(57)【要約】【課題】  圧電振動素子の外形サイズが変化しても、安定して支持が行われ、また特性変化の少ない圧電振動素子の支持構造および当該支持構造を用いた圧電発振器を提供する。【解決手段】  水晶発振器は電子部品用パッケージであるセラミックパッケージ１と、当該セラミックパッケージ内部に収納される集積回路素子３および水晶振動板２と、水晶振動板の下方に位置する補助支持板４と、セラミックパッケージを気密封止するリッド５とからなる。支持台１Ｂの電極パッド１２，１３の一部上部には補助支持板４が接合材により接合されている。補助支持板４の切り欠き４１は補助支持板接合時、電極パッド１２を露出させる位置に形成されている。【選択図】  図１
2005260727.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持台の上部に電極パッドが設けられ、当該支持台上に、表面に励振電極が形成された板状の圧電振動素子の一部を片持ち保持する圧電振動素子の支持構造であって、
前記支持台と圧電振動素子間に補助支持板が形成され、当該補助支持板は前記支持台から一部はみ出した状態に搭載され、当該はみ出した領域を含んで前記圧電振動素子が搭載されるとともに、前記圧電振動素子の励振電極と前記電極パッドとが導電接合材により電気的に接続されていることを特徴とする圧電振動素子の支持構造。
【請求項２】
支持台の上部に電極パッドが設けられ、当該支持台上に、表面に励振電極が形成された板状の圧電振動素子の一部を片持ち保持する圧電振動素子の支持構造であって、
前記圧電振動素子上であって支持台上方に補助支持板が搭載され、当該補助支持板は平面視でみて前記支持台から一部はみ出した状態に配置され、当該はみ出した領域を含んで前記圧電振動素子が補助支持されるとともに、前記圧電振動素子の励振電極と前記電極パッドとが導電接合材により電気的に接続されていることを特徴とする圧電振動素子の支持構造。
【請求項３】
上方が開口するとともに、内部に複数の電極パッドが上面に形成された支持台を有するセラミックパッケージと、パッケージ内部底面に設置された集積回路素子と、当該集積回路素子の上部に位置し、前記支持台に片持ち支持される板状圧電振動素子からなる圧電振動素子と、前記支持台と前記圧電振動素子間に配置された補助支持板と、前記開口を閉塞し、前記集積回路素子と圧電振動素子とを気密封止する金属製のリッドとからなる圧電発振器であって、
前記圧電振動素子は矩形状で、表裏に励振電極が形成されるとともに、当該励振電極を外周に引き出し、前記電極パッドとそれぞれ接続される引出電極を有する構成であり、また前記補助支持板は前記支持台と圧電振動素子間にあり、一部が前記支持台に、他の部分が支持台からはみ出した状態で搭載され、当該はみ出した領域においても圧電振動素子を支持する構成であることを特徴とする圧電発振器。
【請求項４】
上方が開口するとともに、内部に複数の電極パッドが上面に形成された支持台を有するセラミックパッケージと、パッケージ内部底面に設置された集積回路素子と、当該集積回路素子の上部に位置し、前記支持台に片持ち支持される板状圧電振動素子からなる圧電振動素子と、前記圧電振動素子上であって、支持台上方に搭載された補助支持板と、前記開口を閉塞し、前記集積回路素子と圧電振動素子とを気密封止する金属製のリッドとからなる圧電発振器であって、
前記圧電振動素子は矩形状で、表裏に励振電極が形成されるとともに、当該励振電極を外周に引き出し、前記電極パッドとそれぞれ接続される引出電極を有する構成であり、また前記補助支持板は平面視でみて前記支持台から一部はみ出した状態に配置され、当該はみ出した領域を含んで前記圧電振動素子を補助支持していることを特徴とする圧電発振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電振動子の支持構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、モバイルコンピュータ等の情報機器や、携帯電話、自動車電話、ページングシステム等の移動体通信機器にあっては、装置の小型化が急速に進んでいる。このため、これらに用いられる水晶振動子、水晶発振器などの電子部品にも更なる小型化が要求されている。
【０００３】
水晶振動子は周知のとおり水晶振動板の表裏に形成された励振電極から供給される交流電圧により駆動する。すなわち、圧電効果による機械的な振動領域が必要となるが、最近の小型化に伴い、振動領域を確保するため、矩形状水晶振動板の長辺方向の一端側のみを片持ち支持する構成が増加している。ところがこのような片持ち支持構成は、外部衝撃等により支持されない側すなわち自由端側が大きく撓み、水晶振動板が破損することがあった。このような不具合を無くすために、例えば特開平３−８８３７３号に示すようにセラミックパッケージの自由端側に枕材を設け、撓みを抑制する構成も考えられている。
【０００４】
しかしながら水晶振動板は高周波数化するに従いその外形寸法も小さくなり、画一的なセラミックパッケージ構成では水晶振動板の自由端が枕材から外れる場合があり、多種のセラミックパッケージが必要となっていた。
【０００５】
また水晶発振器は水晶振動板と発振回路が内蔵された集積回路素子とがセラミックパッケージに格納された構成であり、例えば図８に示す構成を有している。図８において、１はセラミックパッケージ、２は励振電極が形成された水晶振動板（圧電振動素子）、３は集積回路素子、５は金属製のリッドである。セラミックパッケージ１の凹形開口の下部には集積回路素子３が設置され、その上部に水晶振動板２が位置する構成である。水晶振動板２が大きなサイズの場合は、自由端が補助支持台（枕材）１Ｃに補助的に支持されるが、水晶振動板２が小さい場合は当該補助支持台による補助支持効果を得ることができないため、図８に示すように外部衝撃により水晶振動板２が点線で示す２ａの状態に傾斜し、集積回路素子に接触する等により水晶振動板の振動を阻害することがあった。
【０００６】
ところで水晶発振器は集積回路素子の上面がアース接続されており、またリッドもアース接続されている場合がある。このような場合、前述の水晶振動板の傾きにより周波数が変動することがある。すなわち、水晶振動板に形成された励振電極とリッド間距離ｔ１、あるいは当該励振電極と集積回路素子間距離ｔ２で形成される静電容量が変化することがある。この静電容量は水晶発振器における周波数決定パラメーターの一つであるため、上述のように水晶振動板が傾くことにより、励振電極とリッド間距離ｔ１と当該励振電極と集積回路素子間距離ｔ２が設定値から変化し、周波数変動が生じることがあった。
【特許文献１】特開平３−８８３７３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、圧電振動素子の外形サイズが変化しても、安定して支持が行われ、また特性変化の少ない圧電振動素子の支持構造および当該支持構造を用いた圧電発振器を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明は、電極接続を行う片持ち支持側に補助支持板を設けることにより、圧電振動素子の支持状態を安定させることに着目してなされたもので、次の構成により実現をすることができる。
【０００９】
すなわち請求項１に示すように、支持台の上部に電極パッドが設けられ、当該支持台上に、表面に励振電極が形成された板状の圧電振動素子の一部を片持ち保持する圧電振動素子の支持構造であって、前記支持台と圧電振動素子間に補助支持板が形成され、当該補助支持板は前記支持台から一部はみ出した状態に搭載され、当該はみ出した領域を含んで前記圧電振動素子が搭載されるとともに、前記圧電振動素子の励振電極と前記電極パッドとが導電接合材により電気的に接続されていることを特徴とする圧電振動素子の支持構造である。
【００１０】
セラミックパッケージの具体的構成として、上方が開口するとともに、内部に複数の電極パッドが上面に形成された支持台を有するセラミックパッケージと、当該支持台上に片持ち搭載され、表裏に励振電極が形成されるとともに、当該励振電極を外周に引き出し、前記電極パッドとそれぞれ接続される引出電極を有する矩形状圧電振動素子と、前記支持台と圧電振動素子間にあり、一部が前記支持台に、他の部分が支持台からはみ出した状態で搭載され、当該はみ出した領域を含んで圧電振動素子を支持する補助支持板と、からなる圧電振動素子の支持構造をあげることができる。
【００１１】
上述の補助支持板は、支持台に複数の異なる極性の電極パッドが形成される場合は絶縁性材料を用いる必要があるが、これに限定されることなく例えば特定の方向にのみ導電性を有する異方導電性材料からなる補助支持板を用いることも可能である。また補助支持板が絶縁性材料である場合は、当該補助支持板を素板のまま用いてもよいし、その表面に前記圧電振動素子に形成された引出電極等の電極パターン対応した電極膜を形成し、圧電振動素子の励振電極と支持台の電極パッドとの接続を補助してもよい。
【００１２】
上記構成によれば、圧電振動素子の片持ち支持部分の下方に補助支持板が位置することになり、片持ち支持部の接合領域を広くとることができる。従って外部衝撃等が加わった際に、比較的広い面積で衝撃吸収を行うことができる。また補助支持板自体の撓み等による緩衝機能によっても衝撃吸収を行うことができる。
【００１３】
ところで、補助支持板は支持台からはみ出している領域に置いては、その上部に搭載する圧電振動素子の幅より広い構成にすることが好ましい。これにより圧電振動素子が支持固定された後に外部から衝撃等が加わった場合でも、補助支持板全体で衝撃を緩和するためさらに緩衝機能が強化される。
【００１４】
本発明は、当該支持構造を圧電振動素子と集積回路素子とを同室に収納した構成の圧電発振器において適用する構成についても提案している。すなわち、請求項３に示すように、上方が開口するとともに、内部に複数の電極パッドが上面に形成された支持台を有するセラミックパッケージと、パッケージ内部底面に設置された集積回路素子と、当該集積回路素子の上部に位置し、前記支持台に片持ち支持される板状圧電振動素子からなる圧電振動素子と、前記支持台と前記圧電振動素子間に配置された補助支持板と、前記セラミックパッケージの開口を閉塞し、前記集積回路素子と圧電振動素子とを気密封止する金属製のリッドとからなる圧電発振器であって、前記圧電振動素子は矩形状で、表裏に励振電極が形成されるとともに、当該励振電極を外周に引き出し、前記電極パッドとそれぞれ接続される引出電極を有する構成であり、また前記補助支持板は前記支持台と圧電振動素子間にあり、一部が前記支持台上に、他の部分が支持台からはみ出した状態で搭載され、当該はみ出した領域においても圧電振動素子を支持する構成であることを特徴とする圧電発振器である。
【００１５】
請求項３の構成によれば、圧電振動素子の片持ち支持部分の下方に補助支持板が位置することになり、片持ち支持部の接合領域を広くとることができる。従って外部衝撃等が加わった際に、比較的広い面積で衝撃吸収を行うことができ、また補助支持板自体の撓み等による緩衝機能によっても衝撃吸収を行うことができる。このため圧電振動素子が斜めに傾いて支持されることもなく、従って、他の構成部材との位置関係の変化による静電容量の変化も生じなくなる。
【００１６】
本発明は前記補助支持板が圧電振動素子の上部に配置する構成についても提案している。すなわち、請求項２に示すように、支持台の上部に電極パッドが設けられ、当該支持台上に、表面に励振電極が形成された板状の圧電振動素子の一部を片持ち保持する圧電振動素子の支持構造であって、前記圧電振動素子上であって支持台上方に補助支持板が搭載され、当該補助支持板は平面視でみて前記支持台から一部はみ出した状態に配置され、当該はみ出した領域を含んで前記圧電振動素子が補助支持されるとともに、前記圧電振動素子の励振電極と前記電極パッドとが導電接合材により電気的に接続されている構成であってもよい。
【００１７】
上記構成によれば、圧電振動素子の片持ち支持部分の上方に補助支持板が位置することになり、片持ち支持部の接合領域を広くとることができる。従って外部衝撃等が加わった際に、比較的広い面積で衝撃吸収を行うことができる。また、補助支持板の錘効果により圧電振動素子において片持支持側の重量配分が増加する。従って外部衝撃等が加わった際においても、自由端側が傾くことが抑制され、安定した支持を行うことができる。
【００１８】
本発明は、上述のような構成において、当該支持構造を圧電振動素子と集積回路素子とを同室に収納した構成の圧電発振器において適用する構成についても提案している。すなわち、請求項４に示すように、上方が開口するとともに、内部に複数の電極パッドが上面に形成された支持台を有するセラミックパッケージと、パッケージ内部底面に設置された集積回路素子と、当該集積回路素子の上部に位置し、前記支持台に片持ち支持される板状圧電振動素子からなる圧電振動素子と、前記圧電振動素子上であって、支持台上方に搭載された補助支持板と、前記開口を閉塞し、前記集積回路素子と圧電振動素子とを気密封止する金属製のリッドとからなる圧電発振器であって、前記圧電振動素子は矩形状で、表裏に励振電極が形成されるとともに、当該励振電極を外周に引き出し、前記電極パッドとそれぞれ接続される引出電極を有する構成であり、また前記補助支持板は平面視でみて前記支持台から一部はみ出した状態に配置され、当該はみ出した領域を含んで前記圧電振動素子を補助支持している構成であってもよい。
【００１９】
上記構成によれば、圧電振動素子の片持ち支持部分の上方に補助支持板が位置することになり、片持ち支持部の接合領域を広くとることができる。従って外部衝撃等が加わった際に、比較的広い面積で衝撃吸収を行うことができる。また、補助支持板の錘効果により圧電振動素子において片持支持側の重量配分が増加する。従って外部衝撃等が加わった際においても、自由端側が傾くことが抑制され、安定した支持を行うことができる。また他の構成部材との位置関係の変化による静電容量の変化も生じなくなる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、外部衝撃等が加わった際に、比較的広い面積で衝撃吸収を行うことができ、また補助支持板自体の撓み等による緩衝機能によっても衝撃吸収を行うことができる。このため圧電振動素子が斜めに傾いて支持されることもなく、従って、他の構成部材との位置関係の変化による静電容量の変化も生じなくなる。よって、圧電振動素子の外形サイズが変化しても、安定して支持が行われ、また特性変化の少ない圧電振動素子の支持構造および当該支持構造を用いた圧電発振器を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明による好ましい実施の形態について図面に基づいて説明する。
本発明の第１実施の形態について、圧電振動デバイスとして水晶発振器を例にとり、図面を参照して説明する。図１は水晶発振器の開蓋状態の斜視図、図２は図１において閉蓋した状態の断面図、図３は図１において各構成部品を組み込み、開蓋した状態（閉蓋前の状態）の平面図である。
【００２２】
本発明に適用される水晶発振器は電子部品用パッケージであるセラミックパッケージ１と、当該セラミックパッケージ内部に収納される集積回路素子３および水晶振動板２と、水晶振動板の下方に位置する補助支持板４と、セラミックパッケージを気密封止するリッド５とからなる。
【００２３】
セラミックパッケージ１は全体として直方体形状で、アルミナ等のセラミックスを主材料とし、図示しないが内部に導体配線パターンが形成された構成であり、かつ上部に開口し断面が凹形の収納部１０を有する構成である。セラミックパッケージの堤部１Ａの上部にはメタライズ層やメッキ等による金属層１１が設けられ、当該金属層４はセラミックパッケージ下面に設けられたアース電極（図示せず）に接続されている。パッケージ内部の長辺方向の一端には支持台１Ｂが形成され、同他端には補助支持台（枕材）１Ｃが設けられている。支持台１Ｂと補助支持台１Ｃはほぼ同じ高さか、あるいは支持台１Ｂが若干高く形成されている。また支持台１Ｂ上面には電極パッド１２，１３が短辺方向に所定の間隔をもって形成されている。
【００２４】
収納部１０は下部収納部１０ａと上部収納部１０ｂを有している。両収納部は空間的につながっているが、それぞれ配置される電子部品素子が異なっており、下部収納部１０ａには集積回路素子３が、上部収納部１０ｂには水晶振動板２がそれぞれ配置されている。下部収納部１０ａの底面には所定の電極配線による複数の電極パッド１４が形成されており、当該電極パッド上に前記集積回路素子３が搭載されている。
【００２５】
集積回路素子３は全体として直方体形状であり、下面には複数の電極パッド３１が形成され、また上面には図示していないが導電層が形成されている。当該導電層は下面の電極パッドの一つに引き出され、アース接続されている。複数の電極パッド１４と集積回路素子３の電極パッド３１との接合は、周知のフェイスダウンボンディング技術により電気的機械的な接合が行われるが、必要に応じて集積回路素子３と下部収納部１０ａの底面間には、絶縁性樹脂材によるアンダーフィルを形成してもよい。アンダーフィルの形成により集積回路素子３の機械的接合強度を向上させることができる。
【００２６】
当該集積回路素子３は水晶振動板１とともに発振回路を構成する回路構成が集積形成された１チップ集積回路素子である。また当該集積回路素子３には、必要に応じて、温度補償回路あるいは電圧制御回路あるいはＰＬＬ出力回路等の回路が組み込まれている。
【００２７】
上部収納部１０ｂは水晶振動板２を配置する領域であり、高さ方向において支持台１Ｂの上面近傍の領域を示している。当該支持台１Ｂ上には前述のとおり電極パッド１２，１３が形成されている。当該電極パッド１２，１３はセラミックパッケージ内の配線により、集積回路素子３およびセラミックパッケージ下面に形成された外部接続電極（図示せず）と適宜接続されている。また当該電極パッド１２，１３は前述の底面に形成された集積回路素子接続用の電極パッド１４と同様の手法にて形成するもので、例えばメタライズによるタングステン層上にニッケル層、金層の順にメッキ等の手段により形成するものである。なお、支持台１Ｂと電極パッド１２あるいは１３の合計高さは、下に配置する集積回路素子３を設置した状態の高さより高くすることが好ましい。
【００２８】
また、支持台１Ｂの電極パッド１２，１３の一部上部には補助支持板４が接合材により接合されている。補助支持板４は例えばセラミックあるいは水晶からなり、切り欠き４１を有している。当該切り欠き４１は補助支持板接合時、電極パッド１２を露出させる位置に形成されている。補助支持板の補助支持台１Ｃ側は支持台からはみ出たはみ出し領域４ａを有する構成であり、少なくともはみ出し領域４ａはその幅が水晶振動板２の幅より広く形成されている。なお、補助支持板４の外形および寸法は搭載する水晶振動板の形状や寸法により適宜決定すればよく、上記構成に限定されるものではない。また前記補助支持板４を支持台１Ｂに接合する接合材は、絶縁性接合材であっても導電性接合材であってもよい。導電性接合材を用いる場合は、隣接する電極パッドとの短絡を防ぐような接合材の供給が必要である。
【００２９】
また、前記補助支持板４の上部には水晶振動板２の長辺方向一端が接合される。水晶振動板２は矩形状のＡＴカット水晶振動板からなり、その中央部分には表裏面に対向した励振電極２１，２２（裏面の励振電極２２は図示せず）が形成されている。当該励振電極２１，２２は引出電極２１１，２２１により、水晶振動板２の長辺方向の一端で短辺方向の両端部分にそれぞれ引き出されている。これら電極形成は励振電極と引出電極に対応した開口パターン形状を有する成膜マスクにより水晶振動板を被覆し、真空蒸着法あるいはスパッタリング法等により電極膜形成を行うことにより得ることができる。
【００３０】
当該水晶振動板２の接合にあたっては、補助支持台４上であって、搭載する水晶振動板の各引出電極部分にそれぞれ導電性接合材Ｓを塗布し、水晶振動板を片持ち支持状態に搭載する。このときの導電性接合材Ｓは、引出電極２１１と電極パッド１２，引出電極２２１と電極パッド１３それぞれに跨るような塗布をするとそれぞれの組が電気的に独立し状態で確実に電気的接合が行え好ましい。また必要に応じて、水晶振動板搭載後さらに接合部分に導電性接合材を上塗り塗布してもよく、これにより水晶振動板の確実な電気的機械的接合を行うことができる。なお、導電接合材Ｓは例えば導電材料を含有したシリコーン系樹脂接着剤を用いているが、ウレタン系あるいはエポキシ系の導電接合材を用いてもよい。
【００３１】
その後、不活性ガス雰囲気中あるいは真空雰囲気中でリッド５によりセラミックパッケージの開口部を閉塞し、気密封止を行う。リッド５は金属製であり、例えばコバールをコア材として、その上部にニッケル層を形成するとともに、下部すなわちセラミックパッケージとの接合面側には銅層を介して銀ろう層が形成された構成である。このようなリッドをシーム溶接法により接合することにより、気密封止を行うことができる。リッドは金属層１１からセラミックパッケージ内部に設けられた内部配線（図示せず）により、パッケージ下面に形成された外部接続電極（図示せず）に引き出されている。
【００３２】
なお、補助支持板４と水晶振動板２の支持台への搭載、接合は例えば自動機を用いた連続処理の中で実施することができる。すなわち、最初、支持台の電極パッド１２，１３それぞれに導電性接合材をディスペンサ等で供給し、その後補助支持板４を搭載する。このとき導電性接合材の供給は支持台の端部（段差部分）に近い位置に供給するとよい。続いて引出電極２１１と電極パッド１２，引出電極２２１と電極パッド１３それぞれに跨るように導電接合材をディスペンサ等で供給し塗布する。その後水晶振動板２を搭載し、各引出電極との電気的な接合を行い、さらに当該接合部分に上塗り用の導電接合材を塗布する。その後接着剤を硬化させ、導電接合の完成となる。
【００３３】
以上の構成により、補助支持板４が支持台１Ｂに堅固に固着されるため、その上部に導電接合される水晶振動板２は、外部衝撃による応力が加わった場合でも、自由端側が下方に傾くこと無く、安定して初期の支持状態を維持することができる。従って、水晶振動板の外形サイズが変化しても、安定して支持が行われ、また特性変化の少ない水晶発振器を得ることができる。
【００３４】
本発明は上記実施の形態に示したものに限定されるものではなく、多種の構成の補助支持板を用いることもできる。図４は支持台上に形成された補助支持板について他の構成を示す平面図である。なお、水晶振動板２は点線で構成している。図４（ａ）は補助支持板６上に電極膜（導電膜）を形成した例であり、電極パッド１２に対して電極膜６２が、電極パッド１３に対して電極膜６３がそれぞれ対応して形成されている。本例においては前述の実施の形態のように補助支持板６に切り欠きを設けていないが、各電極膜６２，６３により確実に電極接続を行うことができる。なお、切り欠きを有する補助支持板構成に本例のような電極膜を形成してもよい。さらには当該各電極膜６２，６３は両者の短絡のおそれがない限り幅広く形成したり、あるいは水晶振動板の長辺方向においても補助支持板の端部まで形成することにより、電気的接合並びに機械的接合の安定性を向上させることができる。
【００３５】
また図４（ｂ）は他の構成を示す補助支持板７である。本例は補助支持板７に切り欠き７１を形成するとともに、長辺方向他端側に面取り部７２，７３を設けている。このような構成により外部衝撃の応力が水晶振動板に加わり、水晶振動板が撓んだ場合でも水晶振動板の支持部分の損傷を最小限にすることができる。なお、当該面取り構成は曲率を有する面取り構成であってもよい。また補助支持板の長辺方向の他端部すなわち補助支持台１Ｃ側において厚さが漸次薄くなる面取り構成を採用してもよい。
【００３６】
次に、本発明による第２実施の形態について、圧電振動デバイスとして水晶発振器を例にとり、図面を参照して説明する。図５は水晶発振器の閉蓋した状態の断面図、図６は図５において開蓋した状態の平面図である。
【００３７】
本発明に適用される水晶発振器は電子部品用パッケージであるセラミックパッケージ１と、当該セラミックパッケージ内部に収納される集積回路素子３および水晶振動板２と、水晶振動板の上方に位置する補助支持板６と、セラミックパッケージを気密封止するリッド５とからなる。
【００３８】
セラミックパッケージ１は全体として直方体形状で、アルミナ等のセラミックスを主材料とし、図示しないが内部に導体配線パターンが形成された構成であり、かつ上部に開口し断面が凹形の収納部１０を有する構成である。セラミックパッケージの堤部１Ａの上部にはメタライズ層やメッキ等による金属層１１が設けられ、当該金属層４はセラミックパッケージ下面に設けられたアース電極（図示せず）に接続されている。パッケージ内部の長辺方向の一端には支持台１Ｂが形成され、同他端には補助支持台（枕材）１Ｃが設けられている。支持台１Ｂと補助支持台１Ｃはほぼ同じ高さか、あるいは支持台１Ｂが若干高く形成されている。また支持台１Ｂ上面には電極パッド１２，１３が短辺方向に所定の間隔をもって形成されている。
【００３９】
収納部１０は下部収納部１０ａと上部収納部１０ｂを有している。両収納部は空間的につながっているが、それぞれ配置される電子部品素子が異なっており、下部収納部１０ａには集積回路素子３が、上部収納部１０ｂには水晶振動板２がそれぞれ配置されている。下部収納部１０ａの底面には所定の電極配線による複数の電極パッド１４が形成されており、当該電極パッド上に前記集積回路素子３が搭載されている。
【００４０】
集積回路素子３は全体として直方体形状であり、下面には複数の電極パッド３１が形成され、また上面には図示していないが導電層が形成されている。当該導電層は下面の電極パッドの一つに引き出され、アース接続されている。複数の電極パッド１４と集積回路素子３の電極パッド３１との接合は、周知のフェイスダウンボンディング技術により電気的機械的な接合が行われるが、必要に応じて集積回路素子３と下部収納部１０ａの底面間には、絶縁性樹脂材によるアンダーフィルを形成してもよい。アンダーフィルの形成により集積回路素子３の機械的接合強度を向上させることができる。
【００４１】
当該集積回路素子３は水晶振動板１とともに発振回路を構成する回路構成が集積形成された１チップ集積回路素子である。また当該集積回路素子３には、必要に応じて、温度補償回路あるいは電圧制御回路あるいはＰＬＬ出力回路等の回路が組み込まれている。
【００４２】
上部収納部１０ｂは水晶振動板２を配置する領域であり、高さ方向において支持台１Ｂの上面近傍の領域を示している。当該支持台１Ｂ上には前述のとおり電極パッド１２，１３が形成されている。当該電極パッド１２，１３はセラミックパッケージ内の配線により、集積回路素子３およびセラミックパッケージ下面に形成された外部接続電極（図示せず）と適宜接続されている。また当該電極パッド１２，１３は前述の底面に形成された集積回路素子接続用の電極パッド１４と同様の手法にて形成するもので、例えばメタライズによるタングステン層上にニッケル層、金層の順にメッキ等の手段により形成するものである。なお、支持台１Ｂと電極パッド１２あるいは１３の合計高さは、下に配置する集積回路素子３を設置した状態の高さより高くすることが好ましい。
【００４３】
これら電極パッド上には水晶振動板２の長辺方向一端が接合され、片持ち支持される。水晶振動板２は矩形状のＡＴカット水晶振動板からなり、その中央部分には表裏面に対向した励振電極２１，２２（裏面の励振電極２２は図示せず）が形成されている。当該励振電極２１，２２は引出電極２１１，２２１により、水晶振動板２の長辺方向の一端で短辺方向の両端部分にそれぞれ引き出されている。当該水晶振動板２の接合にあたっては、支持台の電極パッド１２，１３上にそれぞれ導電性接合材Ｓを塗布し、前記引出電極２１１，２２１が導電性接合材Ｓ上に位置するように、水晶振動板を片持ち支持する。また必要に応じて、水晶振動板搭載後さらに接合部分に導電性接合材を上塗り塗布してもよく、これにより引出電極２１１と電極パッド１２、引出電極２２１と電極パッド１３それぞれを確実に電気的機械的接合することができる。
【００４４】
水晶振動板２の片持ち支持部分上部には補助支持板６が接合材により設置されている。補助支持板６は例えばセラミックあるいは水晶からなり、切り欠き６１を有している。当該切り欠き４１は補助支持板接合時、電極パッド１２を露出させる位置に形成されている。補助支持板の補助支持台１Ｃ側は支持台からはみ出たはみ出し領域６ａを有する構成であり、少なくともはみ出し領域６ａはその幅が水晶振動板２の幅より広く形成されている。なお、前記補助支持板６を支持台１Ｂに接合する接合材は、絶縁性接合材であっても導電性接合材であってもよい。導電性接合材を用いる場合は、隣接する電極パッドとの短絡を防ぐような接合材の供給が必要である。
【００４５】
その後、不活性ガス雰囲気中あるいは真空雰囲気中でリッド５によりセラミックパッケージの開口部を閉塞し、気密封止を行う。リッド５は金属製であり、例えばコバールをコア材として、その上部にニッケル層を形成するとともに、下部すなわちセラミックパッケージとの接合面側には銅層を介して銀ろう層が形成された構成である。このようなリッドをシーム溶接法により接合することにより、気密封止を行うことができる。リッドは金属層１１からセラミックパッケージ内部に設けられた内部配線（図示せず）により、パッケージ下面に形成された外部接続電極（図示せず）に引き出されている。
【００４６】
以上の構成により、水晶振動板の片持ち支持部分に補助支持板６を設置するために、補助支持板の錘効果により水晶振動板において片持支持側の重量配分が増加する。また片持ち支持部の接合領域を広くとることができ、外部衝撃等が加わった際に、比較的広い面積で衝撃吸収を行うことができる。以上の作用により外部衝撃等が加わった際においても、自由端側が傾くことが抑制され、安定した支持を行うことができる。また他の構成部材との位置関係の変化による静電容量の変化も生じなくなる。従って、水晶振動板の外形サイズが変化しても、安定して支持が行われ、また特性変化の少ない水晶発振器を得ることができる。
【００４７】
さらに本発明は、補助支持板７を用いるにあたり、支持台上の電極パッドを工夫した構成についても開示している。すなわち、図７に示すように支持台１Ｂ上に形成された２つの電極パッド１５、１６（１６は図示せず）はそれぞれ厚肉部１５ａ，１６ａ（１６ａは図示せず）と薄肉部１５ｂ、１６ｂ（１６ａは図示せず）を有する構成であり、薄肉部に補助支持板７設置している。このような構成により補助支持板は電極パッドとの接合面積が増加することにより、接合強度が向上するとともに、接合における位置決めも容易に行うことができる。なお、図７は発振回路等を有さない水晶振動子構成について例示している。
【００４８】
なお、上記各実施形態の例示においては、ＡＴカット水晶振動板を用いた表面実装型の水晶発振器を例示したが、例えばＡＴカット水晶振動板や音叉型水晶振動板を用いた水晶振動子であっても、あるいは圧電セラミック振動子であってもよく、上記実施形態の例示に限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
水晶振動子、水晶発振器等の圧電振動デバイスの量産に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】第１実施形態を示す水晶発振器の開蓋状態の斜視図。
【図２】第１実施形態を示す閉蓋状態の断面図。
【図３】第１実施形態を示す開蓋状態の平面図。
【図４】補助支持板の他の例を示す平面図。
【図５】第２実施形態を示す閉蓋状態の断面図。
【図６】第２実施形態を示す開蓋状態の平面図。
【図７】支持構成の他の例を示す閉蓋状態の断面図。
【図８】従来例を示す図。
【符号の説明】
【００５１】
１  セラミックパッケージ
２  水晶振動板（圧電振動素子）
３  集積回路素子  
４、６，７  補助支持板
５  リッド
【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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