(57)【要約】【課題】モニタ用電極端子の面積が縮小されたことにより、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】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、素子搭載パッドに圧電振動素子並びに発振用集積回路素子が搭載されており、容器体の側壁頂部には容器体の開口部を覆う矩形状の蓋体が配置されており、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発振用集積回路素子を気密封止している圧電発振器において、封止用導体パターンの外周側端部と、側壁頂部の外周側端部との間の側壁頂部表面に、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圧電発振器。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主面形状が概略矩形状で直方体の容器体には、前記容器体の一方の主面に開口部を有する凹部空間が形成されており、前記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は圧電振動素子並びに集積回路素子が搭載されており、前記凹部空間を囲繞する前記容器体の側壁頂部には、前記容器体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して成る圧電発振器において、
前記封止用導体パターンの外周側端部と、前記側壁頂部の外周側端部との間の前記側壁頂部表面に、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】
少なくとも２つモニタ用電極端子が、容器体の対向する２辺の側壁頂部に、凹部空間を挟んで対角となる形態で形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つである圧電デバイスのうち、容器体に少なくとも圧電振動素子とその圧電振動素子と電気的に接続する発振回路が内蔵されている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基準動作信号やクロック信号等の発生源として、電子部品の一つである圧電発振器が搭載されている。
【０００３】
かかる従来の圧電発振器の説明として、図５に従来の圧電発振器の一実施形態を例示する。即ち、セラミック材料等から成る容器体１０１に形成した凹部空間（不図示）内には、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（不図示）を、その一短辺側でのみ保持する形で搭載している。更に、この圧電振動素子と電気的に接続した発振回路を少なくとも内蔵した集積回路素子（不図示）とを一緒に搭載している。更に容器体１００上に金属製の蓋体１０２を載置固着することにより圧電振動素子及び集積回路素子を搭載した凹部空間を気密封止し、圧電発振器１００を構成する（例えば、特許文献１を参照。）。また、圧電発振器１００は、容器体１０１の側面に、圧電振動素子の共振周波数値やクリスタルインピーダンス（以下ＣＩという）値等の電気的特性を測定するために、凹部空間内に搭載された圧電振動素子と電気的に接続したモニタ用電極端子１０３が、少なくとも２つ設けられている。（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、圧電発振器の組み立てが完了した後、圧電振動素子のＣＩ特性をインピーダンスアナライザ等の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検査を行い、圧電発振器として良否を判定している。そのため、容器体の側面にはモニタ用電極端子が被着形成されていたが、圧電発振器の薄型化に伴い、容器体の側面に形成されているモニタ用電極端子の表面積を縮小する必要があった。しかしながら、表面積が縮小されたことにより、電気特性測定器の測定コンタクトピンをモニタ用端子電極に接触させることが困難になってきた。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。
【０００７】
又、圧電発振器の外側面に、測定が可能な大きさのモニタ用電極端子を設ける必要があるため、このモニタ用電極端子が圧電発振器の薄型化の妨げとなる虞がある。
【０００８】
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、圧電振動素子の検査を容易に行うことができることにより生産性や作業性を向上させることができ、且つ薄型化に対応可能な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】
【０００９】
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、主面形状が概略矩形状で直方体の容器体には、この容器体の一方の主面に開口部を有する凹部空間が形成されており、こ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は圧電振動素子並びに集積回路素子が搭載されており、凹部空間を囲繞する容器体の側壁頂部には、容器体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して成る圧電発振器において、
封止用導体パターンの外周側端部と、側壁頂部の外周側端部との間の側壁頂部表面に、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である。
【００１０】
又、少なくとも２つモニタ用電極端子が、容器体の対向する２辺の側壁頂部に、凹部空間を挟んで対角となる形態で形成されていることを特徴とする前記記載の圧電発振器でもある。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の圧電発振器によれば、容器体の側壁頂部に設けた封止用導体パターンの外周側端部と、側壁頂部の外周側端部との間の側壁頂部表面に、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ことにより、圧電振動素子の電気的特性の測定に際し、電気特性測定器のコンタクトピンとの接触を確実に行える大きさのモニタ用電極端子を形成することが可能となり、検査の作業性及び検査効率、生産性を向上させることが可能となる。又、容器体の側壁外側面にモニタ用電極端子を形成する必要がないので、容器体側壁外側面にモニタ用電極端子を形成するスペースが必要が無く圧電発振器をより薄型化することが可能となる。
【００１２】
また、圧電振動素子及び集積回路素子を容器体の凹部空間内に搭載する際には、それぞれの素子が素子搭載パッド上の所定の位置に高精度に配置されなくてはならない。本発明における圧電発振器の一形態では、モニタ用電極端子が封止用電極パターンの外周側端部と外壁頂部の外周側端部との間の外壁頂部表面に、凹部空間開口部を挟んで対角となる形態で設けられており、更に、このモニタ用電極端子は凹部空間内の圧電振動素子及び集積回路素子の搭載位置に比較的近く、且つ圧電振動素子及び集積回路素子を搭載する際に、圧電振動素子及び集積回路素子により隠されない位置に形成されているため、このモニタ用電極端子を圧電振動素子及び集積回路素子の搭載位置決め用の基準マークとして用いることにより、圧電振動素子及び発振用集積回路素子の搭載精度を向上させることが可能となる。
【００１３】
因って、本発明により、圧電振動素子及び集積回路素子の搭載作業や、内部に搭載した圧電振動素子の特性検査を容易簡便に行うことができることにより、生産性や作業性を向上させることができ、且つ薄型化に対応可能な圧電発振器を提供することにある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
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例に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。
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と電気的に接続する発振回路や周波数調整用回路が内蔵された集積回路素子３０を収容し、蓋体５０によって凹部空間１１を気密封止した構造である。
【００１５】
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容器体１０の側壁の開口側頂部表面上の全周には、環状の封止用導体パターン１２が形成され、容器体１０の一辺における封止用導体パターン１２の外周側端部と側壁頂部端部との間の側壁頂部表面には、圧電振動素子２０のＣＩや共振周波数等の電気的特性を測定するためのモニタ用電極端子１６が設けられている。本発明では、容器体１０を構成する複数の絶縁層のうち、従来容器体の側壁外側面にモニタ用電極端子を形成していた絶縁層を省いた形態で形成できるので、容器体１０の薄型化が可能となる。
【００１６】
又、容器体１０の外部実装側主面（下主面）には、電源電圧端子、出力端子及びグランド端子を含む複数個の外部接続用電極端子１３が設けられている。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。
【００１７】
この集積回路素子搭載パッド１４は、発振用集積回路素子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外部接続用電極端子１３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。又、圧電振動素子搭載パッド１５は、圧電振動素子２０に形成されている励振用電極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。更に、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モニタ用電極端子１６にも電気的に接続されている。
【００１８】
また、容器体１０側壁の凹部空間１１開口部側頂部表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。
【００１９】
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の外部接続用電極端子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外部接続用電極端子１３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を外部接続用電極端子１３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並びに発振用集積回路素子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。このようなグランド端子を含む容器体１０の実装側主面の外部接続用電極端子１３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。
【００２０】
また、凹部空間１１を囲繞する容器体１０の側壁開口部側頂部表面に形成されたモニタ用電極端子１６は、露出主面形状が矩形状をなすように形成されており、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ＣＩ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簡易且つ確実に接触できる大きさで形成されている。
【００２１】
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又は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１６に押し付けつつ接触させることで測定が行われる。
【００２２】
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、外部接続用電極端子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、モニタ用電極端子１６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。
【００２３】
一方、容器体１０の凹部空間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、外部からの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。
【００２４】
集積回路素子３０の回路形成面には、圧電振動素子２０からの発振出力を生成する発振回路等が設けられており、発振回路で生成された出力信号は外部接続用電極端子１３の出力端子から外部に出力され、例えば、クロック信号等の基準信号として利用される。
【００２５】
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。
【００２６】
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の上面には、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が薄すぎると当該機能を充分に発揮しない。
【００２７】
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形、変更、改良等が可能である。例えば、図３及び図４に示すように、３つ形成されているモニタ用電極端子１６のうちの２つモニタ用電極端子１６が、容器体１０の対向する２辺の側壁頂部に、凹部空間１１を挟んで対角となる形態で形成されている。このような形態で形成されたモニタ用電極端子は、凹部空間内の圧電振動素子及び集積回路素子の搭載位置に比較的近く、且つ圧電振動素子及び集積回路素子を搭載する際に、圧電振動素子及び集積回路素子により隠されない位置に形成されているため、このモニタ用電極端子を圧電振動素子及び集積回路素子の搭載位置決め用の基準マークとして用いることができ、圧電振動素子２０及び集積回路素子３０の搭載位置精度を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、本発明における圧電発振器の一実施形態を示した分解外観斜視図である。
【図２】図２は、図１に記載した圧電発振器を組み立てた後、図１記載の仮想切断線Ａ−Ａ′の位置で切断したものを示した概略断面図である。
【図３】図３は、本発明における他の実施形態を例に示した分解外観斜視図である。
【図４】図４は、図３に記載した圧電発振器を組み立てた後、図３記載の仮想切断線Ｂ−Ｂ′の位置で切断したものを示した概略断面図である。
【図５】図５は、従来の圧電発振器の実施形態を示した外観斜視図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０・・・容器体
１１・・・凹部空間
１２・・・封止用導体パターン
１３・・・外部接続用電極端子
１４・・・集積回路素子搭載パッド
１５・・・圧電振動素子搭載パッド
１６・・・モニタ用電極端子
２０・・・水晶振動素子（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
【図１】
2008085961.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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