(57)【要約】【目的】本発明は振動特性を良好とした水晶振動子及び小型化を促進する水晶発振器を提供する。【構成】振動領域の外周部に応力緩和の溝を設けた水晶片からなる水晶振動子において、前記溝は内外に設けた第１と第２の二重溝とし、前記振動領域を前記二重溝によって包囲した構成とする。また、前記振動領域の励振電極から前記二重溝の外周に設けた電極貫通孔によって互いに反対面に引出電極を延出した水晶片と、前記引出電極と接続する水晶端子を一主面に有して外部端子を他主面に有するとともに発振回路を集積化した半導体素子と、カバーとを備え、前記水晶片と前記半導体素子及び前記カバーとに間隙を設けて外周をシーリング部材によって封止した構成とする。【選択図】図１
2004194046.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動領域の外周部に応力緩和の溝を設けた水晶片からなる水晶振動子において、前記溝は内外に設けた第１と第２の二重溝とし、前記振動領域を前記二重溝によって包囲したことを特徴とする水晶振動子。
【請求項２】
前記振動領域の励振電極から前記二重溝の外周に設けた電極貫通孔によって互いに反対面に引出電極を延出した水晶片と、前記引出電極と接続する水晶端子を一主面に有して外部端子を他主面に有するとともに発振回路を集積化した半導体素子と、カバーとを備え、前記水晶片と前記半導体素子及び前記カバーとに間隙を設けて外周をシーリング部材によって封止したことを特徴とする水晶発振器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は水晶振動子及びこれを用いた水晶発振器を産業上の技術分野とし、特に小型化を促進する水晶発振器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
（発明の背景）水晶発振器は周波数や時間の基準源として電子機器に広く用いられている。近年では、さらなる小型化が求められ対応が模索されている。
【０００３】
（従来技術の一例）第３図は一従来例を説明する図で、同図（a）は水晶発振器の断面図、同図（ｂ）は水晶片の図である。
水晶発振器は凹状とした実装基板１に半導体素子（ＩＣチップ）３と水晶片２を収容し、カバー４を被せて密閉封入してなる。実装基板１は表面実装用の外部端子５を有する。半導体素子３は発振回路を集積化し、実装基板１の凹部底面にバンプ６を用いた超音波熱圧着によって固着される。水晶片２は両主面に励振電極７を有し、一端部両側に一対の引出電極８を延出する。各引出電極８は互いに反対面に折り返して形成される。そして、一端部両側を凹部の段部に導電性接着剤９によって固着してなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
（従来技術の問題点）しかしながら、上記構成の水晶発振器では半導体素子３と水晶片２とが実装基板１内に別個に固着されるため、構造上、小型化が困難となる。また、水晶片２も小さくなるので振動特性を確保することが困難な問題があった。
【０００５】
（発明の目的）本発明は振動特性を良好とした水晶振動子及び小型化を促進する水晶発振器を提供することを目的とする。
【０００６】
【特許文献１】特開2001-28516号公報
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１では、振動領域の外周部に設けた応力緩和の溝は内外に設けた第１と第２の二重溝とし、前記振動領域を前記二重溝によって包囲する。したがって、例えば全周を固着（保持）したとしても、全周に溝が設けられているので振動領域に発生する応力が軽減され、振動特性を維持する。
【０００８】
本発明の請求項２では、前記振動領域の励振電極から前記二重溝の外周に設けた電極貫通孔によって互いに反対面に引出電極を延出した水晶片と、前記引出電極と接続する水晶端子を一主面に有して外部端子を他主面に有するとともに発振回路を集積化した半導体素子と、カバーとを備える。そして、前記水晶片と前記半導体素子及び前記カバーとに間隙を設けて外周をシーリング部材によって封止する。
【０００９】
この構成であれば、水晶片に電極貫通孔を設けて引出電極を両主面に設けるので、外周を封止できる。そして、水晶片の両主面に電気的に接続した半導体素子とカバーを接合するので、水晶発振器の高さ寸法を小さくできる。以下、本発明の一実施例を説明する。
【００１０】
【実施例】
第１図は本発明の一実施例を説明する図で、同図（ａ）は水晶発振器の分解図、同図（ｂ）は同正面図である。
水晶発振器は水晶片２と半導体素子３とカバー４とからなる。水晶片２は略正方形状とし、中央部を振動領域として両主面に励振電極７を有する。振動領域の外周には、内外に設けた第１と第２の溝１０（ａｂ）の二重溝１０を有する。第１溝１０ａは励振電極７の４角部に鉤状に、第２溝１０ｂは４辺に平行に形成される。要するに、二重溝１０は振動領域（励振電極７）を包囲して形成される。
【００１１】
励振電極７からは二重溝１０の間を経て一端部両側に引出電極８が延出し、さらに電極貫通孔１１によって互いに反対面に延出する。また、両主面の外周には接合用の環状電極１２が形成され、他端部両側に電極貫通孔１１を有するアース電極１４が形成される。
【００１２】
半導体素子３は発振回路を集積化し、一主面側を基準電位面ここではアース電位面とする。そして、特許文献１で示されるように一主面の一端部両側に水晶端子１３を他端部両側にアース電極１４を、他主面に図示しない電源、出力及びアース端子等の外部端子を有する。
【００１３】
なお、一主面のアース電位面はアース端子に電気的に接続する。アース端子はそして、各外部端子には実装端子５としての例えば半田ボールが接続する。また、一主面の外周には接合用の環状電極１２が形成される。カバー４は金属又は導電性を有する材料からなる。
【００１４】
このようなものでは、引出電極８の延出した水晶片２の一端部両側と半導体素子３の水晶端子１３とを、両者のアース電極１４とを、また外周に設けた両者の環状電極１２とを、及び水晶片２とカバー４とを位置決めして積層する。但し、水晶片２、半導体素子３及びカバー４との当接面間には水晶の転移点温度573℃以下の接合金属１５例えばＡuＳnからなる共晶合金を介在させる。そして、共晶合金を溶融して接合し、封止する。
【００１５】
このような構成であれば、水晶片２の一端部両側に電極貫通孔１１を設けて同一主面に引出電極８を延出し、外周に環状電極１２を形成する。そして、半導体素子３を実装基板１として兼用し、水晶片２とカバー４を積層して封止するので、基本的に高さ寸法を小さくできる。なお、接合金属１５の厚みによって振動領域との間にギャップが形成され、振動が維持される。
【００１６】
また、水晶片２は二重溝１０によって振動領域が包囲されるので、全方向からの応力を緩和する。したがって、水晶片２の全周が半導体素子３及びカバー４に固着しても、振動領域に与える影響を小さくして振動特性を良好にする。そして、この実施例ではカバー４を金属として半導体素子３のアース電位面（一主面側）に電気的に接続するので、カバー４を接地できてシールド効果を奏する。
【００１７】
【他の事項】
上記実施例では水晶片２と半導体素子３及びカバー４とは環状電極１２に共晶合金を設けて接合したが、環状電極は除去して低融点ガラスや樹脂によって封止してもよい。この場合、カバー４はセラミック等の絶縁材としてもよい。要するに、水晶片２、半導体素子３及びカバー４との外周をシーリング部材によって封止すればよい。
【００１８】
また、引出電極８を水晶片２の一辺側に延出したが、一組の対角部に延出してもよい。この場合、他組の対角部にアース電極１４を形成する。そして、これに応答して半導体素子３の一主面に水晶端子１３及びアース電極を形成する。
【００１９】
また、水晶発振器として説明したが、水晶片２は任意な保持手段によって水晶振動子としても利用できる。例えば凹状とした実装基板の底面に水晶片２の外周を固着して封止して水晶振動子とすることもできる。また、振動領域は矩形状としたが、円形状としてもよく任意に形成できる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明は、振動領域の外周部に設けた応力緩和の溝は内外に設けた第１と第２の二重溝とし、前記振動領域を前記二重溝によって包囲するので、振動特性を良好とした水晶振動子を提供できる。そして、前記振動領域の励振電極から前記二重溝の外周に設けた電極貫通孔によって互いに反対面に引出電極を延出した水晶片と、前記引出電極と接続する水晶端子を一主面に有して外部端子を他主面に有するとともに発振回路を集積化した半導体素子と、カバーとを備え、前記水晶片と前記半導体素子及び前記カバーとに間隙を設けて外周をシーリング部材によって封止するので、振動特性を維持して小型化を促進する水晶発振器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を説明する図で、同図（ａ）は水晶発振器の分解図、同図（ｂ）は同正面図である。
【図２】本発明の一実施例を説明する水晶振動子の平面図である。
【図３】従来例を説明する図で、同図（ａ）は水晶振動子の断面図、同図（ｂ）は水晶片の平面図である。
【符号の説明】
１  実装基板、２  水晶片、３  半導体素子、４  カバー、５  実装端子、６バンプ、７  励振電極、８  引出電極、９  導電性接着剤、１０  二重溝、１１  貫通孔、１２  環状電極、１３  水晶端子、１４  アース電極、１５  接合金属．
【図１】
2004194046.tif 000003
【図２】
2004194046.tif 000004
【図３】
2004194046.tif 000005