(57)【要約】【課題】従来の圧電デバイスでは、圧電振動素子の側面に形成された引き出し電極に導電性接着剤が付着しないことにより、接触面積が小さくなるので、導通抵抗の増大や導通不良の発生により、クリスタルインピーダンス（ＣＩ）特性が劣化してしまう課題があった。【解決手段】圧電振動素子搭載パッド１４と、凹部空間１１内の短辺及び短辺と連続する長辺における側壁面との間の底面に、凹部空間１１の開口部に向かって突起した堤部１５が設けられており、又、この堤部１５であって、この堤部１５の高さ寸法が、容器体１０の側壁より低く、且つ搭載された圧電振動素子２０の開口部側主面の配置位置より高い範囲内の高さ寸法である圧電デバイス。【選択図】図１
2008113285.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主面外形形状が概略矩形状の容器体に形成された凹部空間内部底面の一方の短辺近傍には、前記短辺に沿って少なくとも一対の圧電振動素子搭載パッドが形成されており、前記素子搭載パッドには圧電振動素子が搭載されており、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、前記凹部空間内の圧電振動素子を気密封止している圧電デバイスにおいて、
前記素子搭載パッドと、前記凹部空間内の前記短辺及び前記短辺と連続する長辺における側壁面との間の底面に、前記凹部空間の開口部に向かって突起した堤部が設けられていることを特徴とする圧電デバイス。
【請求項２】
請求項１記載の堤部であって、前記堤部の高さ寸法が、前記容器体の側壁より低く、且つ搭載された前記圧電振動素子の開口部側主面の配置位置より高い範囲内の高さ寸法であることを特徴とする請求項１記載の圧電デバイス。
【請求項３】
請求項１記載の堤部であって、前記堤部の凹部空間の開口部側から見た平面形状が、Ｌ字形状に形成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、携帯用通信機器や電子計算機等の電子機器に用いられる電子部品の１つである圧電振動子や圧電発振器等の圧電デバイス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、その電子機器内に搭載される各種電子部品の１つとして圧電デバイスが使用されている。圧電デバイスとしては、圧電振動子や、圧電振動子と発振回路を組み合わせて一体化した圧電発振器或いは圧電フィルタ等があり、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、又は種々の周波数成分の中から所望する新合成分のみを取り出し、その他の不要な成分を減衰させるフィルタとして用いられる。
【０００３】
かかる従来の圧電デバイスの一例としては、部品内部に搭載する圧電振動素子の主素材となる圧電材として水晶を使用した圧電振動子（水晶振動子）がある。即ち、容器体に形成された凹部空間内底面には、一対の素子搭載パッドに設けられている。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水晶材による圧電振動素子が搭載されており、この圧電振動素子を内包した凹部空間を囲繞する容器体の側壁部の開口側頂面には全周にわたってシールリングが取着されている。このシールリング上に平板状の金属製蓋体を被せ、シーム溶接等でシールリングと蓋体縁部とを溶接接合することにより、圧電振動素子の搭載空間（凹部空間）を気密封止した圧電振動子である。（例えば、下記特許文献１を参照。）
【０００４】
このような圧電振動子において、容器体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の外部接続用電極端子を介して、容器体内部に搭載された水晶振動素子の励振用電極間に外部からの交番電圧が印加されると、水晶振動素子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】
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。
【０００６】
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
【０００７】
尚、出願人は、明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】
【０００８】
しかしながら、従来の圧電デバイスでは、上述したように、圧電振動素子を搭載する容器体に形成された凹部空間内底面に平板状の圧電振動素子搭載パッドを設け、その圧電振動素子搭載パッド上には圧電振動素子を搭載するために導電性接着剤が塗布されており、この導電性接着剤の上に圧電振動素子を搭載する形態を有している。しかし、圧電振動素子の搭載位置や導電性接着剤の塗布量のバラツキにより、圧電振動素子の短辺縁部に形成された、励振用電極と電気的に接続する引き出し電極のうちの圧電振動素子側面に形成された部分に導電性接着剤が付着しないという課題があった。この圧電振動素子側面部分に形成された引き出し電極に導電性接着剤が付着しない形態では、導電性接着剤と引き出し電極との接触面積が小さくなり、導通抵抗の増加や導通不良となることから、クリスタルインピーダンス（ＣＩ）特性が劣化してしまう課題があった。特に、圧電振動素子の基本波振動周波数が１００ＭＨｚ以上の高周波帯においては、引き出し電極に導電性接着剤が這い上がらないことにおけるクリスタルインピーダンス（ＣＩ）特性の劣化は顕著となる。
【０００９】
また、この圧電振動素子側面部分に形成された引き出し電極に導電性接着剤が付着しない形態では、導電性接着剤と引き出し電極との接着形態は圧電振動素子主面上の引き出し電極と導電性接着剤との大略２次元的な接着形態となるので、落下等により不特定な方向から外力が加わった場合、すべての方向の外力に対し均等の耐衝撃性を有することができない虞がある。
【００１０】
本発明は、上記課題に鑑みて考案されたものであり、その目的は、圧電振動素子の端面に引き出された引き出し電極に導電性接着剤が這い上がり、良好なクリスタルインピーダンス（ＣＩ）特性や耐衝撃性を確保でき、安定した生産を実施できる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】
【００１１】
上述した課題を解決するために成された本発明は、主面外形形状が概略矩形状の容器体に形成された凹部空間内部底面の一方の短辺近傍には、この短辺に沿って少なくとも一対の圧電振動素子搭載パッドが形成されており、この圧電振動素子搭載パッドには圧電振動素子が搭載されており、容器体の側壁頂部にはこの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、凹部空間内の圧電振動素子を気密封止している圧電デバイスにおいて、
圧電振動素子搭載パッドと、凹部空間内の短辺及び短辺と連続する長辺における側壁面との間の底面に、凹部空間の開口部に向かって突起した堤部が設けられていることを特徴とする圧電デバイスである。
【００１２】
又、前段落記載の堤部であって、この堤部の高さ寸法が、容器体の側壁より低く、且つ搭載された圧電振動素子の開口部側主面の配置位置より高い範囲内の高さ寸法であることを特徴とする前段落記載の圧電デバイスである。
【００１３】
段落番号（００１１）記載の堤部であって、この堤部の凹部空間の開口部側から見た平面形状が、Ｌ字形状に形成されていることを特徴とする段落番号（００１１）記載の圧電デバイスでもある。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の圧電デバイスによって、上述したように、容器体内の凹部空間内底面には、圧電振動素子搭載パッドが形成されており、圧電振動素子搭載パッドと容器体の側壁面との間に堤部を設けることで、圧電振動素子搭載パッドに導電性接着剤を塗布し、導電性接着剤に圧電振動素子を搭載する際に、導電性接着剤が圧電振動素子搭載パッドからはみ出し凹部空間内底面上に広がるのを堤部によりせき止め、更にその堤部表面に導電性接着剤が這い上がることにより、圧電振動素子側面に形成された引き出し電極部分にまで導電性接着剤が回り込み付着させることが可能となる。この作用により、引き出し電極と導電性接着との接触面積が大きくなるので、導通抵抗の増大の抑制や、導通不良の発生を著しく少なくすることができ、安定したクリスタルインピーダンス（ＣＩ）特性を確保することが可能となる。
【００１５】
又、この圧電振動素子側面部分に形成された引き出し電極に導電性接着剤が付着した形態では、導電性接着剤と引き出し電極との接着形態は、圧電振動素子主面上の引き出し電極及び圧電振動素子主面と垂直となる側面上に形成された引き出し電極と、導電性接着剤との大略３次元的な接着形態となるので、落下等により不特定な方向から外力が加わった場合でも、すべての方向の外力に対し良好な耐衝撃性を有することができる。
【００１６】
更に、堤部の高さ寸法が、容器体の側壁より低く、且つ搭載された圧電振動素子の開口部側主面の配置位置より高い範囲内の高さ寸法であることにより、圧電振動素子の側面に形成された引き出し電極部分だけでなく、搭載時に開口側に向く圧電振動素子の上主面の形成されている引き出し電極部分にも導電性接着剤を付着させることが可能となるので、さらに導電性接着剤との接触面積大きくすることができる。よって、導通不良の発生をより少なくした、高安定したクリスタルインピーダンス（ＣＩ）特性を確保することが可能となる。
【００１７】
更に又、凹部空間の開口部方向からみた堤部の平面形状がＬ字形状に形成されていることにより、搭載された圧電振動素子の引き出し電極が形成されている角部先端にまで、導電性接着剤を付着させることが可能となるので、さらに導電性接着剤との接触面積大きくすることができる。よって、導通不良をなくし、安定したクリスタルインピーダンス（ＣＩ）特性を確保することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明に係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、圧電材料として水晶を用いた示した水晶振動子を例に示した分解斜視図である。図２は、図１に記載の水晶振動子を組み立てた後に、図１記載の仮想切断線Ａ−Ａ′で切断したときの概略断面図である。図３は、図１記載の容器体１０を凹部空間１１開口部側から示した平面図であり、（ａ）は水晶振動素子を搭載する前の平面図であり、（ｂ）は圧電振動素子搭載電極パッドに水晶振動素子が搭載した後の形態を示した平面図である。尚、説明上、図面が記載されている用紙上方を水晶振動子の上方として記述する。
尚、各図では、同じ符号は、同じ部品を示し、また説明を明りょうにするため構造体の一部は図示していない。さらに図示した寸法も一部誇張して示している。
これらの図に示す水晶振動子は、大略的に、主面形状が矩形の容器体１０内部に水晶振動素子２０を収容し、蓋体３０によって水晶振動素子収容空間を気密封止した構造である。
【００１９】
ここで容器体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、積層することに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開口側頂面上には、環状の封止用導体パターン１２が形成されており、又、実装側主面には入力端子、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。
【００２０】
容器体１０は、その上主面に開口部を有する凹部空間１１の内部に圧電材の一つである水晶を素材とする平板状の水晶振動素子２０を収容するためのものであり、凹部空間１１内の底面の一方の短辺近傍には、この短辺に沿って、水晶振動素子２０の表裏両主面に形成された励振用電極２１から引き出された引き出し電極２２と各々電気的に接続される一対の圧電振動素子搭載パッド１４が被着形成されている。また、この圧電振動素子搭載パッド１４と、凹部空間１１内の短辺及び短辺と連続する長辺における側壁面との間の底面に、圧電振動素子搭載パッド１４の辺に平行に、凹部空間１１の開口部に向かって突起した形態の、水晶振動素子２０の表主面に形成された引き出し電極２２に導電性接着剤４０を被せる為の堤部１５が形成されている。この一対の圧電振動素子搭載パッド１４は、凹部空間１１に露出した上面側で水晶振動素子２０の励振用電極２１から引き出された引き出し電極２２に導電性接着剤４０を介して電気的に接続され、容器体１０表面に接している下面側で容器体１０内部の配線導体やビアホール導体を介して外部接続用電極端子１３のうちの入出力端子（入力端子・出力端子）に電気的に接続される。
【００２１】
また、容器体１０の凹部空間１１内底面に形成された堤部１５は、例えば、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）等から成る基層を２層以上積層して形成し、その基層の表面にニッケル（Ｎｉ）層及び金（Ａｕ）層を、順次、容器体１０の側壁部と圧電振動素子搭載パッド１４との間に、平面形状がＬ字を成すような形態で被着されている。このような形態の堤部１５を形成することにより、圧電振動素子搭載パッド１４に導電性接着剤４０を塗布し、導電性接着剤４０に水晶振動素子２０を搭載する際に、導電性接着剤４０が圧電振動素子搭載パッド１４からはみ出し凹部空間１１内底面上に広がるのを堤部１５によりせき止め、更にその堤部１５表面を導電性接着剤４０が這い上がることにより、水晶振動素子２０側面に形成された引き出し電極２２部分にまで導電性接着剤４０が回り込み付着させることが可能となる。この作用により、引き出し電極２２と導電性接着剤４０との接触面積が大きくなるので、導通不良の発生を著しく少なくすることができ、安定したクリスタルインピーダンス（ＣＩ）特性を確保することが可能となる。
【００２２】
又、この水晶振動素子２０側面部分に形成された引き出し電極２２に導電性接着剤４０が付着した形態では、導電性接着剤４０と引き出し電極２２との接着形態は、水晶振動素子２０主面上の引き出し電極２２及び水晶振動素子２０主面と垂直となる側面上に形成された引き出し電極２２と、導電性接着剤４０との大略３次元的な接着形態となるので、落下等により不特定な方向から外力が加わった場合でも、すべての方向の外力に対し良好な耐衝撃性を有することができる。
【００２３】
さらに、堤部１５の高さ寸法が、容器体１０の側壁より低く、搭載された水晶振動素子２０の表主面より高い範囲内であることにより、水晶振動素子２０の側面に引き出された引き出し電極２２だけでなく、水晶振動素子２０の上面の引き出し電極２２にも導電性接着剤４０が付着することになるので、さらに導電性接着剤４０との接触面積を大きくすることができる。よって、導通抵抗の増大や導通不良の発生を著しく少なくし、安定したクリスタルインピーダンス（ＣＩ）特性を確保することが可能となる。
【００２４】
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）は順次、凹部空間１１開口部を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内周側は、凹部空間１１の内壁面に、外周側縁部は、容器体１０の外周面にそれぞれ露出されている。この封止用導体パターン１２は、後述する蓋体３０を、蓋体３０に形成した封止部材３１を介して容器体１０の上面に接合されるものであり、かかる前記封止用導体パターン１２を、上述したように、タングステン（Ｗ）もしくは、モリブデン（Ｍｏ）から成る基層の表面にニッケル（Ｎｉ）層及び金（Ａｕ）層を順次被着させた構成となしておくことにより、前記封止用導体パターン１２に対する封止部材３１の濡れ性を良好とし、圧電振動子の気密信頼性及び生産性を向上させることができる。
【００２５】
また、容器体１０の内部には、一方の終端を容器体１０の側壁部の開口部側頂面に、他方の終端を容器体１０の実装面に導出させたビア導体（図示せず）が埋設されており、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３１を介して蓋体３０を接合することによって、蓋体３０がビア導体を介して容器体１０の実装側主面に形成されている外部接続用電極端子１３の内のグランド端子と電気的に接続させる。このように、金属素材から成る蓋体３０を外部接続用電極端子１３と電気的に接続させておくことにより、圧電振動子の使用の際には、蓋体３０がグランド電位となるため、蓋体３０の電磁シールド作用によって、水晶振動素子２０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実装側主面の外部接続用電極端子１３には、圧電振動子をマザーボード等の外部配線基板上に搭載する際、外部配線基板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】
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印加・混合して得たセラミックグリーンシートの表面に外部接続用電極端子１３、圧電振動素子搭載パッド１４及び封止用導体パターン１２、堤部１５等となる導体ペーストを従来周知のスクリーン印刷等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。
【００２７】
一方、容器体１０の凹部空間１１内に収容される水晶振動素子２０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、概略平板状で主面形状が四角形の水晶素板を用意し、その水晶素板の表裏両主面に一対の励振用電極２１、及び各々の励振用電極２１から一方の短辺端部にまで別々に引き出した引き出し電極２２を被着形成してなり、外部からの交番電圧が引き出し電極２２から励振用電極２１を介して水晶素板に印加させると、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いる、このような水晶振動素子２０は、その両主面に被着されている励振用電極２１から引き出された引き出し電極２２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１４とを、導電性接着剤４０を介して電気的且つ機械的に接続することによって容器体１０の凹部空間１１内底面に搭載される。また、水晶振動素子２０の基本波共振周波数を１００ＭＨｚ以上の高周波帯にする場合は、ポリッシュ加工等の機械的研磨により水晶素板の厚みを全面に亘って狙いの厚み寸法にまで均一に予め加工しておくことにより、安定して発振することができるが、導電性接着剤４０と接着強度が低下してしまう。本実施例に係る水晶振動子のように、容器体１０の凹部空間１１内底面に形成されている堤部１５の高さ寸法を、容器体１０の側壁より低く、且つ搭載された圧電振動素子の開口部側主面の配置位置より高い範囲内の高さ寸法とすることにより、水晶振動素子２０の側面に形成された引き出し電極２２部分だけでなく、水晶振動素子２０の上面の引き出し電極２２にも導電性接着剤４０が付着することになるので、導通不良をなくし、安定したクリスタルインピーダンス（ＣＩ）特性を確保することが可能となる。
【００２８】
導電性接着剤４０は、シリコーン樹脂やポリイミド樹脂等から成る樹脂材料中に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）、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。
【００２９】
また、容器体１０上に配置される蓋体３０は、従来周知の加工法を採用し、４２アロイ等の金属を所定形状に整形することによって製作される。蓋体３０の表面には、ニッケル（Ｎｉ）層が形成され、更にＮｉ層の上面の少なくとも封止用導体パターン１２に相対する箇所に封止部材３１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３１は、封止用導体パターン１２表面の凹凸を緩和し、気密性の低下を防ぐことが可能となる。このような蓋体３０を水晶振動素子２０が内部に搭載された凹部空間１１を囲繞する側壁部頂部に形成した封止用導体パターン１２上に、凹部空間１１の開口部を覆う形態で配置され、封止部材３１と封止用導体パターン１２とを溶融接合することにより、凹部空間１１内を気密に封止し、水晶振動子を構成している。
【００３０】
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、上述した実施形態においては、圧電デバイスの中では比較的構造が簡易な水晶振動子を例に説明をしたが、本発明は本実施例に限定するものではなく、上述した水晶振動子以外の他の圧電デバイスとして、上述したような容器体内の凹部空間内に、圧電（水晶）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に本発明を用いても構わない。又、上述した本実施例では、圧電振動素子を構成する圧電素材として水晶を用いた水晶振動素子を説明したが、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。
【００３１】
また、前記容器体１０の凹部空間内１１底面に形成されている堤部１５を、上述したように金属層を積層することにより形成していたが、樹脂材料を塗布することにより形成したものでも良い。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１は、本発明に係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水晶振動子を例に示す分解斜視図である。
【図２】図２は、図１記載の水晶振動子を組み立てた後、図１記載の仮想切断線Ａ−Ａ’の位置で水晶振動子を切断した場合の概略断面図である。
【図３】図３は、図１で示した水晶振動子で用いられる容器体を、凹部空間開口部側から示した平面図であり、（ａ）は水晶振動素子搭載前の形態を示した図であり、（ｂ）は圧電振動素子搭載電極パッドに圧電振動素子が搭載された後の状態を示した図である。
【符号の説明】
【００３３】
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・・・圧電振動素子搭載パッド
１５・・・堤部
２０・・・圧電振動素子（水晶振動素子）
２１・・・励振用電極
２２・・・引き出し電極
３０・・・蓋体
３１・・・封止部材
４０・・・導電性接着剤
【図１】
2008113285.tif 000003
【図２】
2008113285.tif 000004
【図３】
2008113285.tif 000005