簡易且つ確実に接触させることが困難となる虞があり、コンタクトピンとモニタ用電極端子間の接触不良により、特性検査の作業性や効率が著しく低下してしまうといった課題があった。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑み案出されたもので、その目的は、組み立て後であっても、圧電振動素子の特性測定検査を容易且つ確実に行うことができ、生産性や作業性を向上させることができる圧電発振器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上述した課題を解決するために成されたものであり、矩形状の容器体の凹部空間内底面に素子搭載パッドが形成され、この素子搭載パッドに圧電振動素子並びに圧電振動素子と電気的に接続する電子回路網が内蔵された集積回路素子が搭載されており、容器体の側壁頂部には凹部空間の開口部を覆う矩形状の蓋体が配置されており、この蓋体と側壁頂部に設けた封止用導体パターンとを固着し、容器体内の圧電振動素子並びに集積回路素子を気密封止する形態で少なくとも構成された圧電発振器であって、
前述した圧電発振器の外底面下には、圧電発振器の外底面面積より広い主面面積を有する支持基板が配置されており、圧電発振器の外底面に形成した基板接続用電極端子と、支持基板の一方の主面に形成された発振器搭載パッド上とが電気的且つ機械的に接続されており、支持基板に圧電発振器を配置した際に、圧電発振器配置領域外となる支持基板の一方の主面の領域には、容器体を介して圧電振動素子と電気的に接続するモニタ用電極端子が設けられていることを特徴とする圧電発振器である。
【０００９】
又、モニタ用電極端子が、支持基板上に配置された金属ポスト体により構成されていることを特徴とする前段落記載の圧電発振器でもある。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の圧電発振器によれば、凹部空間内部に圧電振動素子並びにこの圧電振動素子の発振周波数に対応した発振信号を出力する発振回路を内蔵した集積回路素子を収容している矩形状の容器体を支持基板上に固定させて構成された圧電発振器であって、この支持基板主面上の圧電発振器配置領域外の主面領域に、前記容器体を介して凹部空間内の圧電振動素子と接続されて、圧電振動素子の電気的特性を容易且つ確実に測定可能な大きさのモニタ用電極端子が設けることができ、コンタクトピンとモニタ用電極端子との間の接触不良による特性測定不具合の発生を防止し、圧電発振器の生産性を大幅に向上させることが可能となる。
【００１１】
また、本発明の圧電発振器によれば、モニタ用電極端子が、支持基板上に配置された立体型の金属ポスト体により構成されていることによって、圧電発振器の側面方向からコンタクトピンをモニタ用電極端子に接触させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を実施形態に関する詳細な説明を、各図を参照して行う。
図１は本発明の一実施形態に係る圧電発振器を示した分解斜視図である。図２は、図１に記載の圧電発振器を組み立てた後の形態を示した概略断面図である。尚、各図では、同じ符号は同じ部品を示し、又説明を明りょうにするため構造体の一部を図示していない。更に図示した寸法も一部誇張して示している。
【００１３】
これらの図において、圧電発振器は、内部に搭載する圧電振動素子の素材として圧電材の１つである水晶を用いたものを示しており、主面形状が矩形の容器体１０の内部に形成された凹部空間１１内に、その圧電振動素子２０と、圧電振動素子２０と電気的に接続した発振回路及び周波数調整用回路が内蔵された集積回路素子３０とを収容し、蓋体５０によって圧電振動素子２０及び集積回路素子３０が搭載された凹部空間１１を気密封止した構造である。本発明は、大略的にはこのような圧電発振器を構成する容器体１０を支持基板６０上に固定させた構造を有している。
【００１４】
容器体１０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から成る絶縁層を複数層、積層することよって形成されており、容器体１０の上主面には、中央域に矩形状に開口する凹部空間１１が、凹部空間１１の開口部を囲繞する側壁部の凹部空間１１開口側頂面全周上には、環状の封止用導体パターン１２が形成されている。容器体１０の外部実装側主面（下主面）には、複数個の支持基板接続用電極端子１３が設けられている。
【００１５】
容器体１０は、その上主面側に開口する凹部空間１１の内部に圧電材の１つである水晶を素材とする圧電振動素子２０並びに集積回路素子３０を搭載するためのものであり、容器体１０の凹部空間１１内には、集積回路素子３０を搭載する為の集積回路素子搭載パッド１４、及び圧電振動素子２０の表裏両主面に形成された励振用電極２１と、各個電気的に接続される圧電振動素子搭載パッド１５が被着形成されている。この集積回路素子搭載パッド１４は、集積回路素子３０が電気的に接続され、容器体１０内部の配線導体やビアホール導体等を介して支持基板接続用電極端子１３のうちの所定の電極端子に接続し、支持基板接続用電極端子１３と支持基板６０に設けられた発振器搭載パッド６３が導電性接合材により接続され、支持基板６０の配線導体やビアホール導体を介して、支持基板の他方の主面に形成された基板外部接続用電極端子６１のうちの電源電圧端子ならびに出力端子に電気的に接続される。
【００１６】
また、圧電振動素子搭載パッド１５は、圧電振動素子２０の励振用電極２１に導電性接着材４０を介して電気的に接続され、容器体１０の内部の配線導体やビアホール導体等を介して、集積回路素子３０に電気的に接続される。又、圧電振動素子搭載パッド１５は、容器体１０内部の配線導体やビアホール導体等を介して、支持基板接続用電極端子１３のうちの所定の電極端子に接続し、支持基板接続用電極端子１３と支持基板６０の一方の主面に形成された発振器搭載パッド６３とが、導電性接合材により接続されており、更に、発振器搭載パッド６３から、支持基板６０内部の配線導体やビアホール導体を介して、モニタ用電極端子６２にも電気的に接続されている。
【００１７】
また、容器体１０の側壁部の凹部空間１１開口部側頂面に形成された封止用導体パターン１２は、例えば、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）等から成る基層の表面にニッケル（Ｎｉ）層及び金（Ａｕ）層を順次、容器体１０の環状に囲繞する形態で被着させることによって１０μｍ〜２５μｍの厚みに形成されており、その封止用導体パターン１２は、後述する蓋体５０を、蓋体５０に形成された封止部材５１を介して、容器体１０の上面に接合させるためのものであり、かかる封止用導体パターン１２を上述したように、Ｗ若しくはＭｏから成る基層の表面にＮｉ層及びＡｕ層を順次被着させた構成となしておくことにより、封止用導体パターン１２に対する封止部材５１の濡れ性を良好とし、圧電発振器の気密信頼性及び生産性を向上させる。
【００１８】
また、容器体１０の内部には、一方の終端を容器体１０の封止用導体パターン１２に他方の終端を容器体１０の支持基板接続用電極端子１３に接続させたビア導体（図示せず）が埋設させており、容器体１０の側壁部の開口側頂面に被着させた封止用導体パターン１２上に、封止部材５１を介して蓋体５０を接合することによって、蓋体５０がビア導体を介して容器体１０の下面に形成されている支持基板接続用電極端子１３を介して、支持基板６０の外部接続用電極端子６１のうちグランド端子と電気的に接続される。このように、金属素材からなる蓋体５０を、支持基板接続用電極端子１３を介して支持基板６０の外部接続用電極端子６１のグランド端子と電気的に接続させておくことにより、圧電発振器の使用の際には、蓋体５０がグランド電位となるため、蓋体５０の電磁シールド作用によって、圧電振動素子２０並びに集積回路素子３０を外部からの不要な電気的作用により良好に保護することができる。
【００１９】
尚、上述した容器体１０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封止用導体パターン１２、支持基板接続用電極端子１３、集積回路素子搭載パッド１４、圧電振動素子搭載パッド１５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。
【００２０】
一方、容器体１０の凹部空間１１内に収容される圧電振動素子２０は、例えば、圧電振動素子２０を構成する圧電材料の素材に水晶を用いた場合、その水晶素板は、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した、概略平板状で平面形状が四角形であり、その水晶素板の表裏両主面に一対の励振用電極２１を被着・形成してなり、外部から交番電圧が励振用電極２１を介して水晶素板に印加されると、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。このような圧電振動素子２０は、その両主面に被着されている励振用電極２１と凹部空間１１内底面の対応する圧電振動素子搭載パッド１５とを、導電性接着材４０を介して電気的且つ機械的に接続することによって凹部空間１１内に搭載される。
【００２１】
前記集積回路素子３０、回路形成面に、発振出力を生成する発振回路等が設けられており、前記発振回路で生成された発振出力は、例えば、クロック信号等の基準信号として利用される。
【００２２】
前記導電性接着材４０は、シリコーン樹脂の中に導電性フィラー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）、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。
【００２３】
また蓋体５０は従来周知の金属加工法を採用し、４２アロイ等の金属を所定形状に成形することによって製作され、前記蓋体５０の表面には、ニッケル（Ｎｉ）層が形成され、更にニッケル（Ｎｉ）層の上面の封止用導体パターン１２に対応する箇所に封止部材５１である金錫（Ａｕ−Ｓｎ）層が形成される。金錫（Ａｕ−Ｓｎ）層の厚みは、１０μｍ〜４０μｍである。例えば、成分比率が、金が８０％、錫が２０％のものが使用されている。また、このような封止部材５１は、封止用導体パターン１２の凹凸を緩和し、気密性の低下を防ぐことが可能となる。また、封止部材５１が薄すぎると当前記機能を充分に発揮しない。 
【００２４】
前記支持基板６０は、その一方の主面で先に述べた圧電発振器を構成する容器体１０を支持するためのものであり、ガラス布基材エポキシ樹脂やポリカーボネイト，エポキシ樹脂，ポリイミド樹脂等の樹脂材料やガラス−セラミック，アルミナセラミックス等のセラミック材料等によって平板状をなすように形成されている。又、支持基板６０の主面面積は、支持する容器体１０の下主面面積よりも広く形成されており、その一方の主面における圧電発振器配置領域内には複数個の発振器搭載パッド６３が、又一方の主面における圧電発振器配置領域外には、複数個のモニタ用電極端子６２が形成されている。
【００２５】
更に、支持基板６０の他方の主面には外部接続用電極端子６１が形成されており、この外部接続用電極端子６１は圧電発振器としての電源電圧端子、グランド端子、発振出力端子、発振制御端子として機能するものであり、これら外部接続用電極端子６１の表面には、外部配線基盤との接合に用いられる半田等の接合状態を良好となすために、例えば、ニッケルめっきや金めっき等が所定厚みに被着される。
このようなグランド端子を含む外部接続用電極端子６１は、圧電発振器をマザーボード等の外部配線基盤上に搭載する際に、外部配線基盤の配線と半田や金属バンプ等の導電性を有する接合材を介して電気的に接続するための電極端子として機能する。
【００２６】
支持基板６０の一方の主面における圧電発振器配置領域外に形成された複数個のモニタ用電極端子６２は、その主面形状が矩形状で平板状に形成されている。又、その主面面積は、後述するコンタクトピンが簡易且つ確実に接触可能な大きさで形成されており、圧電発振器の組み立てが完了した後、凹部空間１１内に搭載した圧電振動素子２０のインピーダンス特性を電気特性測定器で測定する際に、電気特性測定器のコンタクトピンが接触するようになっている。
【００２７】
また、圧電振動素子２０のインピーダンス特性の測定に使用される電気特性測定器としては、圧電振動素子２０の共振周波数、クリスタルインピーダンスの他、インダクタンス、容量等の等価パラメータを測定することができるネットワークアナライザやインピーダンスアナライザ等が用いられ、そのコンタクトピンは、銅、銀等の合金の表面に金メッキを施した高導電性のピンと、接触時の衝撃を抑制するばね性をもったリセクタブルソケットとで構成され、これをモニタ用電極端子６２に押し当て接触させることで測定が行われる。
【００２８】
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。例えば、上述した実施例で説明したモニタ用電極端子６２の形態は、主面形状が矩形の平板形状であるが、他に、図３および図４に示すようにモニタ用電極端子６２の形態を、支持基板６０上に配置された立体型の金属ポスト体６２ａのように構成することによって、圧電発振器の側面側（金属ポスト体６２ａの側面側）からコンタクトピンを押し当て接触させることが可能となる。このような形態にすることにより、従来の側壁外側面にモニタ用電極端子を形成した形態の圧電発振器に使用していた電気特性測定装置を簡易に流用することが可能となる。
【００２９】
又、支持基板６０は、ガラス布基材エポキシ樹脂から成る場合、ガラス糸を編み込んで形成したガラス布基材にエポキシ樹脂の液状前駆体を含浸させるとともに、前記前駆体を高温で重合させることによってベースが形成され、その表面に貼着される銅箔等の金属箔を従来周知のフォトエッチング等を採用し、所定パターンに加工することによって金属ポスト体を形成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は、本発明における一実施形態である圧電発振器の分解斜視図である。
【図２】図２は、図１記載の圧電発振器を組み立てた後、図１記載の仮想切断線Ａ−Ａ′の位置で圧電発振器を切断した場合の概略断面図である。
【図３】図３は、本発明における他の実施形態である圧電発振器の分解斜視図である。
【図４】図４は、図３記載の圧電発振器を組み立てた後、図３記載の仮想切断線Ｂ−Ｂ′の位置で圧電発振器を切断した場合の概略断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１０・・・容器体
１１・・・凹部空間
１２・・・封止用導体パターン
１３・・・支持基板接続用電極端子
１４・・・集積回路素子搭載パッド
１５・・・圧電振動素子搭載パッド
２０・・・圧電振動素子
２１・・・励振用電極
３０・・・集積回路素子
４０・・・導電性接着材
５０・・・蓋体
５１・・・封止部材
６０・・・支持基板
６１・・・外部接続用電極端子
６２・・・モニタ用電極端子
６２ａ・・・金属ポスト体
６３・・・発振器搭載パッド
【図１】
2008085962.tif 000003
【図２】
2008085962.tif 000004
【図３】
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【図４】
2008085962.tif 000006