(57)【要約】【課題】小型化及び低コスト化に対応し、且つ、複数の圧電振動素子を１個のパッケージに収容する場合に発生する種々の不具合を解決した電子部品用パッケージを提供する。【解決手段】絶縁性基板と、該絶縁性基板の上面及び下面のそれぞれに配設した枠状部材と、該枠状部材と前記絶縁性基板とによって形成された凹部の開口を閉止するための蓋部材と、前記絶縁性基板の上面及び下面の前記枠状部材に囲まれた領域に設けた電子部品実装用のパッド電極と、前記絶縁性基板の下面であって前記枠状部材の外側の領域に前記パッド電極と電気的導通した外部端子と、を備えていることを特徴とする。【選択図】      図１
2005033292.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性基板と、
該絶縁性基板の上面及び下面のそれぞれに配設した枠状部材と、
該枠状部材と前記絶縁性基板とによって形成された凹部の開口を閉止するための蓋部材と、
前記絶縁性基板の上面及び下面の前記枠状部材に囲まれた領域に設けた電子部品実装用のパッド電極と、
前記絶縁性基板の下面であって前記枠状部材の外側の領域に前記パッド電極と電気的導通した外部端子と、
を備えていることを特徴とする電子部品用パッケージ。
【請求項２】
前記絶縁性基板は複数のセラミック絶縁層を積層してなる多層基板であり、いずれかの層間にシールド層が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電子部品用パッケージ。
【請求項３】
前記絶縁性基板に貫通孔が穿設されていることをことを特徴とする請求項１又は２に記載の電子部品用パッケージ。
【請求項４】
前記外部端子の柱状導体を配設されていることをことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電子部品用パッケージ。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の電子部品用パッケージの少なくとも一方の凹部に圧電振動素子を収容していることを特徴とする圧電デバイス。
【請求項６】
請求項１乃至４のいずれかに記載の電子部品用パッケージの一方の凹部に圧電振動素子を収容し他方の凹部に発振回路素子を収容していることを特徴とする圧電デバイス。
【請求項７】
前記圧電振動素子が水晶振動素子であることを特徴とする請求項５又は６に記載の圧電デバイス。
【請求項８】
前記圧電振動素子が弾性表面波フィルタ素子であることを特徴とする請求項５乃至６のいずれかに記載の圧電デバイス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、振動子やフィルタ等の圧電デバイスに使用される電子部品用パッケージに関し、特に複数の圧電振動素子を１個のパッケージに収容する場合に発生する種々の不具合を解決した電子部品用パッケージとこれを用いた圧電デバイスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話機等の移動体通信機器によるデータ通信は急速な普及を遂げており、１加入者当たりの通信量も増大しつつある。今後も加入者数及び通信量は増加していく傾向にある。通信速度の高速化への対応として、例えば現行の符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）方式の携帯電話（８００ＭＨｚ帯、データ伝送速度６４ｋｂｐｓ）とＣＤＭＡ２０００方式のＩＭＴ−２０００（２ＧＨｚ帯、データ伝送速度１４４ｋｂｐｓ）とを並存してサービスの提供する高速データ携帯無線通信システムがあり、該システムに対応した異なる周波数を使用できる１つの端末（デュアルバンド端末）が注目されている。このデュアルバンド端末の普及に伴う低価格化および小型化の急激な進展により、デュアルバンド端末に周波数制御デバイスとして用いられる水晶共振子（振動子、フィルタ）に対してもデュアルバンド対応でありながら低価格化及び小型化の要求が高まっている。
【０００３】
以下、従来の電子部品用パッケージについて水晶振動子を例に説明する。
従来の水晶振動子には、例えば特開２００２−２８０８６６号公報で開示されたようなものがあり、図５はその構成を示す縦断面図である。
従来の水晶振動子１００は、積層した複数のセラミックス薄板からなる略矩形状のベース１０１と、透明なガラス材料からなる矩形薄板の蓋１０２と、第１及び第２の水晶振動素子１０４及び１０５と、を備えている。ベース１０１はその上面に凹状の空所１０６を形成すると共に、底面の略中央に封止用孔１１０（貫通状態）が穿設されている。該空所１０６内底面の長手方向の両端に段差１０７及び１０８が設けられており、段差１０７の上面に第１の水晶振動素子１０４を、段差１０８近傍の内底面に第２の水晶振動素子１０５を導電性接着剤１０３を介して片持ち支持すると共に互いに僅かな隙間をもって略水平に保持し、空所１０６の開口を低融点ガラス（不図示）を介して蓋１０２により閉止すると共に、Ａｎ−Ｓｕ等の金属ボール１０９をレーザービーム等で溶着させることで封止用孔１１０の開口を気密封止する構造を有する。
前記第１及び第２の水晶振動素子１０４及び１０５の周波数調整方法は、該第１及び第２の水晶振動素子１０４及び１０５を実装した後、まず前記空所１０６の開口を閉止した上で開放状態の前記封止用孔１１０を介してイオンビームエッチングを行い、第２の水晶振動素子１０５下面に配設する励振電極用の金属薄膜（不図示）を部分的に除去することにより行う。次に真空状態で封止用孔１１０を閉止、即ち空所１０６を気密状態で、前記蓋１０２を通して外からレーザビームを照射し第１の水晶振動素子１０４上面に配設する励振電極用の帰属薄膜（不図示）を部分的に除去することにより行う。
【０００４】
【特許文献】特開２００２−２８０８６６号公報。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記第１の水晶振動素子１０４と前記第２の水晶振動素子１０５との間に僅かな空間を介在させ且つ互いに近接することで、互いに電気的な干渉が生じ各水晶振動素子の振動特性に悪影響を及ぼす虞がある。
【０００６】
また第１及び第２の水晶振動素子１０４及び１０５を実装後にそれぞれの周波数調整を行うことで、（励振電極の部分除去によって発生する）金属屑が水晶振動素子の表面に付着し発振周波数の変動や停止といった不具合が生じる。
【０００７】
前記周波数調整はイオンビームエッチングとレーザビームエッチングとの併用、前記封止はガラス封止と溶着との併用することによる製造工程の複雑化および設備投資の高額化が、前記水晶振動子１００の低価格化を阻害する要因となっている。
【０００８】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、小型化及び低コスト化に対応し、且つ、複数の圧電振動素子を１個のパッケージに収容する場合に発生する種々の不具合を解決した電子部品用パッケージを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明に係わる請求項１記載の発明は、絶縁性基板と、該絶縁性基板の上面及び下面のそれぞれに配設した枠状部材と、該枠状部材と前記絶縁性基板とによって形成された凹部の開口を閉止するための蓋部材と、前記絶縁性基板の上面及び下面の前記枠状部材に囲まれた領域に設けた電子部品実装用のパッド電極と、前記絶縁性基板の下面であって前記枠状部材の外側の領域に前記パッド電極と電気的導通した外部端子と、を備えていることを特徴とする。
【００１０】
また請求項２記載の発明は、請求項１において、前記絶縁性基板は複数のセラミック絶縁層を積層してなる多層基板であり、いずれかの層間にシールド層が形成されていることを特徴とする。
【００１１】
また請求項３記載の発明は、請求項１又は２において、前記絶縁性基板に貫通孔が穿設されていることをことを特徴とする。
【００１２】
また請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかにおいて、前記外部端子の柱状導体を配設されていることをことを特徴とする。
【００１３】
また請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の電子部品用パッケージの少なくとも一方の凹部に圧電振動素子を収容していることを特徴とする。
【００１４】
また請求項６記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の電子部品用パッケージの一方の凹部に圧電振動素子を収容し他方の凹部に発振回路素子を収容していることを特徴とする。
【００１５】
また請求項７記載の発明は、請求項５又は６において、前記圧電振動素子が水晶振動素子であることを特徴とする。
【００１６】
また請求項８記載の発明は、請求項５乃至６のいずれかにおいて、前記圧電振動素子が弾性表面波フィルタ素子であることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図示した本発明の実施の形態に基づいて、本発明を詳細に説明する。
【００１８】
図１は本発明の第１の実施形態の電子部品用パッケージを用いた圧電デバイスとしての水晶振動子の構成を示す縦断面図であって、図２は蓋部材を省略した状態の下面図である。
図１に示すように、略矩形状の第１及び第２の水晶振動素子１ａ及び１ｂ（電子部品素子）と、上面に該第１の水晶振動素子１ａを収容するための上方に開口する凹部３ａを備えると共に、下面に該第２の水晶振動素子１ｂを収容するための下方に開口する凹部３ｂを備えるセラミックパッケージ（プリント配線基板）２と、前記凹部３ａ及び３ｂの開口を閉止する２枚の金属製の蓋部材４と、を備えたものである。前記凹部３ａの内底面に形成したパッド電極５ａに導電性接着剤６を介して第１の水晶振動素子１ａの一方の端部で片持ち支持すると共に電気的な接続をした上で前記蓋部材４により該凹部３ａを気密封止すると共に、前記凹部３ｂの内底面に形成したパッド電極５ｂに前記導電性接着剤６を介して第１の水晶振動素子１ｂの一方の端部で片持ち支持すると共に電気的な接続をした上で前記蓋部材４により該凹部３ｂを気密封止する構造を有する。
【００１９】
前記セラミックパッケージ２は、複数の略矩形状のセラミック絶縁層２ｄと該セラミック絶縁層２ｄの短手方向の長さのみが略一致し且つ互いに中心が略一致するように最下層に配置した略矩形状の枠状セラミック絶縁層２ｅとが積層されたパッケージ本体（絶縁性基板）２ｃと、該パッケージ本体２ｃの上面に銀ろう付けされた前記セラミック絶縁層２ｄの平面外形と一致するコバール合金から成る略矩形状の枠状体２ａと、該パッケージ本体２ｃの最下面（枠状セラミック絶縁層２ｅの開口面）に銀ろう付けされた前記枠状セラミック絶縁層２ｅの平面外形と略一致するコバール合金から成る略矩形状の枠状体２ｂ（下面側）と、前記パッケージ本体２ｃを構成する任意の当接するセラミック絶縁層２ｄ同士の間に形成する共に該セラミック絶縁層２ｄの面積と略一致するシールド層９と、前記枠状体２ａの内側に露出するパッケージ本体２ｃの上面、即ち前記凹部３ａの内底面に形成する前記第１の水晶振動素子１ａ実装用の前記パッド電極５ａと、前記枠状体２ｂ及び前記枠状セラミック絶縁層２ｅの内側に露出する最下層のセラミック絶縁層２ｄの下面（以下「パッケージ本体２ｃの中下面」と示す。）、即ち前記凹部３ｂの内底面に形成する前記第２の水晶振動素子１ｂ実装用の前記パッド電極５ｂと、図２に示すように、パッケージ本体２ｃの中下面の長手方向のそれぞれの辺端部近傍、換言すれば枠状体２ｂ及び枠状セラミック絶縁層２ｅの長手方向の側壁の外側に露出する該パッケージ本体２ｃの中下面に形成する外部端子７ａ乃至７ｆと、から成る。
前記外部端子７ａ及び７ｂ（パッケージ本体２ｃの中下面の長手方向の一方辺端部両隅部）は配線パターン８ａを介して前記パッド電極５ａに、前記外部端子７ｃ及び７ｄ（パッケージ本体２ｃの中下面の長手方向の他方辺端部両隅部）は配線パターン８ｂを介して前記パッド電極５ｂに電気的導通している。前記外部端子７ｅ及び７ｆ（パッケージ本体２ｃの中下面の長手方向の各辺端部の略中央部）はシールド層９を介して枠状体２ａ及び２ｂに電気的導通しており、該外部端子７ｅ及び７ｆをアース電位とすることで該枠状体２ａ及び２ｂに前記蓋部材４を機械的に接続（封止）した際は、該蓋部材４がシールドとして機能することになる。
前記各パッド電極及び前記各外部端子はタングステンあるいはモリブデンを焼成し、その上にニッケルメッキを施し、さらにこのニッケルメッキ上に金めっきを施したものである。
【００２０】
前記水晶振動素子１ａ及び１ｂは、水晶振動素子本体（ＡＴカット水晶基板）と、その両主面の略中央に配設する励振電極１０と、該励振電極１０夫々から長手方向の一方端部に延在するリード電極１１と、を備えたものである。
【００２１】
図３は本発明の第３の実施形態の電子部品用パッケージを用いた圧電デバイスとしての水晶振動子の構成を示す縦断面図である。
第２の実施形態の水晶振動子が第１の実施形態と異なる点は、前記凹部３ａ及び３ｂの内底面に跨る貫通孔３１を穿設した点にある。該凹部３ａ及び３ｂの封止作業は同一の装置（シーム溶接機等）で且つ同一の作業環境下（窒素又は真空雰囲気）で実施されるが、封止後の凹部３ａ及び３ｂの内部雰囲気が完全に一致せずエージング特性や温度特性が異なる水晶振動子が製作する虞がある。そこで、前記貫通孔３１を任意の位置に穿設することで封止後の凹部３ａ及び３ｂの内部雰囲気を完全に一致させることが可能となる。
【００２２】
図４は本発明の第３の実施形態の電子部品用パッケージを用いた圧電デバイスとしての水晶振動子の側面図である。
第３の実施形態の水晶振動子が第１及び第２の実施形態と異なる点は、前記外部端子７ａ乃至７ｆのそれぞれに柱状導体４１を配設した点にある。前述する第１及び第２の実施形態の水晶振動子を外部のプリント基板（不図示）に実装する場合、該プリント基板の実装面と水晶振動子の下部の水晶振動子部４５との接触を回避し且つプリント基板の実装面に形成した接続端子（不図示）と外部端子７ａ乃至７ｆ（７ａ及び７ｄ図示）とを導通固定するために、該プリント基板の実装面に水晶振動子部４５を挿入するための窪みや切り欠きを形成しなければならないが、水晶振動子部４５より高い柱状導体４１、例えば金属ボールを介して前記外部端子７ａ乃至７ｆと前記接続端子とを導通固定することで、前記プリント基板に特段の工夫を施す必要が無くなる。
【００２３】
前記水晶振動素子と共に、またはいずれか一方の凹部に発振回路および温度補償回路を構成するＩＣチップや該ＩＣチップに供給される電源電圧に重畳される高周波ノイズを除去するためのコンデンサ等を収容しても構わない。
【００２４】
また水晶振動子及びＴＣＸＯを用いて本発明を説明したが、水晶基板に部分電極を配設する多重モード水晶フィルタや弾性表面波フィルタ、さらにＶＣＸＯ、ＳＰＸＯ、ＳＡＷ発振器等のデバイスに適用できることは云うまでもない。
【００２５】
ＡＴカットの水晶振動素子を用いて本発明を説明したが、本発明はＡＴカットに限定するものではなくＢＴカット、ＣＴカット、ＤＴカット、ＳＣカット、ＧＴカット等のカットアングルの水晶基板に適用できることは云うまでもない。
【００２６】
また本発明は、水晶振動素子のみに限定するものではなくランガサイト、四方酸リチウム、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム等の他の圧電振動素子に適用できることは云うまでもない。
【００２７】
このように構成することにより、小型化及び低コスト化に対応し、且つ、複数の圧電振動素子を１個のパッケージに収容する場合に発生する種々の不具合を解決した電子部品用パッケージが得られる。
【００２８】
【発明の効果】
請求項１乃至２記載の発明によれば、パッケージ本体（シールド層）を挟んで形成した凹部のそれぞれに水晶振動子を実装することにより、互いに電気的な干渉が発生せず各水晶振動素子の振動特性に悪影響を及ぼすことが無くなるという効果を有する。また各水晶振動素子の周波数調整、例えばイオンビームエッチングによって発生する金属屑が水晶振動素子の表面に付着しない、仮に付着したとしても改めて金属屑の除去しその後に気密封止することが可能であることから発振周波数の変動や停止といった不具合が発生しないという効果を有する。同一方法で各水晶振動素子の周波数調整を実施することが可能となることにより、製造工程の簡素化および設備の共有化等により、水晶振動子の低価格化が実現できるという効果を有する。
【００２９】
また請求項３記載の発明によれば、貫通孔を穿設することにより、互いに異なる凹部に収容した水晶振動素子の環境を一定に保持することが可能となり、エージング特性や温度特性が一定のデュアルバンド対応の水晶振動子を得られるという効果を有する。
【００３０】
また請求項４記載の発明によれば、外部の実装基板に加工を施すことなく実装することが可能となるという効果を有する。
【００３１】
また請求項５乃至８記載の発明によれば、前述する効果を備える圧電デバイスが得られるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態の電子部品用パッケージを用いた水晶振動子の縦断面図。
【図２】第１の実施形態の電子部品用パッケージの下面図。
【図３】第２の実施形態の電子部品用パッケージを用いた水晶振動子の縦断面図。
【図４】第３の実施形態の電子部品用パッケージを用いた水晶振動子の側面図。
【図５】従来の電子部品用パッケージを用いた水晶振動子の縦断面図。
【符号の説明】
１ａ…第１の水晶振動素子    １ｂ…第２の水晶振動素子
２…セラミックパッケージ    ２ａ、２ｂ…枠状体    ２ｃ…パッケージ本体
２ｄ…セラミック絶縁層    ２ｅ…枠状セラミック絶縁層
３ａ、３ｂ…凹部    ４…蓋部材    ５ａ、５ｂ…パッド電極
６…導電性接着剤    ７ａ乃至７ｆ…外部端子    ８ａ、８ｂ…配線パターン
９…シールド層    １０…励振電極    １１…リード電極
３１…貫通孔    ４１…柱状導体    ４５…水晶振動子部
１００…水晶振動子    １０１…ベース    １０２…蓋
１０３…導電性接着剤    １０４…第１の水晶振動素子
１０５…第２の水晶振動素子    １０６…空所    １０７、１０８…段差
１０９…金属ボール    １１０…封止用孔
【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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