(57)【要約】【課題】浮遊容量を低減し、電気特性の安定した水晶発振子を提供する。【解決手段】一対の入出力用電極パッド１４ａ、１４ｂを有する絶縁基板３の上面に、グランド電位に保持されるシールリング６を取着させて、その内側に水晶振動子２を配置させた上、シールリング６の開口部を金属蓋体４で封止し、更に絶縁基板３の下面に、第１、第２のビアホール導体１７ａ，１７ｂを介して入出力用電極パッド１４ａ、１４ｂに接続される一対の入出力用端子電極１６ａ、１６ｂを形成してなる水晶発振子であって、入出力用電極パッド１４ａ、１４ｂ、入出力用端子電極１６ａ，１６ｂ及び第１、第２のビアホール導体１７ａ，１７ｂを、絶縁基板３を平面視したときに、全てシールリング６の内周よりも内側の領域に配置させる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の入出力用電極パッドを有する絶縁基板の上面に、グランド電位に保持されるシールリングを取着させるとともに、該シールリングの内側に、前記入出力用電極パッドに接続される水晶振動子を配置させた上、シールリングの開口部を金属蓋体で封止し、更に前記絶縁基板の下面に、絶縁基板中に設けた第１、第２のビアホール導体を介して前記入出力用電極パッドに接続される一対の入出力用端子電極を形成してなる水晶発振子であって、
前記一対の入出力用電極パッド、前記一対の入出力用端子電極及び前記第１、第２のビアホール導体が、絶縁基板を平面視したときに、全てシールリングの内周よりも内側の領域に配置されていることを特徴とする水晶発振子。
【請求項２】
前記絶縁基板の下面に設けられるグランド端子電極と前記シールリングとが絶縁基板中に設けられた第３のビアホール導体を介して接続されていることを特徴とする請求項１に記載の水晶発振子。
【請求項３】
前記絶縁基板の下面に設けられるグランド端子電極と前記シールリングとが絶縁基板の端面に設けられた端面電極を介して接続されていることを特徴とする請求項１に記載の水晶発振子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、通信機器や電子機器等に組み込まれて用いられる表面実装型の水晶発振子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の水晶発振子は、例えば図６に示すように、水晶基板の両主面に励振電極を設けてなる水晶振動子１０１と、この水晶振動子１０１を内部に収容するセラミック製の容器１０９と、容器１０９の開口部を封止する金属蓋体１０３と、容器１０９−金属蓋体１０３間に介在されるシールリング１０４とで構成されている。
【０００３】
容器１０９の底面には、図７（ａ）に示す如く、入力用電極パッド１０２ａと出力用電極パッド１０２ｂとが設けられており、これらの電極パッド１０２ａ，１０２ｂを導電性接着剤１０５を介して水晶振動子１０１の励振電極に接合させることにより水晶振動子１０１が容器１０９内の所定位置に固定されている。
【０００４】
また容器１０９の下面には、図７（ｂ）に示す如く、その四隅に、水晶発振子をマザーボードやモジュール基板等の外部配線基板に実装するための端子として機能する入力用端子電極１０６ａ、出力用端子電極１０６ｂ及びグランド端子電極１０７ａ，１０７ｂが設けられている。入力用端子電極１０６ａと出力用端子電極１０６ｂとは容器１０９の対角線上に配置されており、これによって方向性を考慮することなく水晶発振子１００を外部配線基板に実装できるようにしている。
【０００５】
尚、容器１０９の底面に配された入力用電極パッド１０２ａ及び出力用電極パッド１０２ｂと、容器１０９の下面に配置した入力用端子電極１０６ａ及び出力用端子電極１０６ｂは、容器１０９の端面に設けられた端面電極等を介して相互に接続されている。
【０００６】
また、シールリング１０４及び金属蓋体１０３は、水晶発振子の使用時、グランド電位（ＧＮＤ）に保持されるようになっており、これによって外部からのノイズを遮断するようにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の水晶発振子１００においては、図７（ｃ）に示す如く、入力用電極パッド１０２ａ及び出力用電極パッド１０２ｂがシールリング１０４の内側に、また入力用端子電極１０６ａ及び出力用端子電極１０６ｂの一部がシールリング１０４の外側に配置されているため、入出力用端子電極１０６ａ，１０６ｂとシールリング１０４との間でクロスオーバーする領域が生じており、水晶発振子１００の使用時、この領域において浮遊容量が発生する欠点を有している。
【０００８】
また上述した従来の水晶発振子１００においては、入出力用電極パッド１０２ａ、１０２ｂを端面電極を介して入出力用端子電極１０６ａ、１０６ｂに接続させるために、シールリング１０４よりも内側の入出力用電極パッド１０２ａ、１０２ｂとシールリング１０４よりも外側の端面電極とを配線パターン１０８によって接続させており、それ故、配線パターン１０８とシールリング１０４との間でもクロスオーバーする領域があり、この領域でも浮遊容量が発生していた。
【０００９】
更に上述した従来の水晶発振子１００においては、図７（ｃ）に示す如く、グランド端子電極１０７ａ、１０７ｂと入出力用電極パッド１０２ａ，１０２ｂとの間でもクロスオーバーする領域があり、この領域においても浮遊容量が発生していた。
【００１０】
このような浮遊容量を有した回路は、図８に示すように水晶振動子の入力端子及び出力端子にＣ１，Ｃ２の二つの容量を付加したものと等価になるため、水晶発振子１００の電気特性の変化、即ち、周波数や等価直列抵抗値などの変動を引き起こす欠点を有していた。
【００１１】
本発明は上述の問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的は、浮遊容量の発生を有効に防止して、電気的特性を安定化させることができる水晶発振子を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の水晶発振子は、一対の入出力用電極パッドを有する絶縁基板の上面に、グランド電位に保持されるシールリングを取着させるとともに、該シールリングの内側に、前記入出力用電極パッドに接続される水晶振動子を収容させた上、シールリングの開口部を金属蓋体で封止し、更に前記絶縁基板の下面に、絶縁基板中に設けた第１、第２のビアホール導体を介して前記入出力用電極パッドに接続される一対の入出力用端子電極を形成してなる水晶発振子であって、前記一対の入出力用電極パッド、前記一対の入出力用端子電極及び前記第１、第２のビアホール導体が、絶縁基板を平面視したときに、全てシールリングの内周よりも内側の領域に配置されていることを特徴とするものである。
【００１３】
また本発明の水晶発振子は、前記絶縁基板の下面に設けられるグランド端子電極と前記シールリングとが絶縁基板中に設けられた第３のビアホール導体を介して接続されていることを特徴とするものである。
【００１４】
更に本発明の水晶発振子は、前記絶縁基板の下面に設けられるグランド端子電極と前記シールリングとが絶縁基板の端面に設けられた端面電極を介して接続されていることを特徴とするものである。
【００１５】
【作用】
本発明の水晶振動子によれば、絶縁基板の上面に形成される入出力用電極パッドと絶縁基板の下面に形成される入出力用端子電極とを、絶縁基板中のビアホール導体によって接続するとともに、これら入出力用電極パッド、入出力用端子電極及びビアホール導体を、絶縁基板を平面視したとき、全てシールリングの内周よりも内側の領域に配置させるようにしたことから、入出力用端子電極とシールリングとがクロスオーバーする領域はなく、この両者間において浮遊容量の発生は皆無となる。
【００１６】
またこの場合、入出力用電極パッドと入出力用端子電極とを接続するビアホール導体もシールリングの内周よりも内側の領域に配置されており、入出力用電極パッドとビアホール導体とを接続するための配線パターンや入出力用端子電極ととビアホール導体とを接続するための配線パターンも全てシールリングの内周よりも内側の領域に配置させることができるため、これらの配線パターンとシールリングとの間で浮遊容量が発生するのも有効に防止することができる。
【００１７】
更に本発明の水晶発振子によれば、グランド端子電極を絶縁基板中に設けた第３のビアホール導体を介してシールリングに接続させることにより、絶縁基板上に配線パターンを大きく引き回すことなく両者を接続させることができるようになるため、絶縁基板面積の有効利用が可能になるととともに、水晶発振子の小型化に供することができる。
【００１８】
また更に本発明の水晶発振子によれば、グランド端子電極を絶縁基板端面の端面電極等を介してシールリングと接続させておくことにより、水晶発振子を外部配線基板上へ実装する時、絶縁基板の端面にも実装用の半田を付着させて実装強度を向上させることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る水晶発振子の断面図、図２は図１の水晶発振子より金属蓋体を外した状態を示す平面図、図３（ａ）は図１の水晶発振子に用いられる絶縁基板の上面図、図３（ｂ）は図１の水晶発振子に用いられる絶縁基板の下面図、図３（ｃ）は図１の水晶発振子に用いられる絶縁基板を上面側から見た透視図である。
【００２０】
同図に示す水晶発振子１は、一対の入出力用電極パッド１４ａ，１４ｂを有する絶縁基板３の上面にシールリング６を取着させるとともに、該シールリング６の内側に、前記入出力用電極パッド１４ａ，１４ｂに接続される水晶振動子２を収容させた上、シールリング６の開口部を金属蓋体４で気密封止し、更に絶縁基板３の下面に一対の入出力用端子電極１６ａ、１６ｂを形成した構造を有している。
【００２１】
前記水晶振動子２は、短冊状の水晶基板１１の両主面に励振電極１２が形成され、更に、水晶基板１１の一方短辺側に両主面の励振電極１２から夫々延出した引き出し電極１３ａ、１３ｂが形成されている。
【００２２】
前記絶縁基板３は、アルミナセラミックス等によって略矩形状をなすように形成されており、本実施形態においては上面の外周に沿って枠体が取着され、枠体の内側に水晶振動子２を収容するキャビティ５が形成されている。
【００２３】
また前記絶縁基板３の上面に設けられる入力用電極パッド１４ａ及び出力用電極パッド１４ｂは、絶縁基板３の一辺に沿って配置され、絶縁基板３の下面に設けられた入力用端子電極１６ａ及び出力用端子電極１６ｂに対し絶縁基板３中に設けられた第１・第２のビアホール導体１７ａ，１７ｂを介して電気的に接続される。
【００２４】
これらの入出力用電極パッド１４ａ，１４ｂや入出力用端子電極１６ａ，１６ｂ、第１・第２のビアホール導体１７ａ，１７ｂ等は、絶縁基板３を平面視したとき、全て後述するシールリング６の内周よりも内側の領域に配されており、入力用電極パッド１４ａ及び出力用電極パッド１４ｂは水晶振動子２の引き出し電極１３ａ、１３ｂに導電性接着剤１５を介して電気的・機械的に接続され、入出力用端子電極１６ａ，１６ｂは、後述するグランド端子電極１８ａ，１８ｂと共に、水晶発振子をマザーボードやモジュール基板等の外部配線基板に実装する際に水晶発振子側の端子として機能する。
【００２５】
一方、前記シールリング６は、Ｆｅ−Ｎｉ、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ等の金属によって環状をなすように形成されており、絶縁基板３上に配設した枠体の上面に取着されている。このシールリング６は絶縁基板３や枠体の内部に設けられる第３のビアホール導体１７ｃを介して絶縁基板下面のグランド端子電極１８ａ，１８ｂと電気的に接続されており、該シールリング６は、水晶発振子の使用時、その上に取着される気密封止用の金属蓋体４と共にグランド電位（ＧＮＤ）に保持されることにより外部からのノイズを遮断するようになっている。
【００２６】
また前記シールリング６上の金属蓋体４は、Ｆｅ−Ｎｉ、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ等の金属から成り、シールリング６上に載置された上、シーム溶接等によってシールリング６の上面に溶接され、これによって水晶振動子２が収容されるキャビティ５の気密封止がなされている。
【００２７】
以上のように、本実施形態の水晶発振子においては、入出力用電極パッド１４ａ、１４ｂと入出力用端子電極１６ａ、１６ｂと第１・第２のビアホール導体１７ａ，１７ｂとが全てシールリング６の内周よりも内側の領域に配置されているため、入出力用端子電極１６ａ、１６ｂとシールリング６との間等から浮遊容量を無くすことができ、電気的特性の安定した水晶発振子を得ることが可能となる。
【００２８】
また本実施形態の水晶発振子においては、入出力用端子電極１６ａ、１６ｂを絶縁基板３の一辺に沿って配置させ、該一辺と平行な他辺側にグランド端子電極１８ａ、１８ｂを配置させるようにしたことから、グランド端子電極１８ａ、１８ｂと入出力用電極パッド１４ａ、１４ｂとのクロスオーバーも無く、これによっても浮遊容量の発生を有効に防止することができる。
【００２９】
更に本実施形態の水晶発振子においては、グランド端子電極１８ａ、１８ｂを絶縁基板３や枠体内に設けた第３のビアホール導体１７ｃを介してシールリング６に接続するようにしたことから、絶縁基板面積の有効利用が可能になり、水晶発振子の小型化に供することができる。
【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。
【００３１】
例えば上述の実施形態では、一対の入出力用端子電極１６ａ、１６ｂを絶縁基板下面の一辺に沿って配置し、グランド端子電極１８ａ、１８ｂを前記一辺と平行な他辺側に配置するようにしたが、これに代えて、図４（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す如く、入出力用端子電極１６ａ、１６ｂを絶縁基板下面の一方の対角線上に配置し、グランド端子電極１８ａ、１８ｂを他方の対角線上に配置するようにしても良い。この場合、方向性を考慮することなく水晶振動子を実装基板に実装することができるようになるため、水晶発振子の生産性向上に供することが可能となる。
【００３２】
また上述の実施形態においては、グランド端子電極１８ａ、１８ｂを絶縁基板３中に設けた第３のビアホール導体１７ｃを介してシールリング６に接続させるようにしたが、これに代えて、図５に示す如く、グランド端子電極１８ａ、１８ｂを絶縁基板３の端面に形成した端面電極２０等を介してシールリング６に接続させるようにしても良く、その場合、水晶発振子を外部配線基板上へ実装する時、絶縁基板の端面にも実装用の半田を付着させて実装強度を向上させることができる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明の水晶振動子によれば、絶縁基板の上面に形成される入出力用電極パッドと絶縁基板の下面に形成される入出力用端子電極とを、絶縁基板中のビアホール導体によって接続するとともに、これら入出力用電極パッド、入出力用端子電極及びビアホール導体を、絶縁基板を平面視したとき、全てシールリングの内周よりも内側の領域に配置させるようにしたことから、入出力用端子電極とシールリングとがクロスオーバーする領域はなく、この両者間において浮遊容量の発生は皆無となる。
【００３４】
またこの場合、入出力用電極パッドと入出力用端子電極とを接続するビアホール導体もシールリングの内周よりも内側の領域に配置されており、入出力用電極パッドとビアホール導体とを接続するための配線パターンや入出力用端子電極ととビアホール導体とを接続するための配線パターンも全てシールリングの内周よりも内側の領域に配置させることができるため、これらの配線パターンとシールリングとの間で浮遊容量が発生するのも有効に防止することができる。
【００３５】
従って、浮遊容量の発生による特性変動がなく、電気的特性の安定した水晶発振子が得られる。
【００３６】
更に本発明の水晶発振子によれば、グランド端子電極を絶縁基板中に設けた第３のビアホール導体を介してシールリングに接続させることにより、絶縁基板上に配線パターンを大きく引き回すことなく両者を接続させることができるようになるため、絶縁基板面積の有効利用が可能になるととともに、水晶発振子の小型化に供することができる。
【００３７】
また更に本発明の水晶発振子によれば、グランド端子電極を絶縁基板端面の端面電極等を介してシールリングと接続させておくことにより、水晶発振子を外部配線基板上へ実装する時、絶縁基板の端面にも実装用の半田を付着させて実装強度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る水晶発振子の断面図である。
【図２】図１の水晶発振子より金属蓋体を外した状態を示す平面図である。
【図３】（ａ）は図１の水晶発振子に用いられる絶縁基板の上面図、（ｂ）は図１の水晶発振子に用いられる絶縁基板の下面図、（ｃ）は図１の水晶発振子に用いられる絶縁基板を上面側から見た透視図である。
【図４】（ａ）は本発明の他の実施形態に係る水晶発振子に用いられる絶縁基板の上面図、（ｂ）は（ａ）の絶縁基板の下面図、（ｃ）は（ａ）の絶縁基板の透視図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る水晶発振子の変更箇所を拡大して示す斜視図である。
【図６】従来の水晶発振子を示す断面図である。
【図７】（ａ）は従来の水晶発振子に用いられる容器１０９の上面図、（ｂ）は（ａ）の容器１０９の下面図、（ｃ）は（ａ）の容器１０９の透視図である。
【図８】従来の水晶発振子の等価回路図である。
【符号の説明】
１・・・・・水晶発振子
２・・・・・水晶振動子
３・・・・・絶縁基板
４・・・・・金属蓋体
５・・・・・キャビティ
６・・・・・シールリング
１４ａ，１４ｂ・・・・・入出力用電極パッド
１６ａ，１６ｂ・・・・・入出力用端子電極
１７ａ・・・・・第１のビアホール
１７ｂ・・・・・第２のビアホール
１７ｃ・・・・・第３のビアホール
１８ａ、１８ｂ・・・・・グランド端子電極
１９・・・・・配線パターン
２０・・・・・端面電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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