(57)【要約】【課題】  小型化された圧電振動片に対応して外形を小さくするとともに、優れた振動特性を得ることができる圧電発振器、およびこれを利用した電子機器を提供する。【解決手段】  複数の基板３７ａ〜３７ｄを積層して形成されたパッケージ３７と、このパッケージに固定された圧電振動片３２と、発振回路を構成するための発振回路素子５０とを備える圧電発振器であって、複数の基板および圧電振動片は、熱膨張係数がほぼ一致した材料で形成されており、圧電振動片３２は、励振電極が設けられた振動片本体３９と、この振動片本体と一体に形成されるとともに、振動片本体の周囲を枠状に包囲する枠部３６とを有し、枠部３６は、励振電極を引き回して形成された導電パターンを有し、かつ、振動片本体がパッケージ内に収容されるようにして、複数の基板に挟まれて接合されている圧電発振器。【選択図】  図３
2005236562.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の基板を積層して形成されたパッケージと、このパッケージに固定された圧電振動片と、発振回路を構成するための発振回路素子とを備える圧電発振器であって、
前記複数の基板および前記圧電振動片は、熱膨張係数がほぼ一致した材料で形成されており、
前記圧電振動片は、励振電極が設けられた振動片本体と、この振動片本体と一体に形成されるとともに、前記振動片本体の周囲を枠状に包囲する枠部とを有し、
前記枠部は、前記励振電極を引き回して形成された導電パターンを有し、かつ、前記振動片本体が前記パッケージ内に収容されるようにして、前記複数の基板に挟まれて接合されている
ことを特徴とする圧電発振器。
【請求項２】
前記複数の基板のうち前記枠部よりも下側に配置されている基板は、ガラスセラミックであることを特徴とする、請求項１に記載の圧電発振器。
【請求項３】
前記複数の基板のうち前記枠部よりも上側に配置されている基板は、水晶であることを特徴とする、請求項１または２のいずれかに記載の圧電発振器。
【請求項４】
前記複数の基板のうち前記枠部よりも上側に配置されている基板は、高膨張ガラスであることを特徴とする、請求項１または２のいずれかに記載の圧電発振器。
【請求項５】
前記圧電振動片は、フォトリソグラフィープロセスにより形成されていることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれかに記載の圧電発振器。
【請求項６】
前記発振回路素子は、前記振動片本体が収容されている内部空間と同じ空間であって、前記振動片本体と前記枠部との境界側に配置されていることを特徴とする、請求項１ないし５のいずれかに記載の圧電発振器。
【請求項７】
複数の基板を積層して形成されたパッケージと、このパッケージに固定された圧電振動片と、発振回路を構成するための発振回路素子とを備える圧電発振器により制御用のクロック信号を得るようにした携帯電話装置であって、
前記複数の基板および前記圧電振動片は、熱膨張係数がほぼ一致した材料で形成されており、
前記圧電振動片は、励振電極が設けられた振動片本体と、この振動片本体と一体に形成されるとともに、前記振動片本体の周囲を枠状に包囲する枠部とを有し、
前記枠部は、前記励振電極を引き回して形成された導電パターンを有し、かつ、前記振動片本体が前記パッケージ内に収容されるようにして、前記複数の基板に挟まれて接合されている
ことを特徴とする携帯電話装置。
【請求項８】
複数の基板を積層して形成されたパッケージと、このパッケージに固定された圧電振動片と、発振回路を構成するための発振回路素子とを備える圧電発振器により制御用のクロック信号を得るようにした電子機器であって、
前記複数の基板および前記圧電振動片は、熱膨張係数がほぼ一致した材料で形成されており、
前記圧電振動片は、励振電極が設けられた振動片本体と、この振動片本体と一体に形成されるとともに、前記振動片本体の周囲を枠状に包囲する枠部とを有し、
前記枠部は、前記励振電極を引き回して形成された導電パターンを有し、かつ、前記振動片本体が前記パッケージ内に収容されるようにして、前記複数の基板に挟まれて接合されている
ことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パッケージに固定した圧電振動片と、この圧電振動片と電気的に接続された発振回路素子とを備える圧電発振器、及びこれを利用した携帯電話と電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＨＤＤ（ハード・ディスク・ドライブ）、モバイルコンピュータ、あるいはＩＣカード等の小型の情報機器や、携帯電話、自動車電話、またはページングシステム等の移動体通信機器において、圧電発振器が広く使用されている。
図７および図８は従来の圧電発振器１であって、図７は圧電発振器１の概略平面図、図８は図７のＡ−Ａ線概略切断断面図である（例えば、特許文献１参照）。
これらの図において、圧電発振器１は、パッケージ２内に圧電振動片３とＩＣチップ４とを収容している。
【０００３】
パッケージ２は、図８に示されるように、その内側が仕切板６により仕切られて、上部の内部空間Ｓ１と下部の内部空間Ｓ２とが形成されるようになっており、内部空間Ｓ１に圧電振動片３が、内部空間Ｓ２にＩＣチップ４が収容されている。
また、パッケージ２は、図７に示されるように、内部空間Ｓ１に露出した仕切板６の上面に、電極７ａ，７ｂが設けられている。この電極７ａ，７ｂは、圧電振動片３に駆動電圧を供給するための電極であって、互いに異極となるように、内部空間Ｓ１において接触しないように配置されている。
【０００４】
圧電振動片３は、パッケージ２の内部空間Ｓ１内において固定される基部３ａと、この基部３ａから図において右方に向けて、二股に別れて平行に延びる一対の振動腕３ｂ，３ｃを備えている。この一対の振動腕３ｂ，３ｃの各々には、互いに異極となる励振電極９ａ，９ｂが設けられ、励振電極９ａは基部３ａの幅方向両端に引き出して形成した引出し電極９ｃ，９ｄのうち引出し電極９ｄと、励振電極９ｂは引出し電極９ｃと、それぞれ接続されている。
そして、圧電振動片３は、引出し電極９ｃ，９ｄが電極７ａ，７ｂと電気的に接続されるようにして、パッケージ２側に片持ち式に固定されている。すなわち、電極７ａ，７ｂの表面に、導電性接着剤８ａ，８ｂが互いに接触しないように、予め決められた所定の位置に所定の量だけ塗布され、導電性接着剤８ａの上に引出し電極９ｃを、導電性接着剤８ｂの上に引出し電極９ｄをそれぞれ載置するようにして、導電性接着剤８ａ，８ｂを乾燥硬化させている。
【０００５】
ＩＣチップ４は、仕切板６の下面に固定され、ワイヤボンディングにより仕切板６の下面の電極（図示せず）と接続されている。そして、この図示されない電極は、パッケージ２内を引き回されて、上述した仕切板６の上面の電極７ａ，７ｂと電気的に接続されている。
このようにして、圧電振動片３は、パッケージ２内に設けられた上述の各電極および導電性接着剤を介して、ＩＣチップ４と電気的に接続されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２２９７２０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、近年、上述のような情報機器や移動体通信機器などの様々な電子機器については、小型薄型化がめざましく、それらに用いられる圧電デバイスも小型薄型化が要されている。特に、圧電発振器１は、圧電振動子には不要であるＩＣチップ４を搭載しなければならず、圧電振動子に比べてその外形が大きくなってしまい、このため、圧電発振器１についての小型化が強く要求されている。
【０００８】
ところが、図７および図８に示す圧電発振器１では、内部空間Ｓ１において、圧電振動片３をパッケージ２に接合固定する構成を採用していることから、小型化するには様々な問題を抱えることになる。すなわち、圧電発振器１の極小化が進むと、パッケージ２の加工精度にも限界があり、その中に形成する個々の部品については、さらに多くの困難が生じることになる。例えば、電極７ａ，７ｂ上の導電性接着剤８ａ，８ｂについて、極小化した圧電振動片の引出し電極９ｃ，９ｄの位置に対応させつつも、短絡を生じないように塗布する困難性（導電性接着剤８ａ，８ｂには、銀フィラーなどが含まれて、最低限の塗布面積を必要とするため、これ以上の小型化には作業上の限界に来ている。）、さらに、圧電振動片３と導電性接着剤８ａ，８ｂとの位置合わせ、その片持ち構造における水平な姿勢を維持した接合など、多くの点で困難性が増大する。
【０００９】
このため、このような多くの困難性を解消させて、精度のよい圧電発振器を提供するには、内部空間Ｓ１に、ある程度の余裕をもたせてパッケージ２を形成せざるを得ず、その結果、圧電振動片３をいくら小さく製造できるようにしても、その圧電振動片３の大きさの割りに、パッケージ２は小さくならないという問題が生じていた。
【００１０】
本発明は、以上の課題を解決するためになされたもので、小型化された圧電振動片に対応して外形を小さくするとともに、優れた振動特性を得ることができる圧電発振器、およびこれを利用した携帯電話と電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述の目的は、第１の発明にあっては、複数の基板を積層して形成されたパッケージと、このパッケージに固定された圧電振動片と、発振回路を構成するための発振回路素子とを備える圧電発振器であって、前記複数の基板および前記圧電振動片は、熱膨張係数がほぼ一致した材料で形成されており、前記圧電振動片は、励振電極が設けられた振動片本体と、この振動片本体と一体に形成されるとともに、前記振動片本体の周囲を枠状に包囲する枠部とを有し、前記枠部は、前記励振電極を引き回して形成された導電パターンを有し、かつ、前記振動片本体が前記パッケージ内に収容されるようにして、前記複数の基板に挟まれて接合されている圧電発振器により達成される。
【００１２】
第１の発明の構成によれば、圧電振動片は、振動片本体と、この振動片本体と一体に形成されるとともに、振動片本体の周囲を枠状に包囲する枠部とを有し、この枠部は、励振電極を引き回して形成された導電パターンを有し、かつ、振動片本体がパッケージ内に収容されるようにして、複数の基板に挟まれて接合されている。
このため、従来のように、例えば、パッケージの狭い内部空間において、電極の短絡を避けて導電性接着剤を塗布したり、圧電振動片の姿勢や向きを正しく位置合わせする等の精密で困難な種々の作業をすることなく、振動片本体を片持ち式に固定でき、また、枠部の導電パターンを利用して圧電振動片に駆動電圧を供給する。
これにより、パッケージと圧電振動片とは小型化されても精度よく接合固定され、また、発振回路素子と圧電振動片とを精度よく電気的に接続することができる。
さらに、複数の基板と圧電振動片の熱膨張係数を一致させて、複数の基板と枠部とを固定した後に、この固定状態を維持できるようにしている。
かくして、小型化された圧電振動片に対応して外形を小さくするとともに、優れた振動特性を得ることができる圧電発振器を提供することができる。
【００１３】
第２の発明は、第１の発明の構成において、前記複数の基板のうち前記枠部よりも下側に配置されている基板は、ガラスセラミックであることを特徴とする。
第２の発明の構成によれば、複数の基板のうち枠部よりも下側に配置されている基板をガラスセラミックにすることにより、この基板と圧電振動片との熱膨張係数を合わせることができ、また、この基板に実装端子部などを設けることができる。
【００１４】
第３の発明は、第１または第２の発明のいずれかの構成において、前記複数の基板のうち前記枠部よりも上側に配置されている基板は、水晶であることを特徴とする。
第３の発明の構成によれば、複数の基板のうち、枠部よりも上側に配置されている基板を水晶にすることにより、圧電振動片を水晶で形成すれば、この基板と圧電振動片との熱膨張係数を一致させることができる。
【００１５】
第４の発明は、第１または第２の発明のいずれかの構成において、前記複数の基板のうち前記枠部よりも上側に配置されている基板は、高膨張ガラスであることを特徴とする。
第４の発明の構成によれば、複数の基板のうち枠部よりも上側に配置されている基板を高膨張ガラスにすることにより、水晶を使用しなくても透明なリッドを形成して、この基板と圧電振動片との熱膨張係数を合わせることができる。
【００１６】
第５の発明は、第１ないし第４の発明のいずれかの構成において、前記圧電振動片は、フォトリソグラフィープロセスにより形成されていることを特徴とする。
第５の発明の構成によれば、圧電振動片は、フォトリソグラフィープロセスにより形成されているので、振動片本体の外形と枠部の外形とを同時に形成することができる。したがって、振動片本体の外形に対する枠部の外形がズレて形成されてしまうことを防止して、圧電振動片の高精度な加工が可能となり、精度よくパッケージと接合できる。
【００１７】
第６の発明は、第１ないし第５の発明のいずれかの構成において、前記発振回路素子は、前記振動片本体が収容されている内部空間と同じ空間であって、前記振動片本体と前記枠部との境界側に配置されていることを特徴とする。
第６の発明の構成によれば、発振回路素子は、振動片本体が収容されている内部空間と同じ空間に配置されているため、従来のように、パッケージの積層構造を工夫して２つの内部空間を形成するような加工をしなくてもよく、パッケージの加工精度を高めることができる。しかも、発振回路素子は、振動片本体と枠部との境界側に配置されているので、振動片本体の自由端の下方に十分な空間を設けることができ、例えば、圧電発振器が落下して、振動片本体がパッケージの下方に振れてしまった場合であっても、振動片本体の自由端が発振回路素子に接触してしまうことを有効に防止できる。
【００１８】
また、上記目的は、第７の発明にあっては、複数の基板を積層して形成されたパッケージと、このパッケージに固定された圧電振動片と、発振回路を構成するための発振回路素子とを備える圧電発振器により制御用のクロック信号を得るようにした携帯電話装置であって、前記複数の基板および前記圧電振動片は、熱膨張係数がほぼ一致した材料で形成されており、前記圧電振動片は、励振電極が設けられた振動片本体と、この振動片本体と一体に形成されるとともに、前記振動片本体の周囲を枠状に包囲する枠部とを有し、前記枠部は、前記励振電極を引き回して形成された導電パターンを有し、かつ、前記振動片本体が前記パッケージ内に収容されるようにして、前記複数の基板に挟まれて接合されている携帯電話装置により達成される。
【００１９】
また、上記目的は、第８の発明にあっては、複数の基板を積層して形成されたパッケージと、このパッケージに固定された圧電振動片と、発振回路を構成するための発振回路素子とを備える圧電発振器により制御用のクロック信号を得るようにした電子機器であって、前記複数の基板および前記圧電振動片は、熱膨張係数がほぼ一致した材料で形成されており、前記圧電振動片は、励振電極が設けられた振動片本体と、この振動片本体と一体に形成されるとともに、前記振動片本体の周囲を枠状に包囲する枠部とを有し、前記枠部は、前記励振電極を引き回して形成された導電パターンを有し、かつ、前記振動片本体が前記パッケージ内に収容されるようにして、前記複数の基板に挟まれて接合されている電子機器により達成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１ないし図３は、本発明の圧電発振器の一実施形態を示しており、図１はその概略斜視図、図２はその概略平面図、図３は図１のＢ−Ｂ線概略断面図である。
これらの図において、圧電発振器３０は、パッケージ３７と、このパッケージ３７に固定された圧電振動片３２と、発振回路を構成するための発振回路素子であるＩＣチップ５０とを備えている。
【００２１】
先ず圧電振動片３２について説明する。
圧電振動片３２は、図２に示されるように、振動片本体３９と、この振動片本体３９と一体に形成されるとともに、振動片本体３９の周囲を枠状に包囲する枠部３６とを有している。
振動片本体３９は、枠部３６と一体とされた基部３８から、図２において右方に平行に延びる一対の振動腕３４，３５を備えている。
【００２２】
振動腕３４，３５の表裏面（図３では上下の各面）には、図２および図２のＣ−Ｃ線切断端面図である図５に示されるように、各振動腕３４，３５の長さ方向に延びる長溝１１，１１，１２，１２が形成されている。
そして、長溝１１，１１，１２，１２内には、励振電極１４，１３が形成されている。励振電極１４と励振電極１３は対をなし、互いに異極として機能する電極で、振動片本体３９の内部に効率よく電解を形成するものである。このため、図５に示すように、各振動腕３４，３５においては、長溝１１，１１，１２，１２内に一方の電極が、各振動腕３４，３５の側面部には、他方の電極が配置されている。
【００２３】
枠部３６は、図２に示すように、振動片本体３９の周囲を矩形の枠状に包囲し、振動腕３４，３５が振動した際に接触しないように、振動片本体３９との間に内部空間Ｓ４を有するように形成されている。
また、枠部３６は、パッケージ３７の平面視における外形とほぼ一致した外形をしており、その四隅には、図１および図２に示すように、１／４円の凹部であるキャスタレーション部１６，１６，１６，１６が、その厚み方向に延びている。これらの各キャスタレーション部１６の表面には、銀ペースト等でなる導電ペースト１６ａが形成されている。
【００２４】
そして、枠部３６は、図２に示されているように、励振電極１４が図において左方の端部に引き回されて幅方向に拡がり形成された導電パターン１４ａを有し、この導電パターン１４ａは、隣接する左側の２つのキャスタレーション部１６，１６に形成された導電ペースト１６ａ，１６ａと接続されている。また、励振電極１３は、枠部３６に沿った引き回し部１３ｂを介して、右方の端部に引き回され、幅方向に拡がる導電パターン１３ａを有し、この導電パターン１３ａは、隣接する右側のキャスタレーション部１６，１６に形成された導電ペースト１６ａ，１６ａと接続されている。
【００２５】
以上のような外形を有する圧電振動片３２は、水晶、タンタル酸リチウム，ニオブ酸リチウム等の圧電材料を利用して形成することができる。本実施形態では、１３．８ｐｐｍ／一度（摂氏）の熱膨張係数を有する水晶Ｚ板でなるウエハーを、フォトリソグラフィープロセスにより加工することで、振動片本体３９の外形と枠部３６の外形とを同時に形成している。すなわち、水晶Ｚ板でなるウエハーに、図２に示す枠部３６と振動片本体３９の外形に対応させて、例えばクロムと、その上に金をそれぞれスパッタして耐蝕膜を設け、次いで、露光をしてマスクが設けられていない耐蝕膜の部分を除去し、次いで、例えばウエットエッチングにより圧電振動片３２の外形を形成している。
【００２６】
次にＩＣチップ５０について説明する。
ＩＣチップ５０は、内部に図示しない集積回路で形成した発振回路を収容した半導体素子であり、上述の圧電振動片３２の励振電極１３，１４と電気的に接続されて、少なくとも圧電振動片３２を発振させ、好ましくは、圧電振動片３２の特性に応じた温度補償用のデータが書き込まれている。
また、本実施形態のＩＣチップ５０は、図３に示されるように、圧電振動片３２と同じ内部空間Ｓ３であって、振動片本体３９と枠部３６との境界側、すなわち、圧電振動片３２の自由端３２ａと反対側（図３において左側）に配置されている。
【００２７】
次にパッケージ３７について説明する。
パッケージ３７は、絶縁材料から形成された複数の基板を積層して、全体が図１に示すように幾何学形状、例えば矩形状に形成されている。本実施形態においては、図３に示すように、下から順に、第１の基板３７ａ、第２の基板３７ｂ、第３の基板３７ｃ、及び第４の基板３７ｄから形成されている。
なお、パッケージ３７の第３の基板３７ｃと第４の基板３７ｄとの間には、圧電振動片３２が挟まれている。この点については後で詳細に説明する。
【００２８】
図３に示すように、第１の基板３７ａおよび第２の基板３７ｂは、パッケージ３７の底部を形成する基板である。この第２の基板３７ｂの内部空間Ｓ３に露出した面であって、ＩＣチップ５０の周辺には、例えば、銀／パラジウムや銅等のメタライズ上にニッケルメッキ及び金メッキで形成した互いに接触しない電極パターン４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄが形成され、これらの電極パターン４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄは、ＩＣチップ５０の端子部（図示せず）と、それぞれ金線等でワイヤボンディングされている。なお、図３では、理解の便宜上、４つの電極パターン４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄのみを図示しているが、この電極パターンの数については、ＩＣチップ５０の端子部（図示せず）の数に応じて形成される。
また、ここではワイヤボンディングの接合の例を示したが、パッケージ３７の電極パターン４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄかＩＣチップ５０の端子部にバンプを形成し、バンプ接合によってパッケージ３７の電極パターン４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄとＩＣチップ５０の端子部とを接合させ導通させても構わない。
【００２９】
また、第１の基板３７ａの裏面（底面）には、図１および図３に示すように、その長さ方向の端部に実装端子部４７，４８が形成されている。これに関連して、図１に示すように、第１の基板３７ａおよび第２の基板３７ｂの四隅には、１／４円の凹部であるキャスタレーション部１７が、それぞれその厚み方向に延びている（なお、作図上、図１では左手前のキャスタレーション部１７のみを図示している。）。この四隅のキャスタレーション部１７のそれぞれには、基板３７ｂの電極パターン形成と同時に形成されるのであるが、銀／パラジウムや銅等のメタライズ上にニッケルメッキ及び金メッキによる導電パターン１７ａが形成されている。
そして、図１の左側の２箇所に形成された導電パターン１７ａ（作図上、左手前だけを図示する。）は、実装端子部４７と接続されるとともに、第２の基板３７ｂの上面を引き回されて（図示せず）、図３に示す電極部４０ａと電気的に接続されている。また、図１の右側の２箇所に形成された導電パターン（図示せず）は、実装端子部４８と接続されるとともに、第２の基板３７ｂの上面を引き回されて（図示せず）、図３に示す電極部４０ｂと電気的に接続されている。
【００３０】
また、第１の基板３７ａおよび第２の基板３７ｂには、図３に示すように、これらの基板に連通する貫通孔４３が形成されている。この貫通孔４３は、第４の基板３７ｄでパッケージ３７を封止した後に、封止材４９等から生じたガスその他の基体成分を内部から排出するための孔である。具体的には、貫通孔４３は、第１の基板３７ａに形成された第１の孔４４と、第２の基板３７ｂに形成され第１の孔４４よりも小径の第２の孔４５とで形成されることで、段付き孔とされており、この段部に金属被覆部（図示せず）が形成されている。そして、貫通孔４３は、内部のガスを排出した後に、ＡｕＳｎあるいはＡｕＧｅ等からなる金属封止材４６を、レーザ光で溶融して充填することにより塞がれている。
【００３１】
第３の基板３７ｃは、図３に示すように、その内側に所定の孔を形成することで、積層した場合に内側に所定の内部空間Ｓ３を形成するようにされている。この内部空間Ｓ３は、ＩＣチップ５０を収容する空間であるとともに、圧電振動片３２の先端である自由端３２ａが下方に振れた場合、この自由端３２ａがパッケージ３７の内壁に触れないようにするための空間でもある。
また、この第３の基板３７ｃの内側に所定の孔を設けたことで形成された内壁および開口端面３７ｃ−１には、第２の基板３７ｂの上面に形成された電極パターン４０ｃが引き回されており、この引き回された電極パターン（図示せず）は図２に示す枠部３６の左側のキャスタレーション部１６，１６に設けられた導電ペースト１６ａ，１６ａと接続されている。また、図３に示す第２の基板３７ｂの上面に形成された電極パターン４０ｄも、同様に第３の基板３７ｃを引き回されて、図３に示す枠部３６の右側のキャスタレーション部１６，１６に設けられた導電ペースト１６ａ，１６ａと接続されている。
【００３２】
第４の基板３７ｄは、図３に示すように、本実施形態では、圧電振動片３２の上側に配置された唯一の基板であって、第３の基板３７ｃの内側に所定の孔を設けることで形成された内部空間Ｓ３、及び、圧電振動片３２の枠部３６と振動片本体３９との間に形成された内部空間Ｓ４を気密に封止するリッドとなる。
また、第４の基板３７ｄは、上述の内部空間Ｓ３，Ｓ４を密封したした後で、図３に示すように、外部からレーザ光ＬＢを圧電振動片３２の励振電極１３，１４（図２参照）の一部もしくは金属被覆部（図示せず）に照射して、質量削減方式により周波数調整を行うために、光を透過する材料であることが適している。
【００３３】
ここで、パッケージ３７の第３の基板３７ｃと第４の基板３７ｄとの間には、圧電振動片３２の枠部３６が挟まれて接合されている。
具体的には、図２、図３、及び第４の基板３７ｄを取り去って平面側からみた図４に示されるように、枠部３６の導電パターン１３ａ，１４ａを含めた上下面の各々に封止材４９を塗布することで、枠部３６の上面に第４の基板３７ｄが、枠部３６の下面に第３の基板３７ｃが接合固定されている。
本実施形態において、封止材４９は、非導電性であって、熱膨張係数を圧電振動片と略一致できるように、好ましくは低融点ガラスにより形成されている。この低融点ガラスの封止材４９は、フィラーを含有することにより、このフィラーがスペーサとして機能し、図３に示すように、パッケージ３７の内部空間Ｓ３において、振動片本体３９の上に、所定のギャップＧ１を形成することができる。これにより、振動片本体３９は、第４の基板３７ｄの内面と当接しないで、必要な振動を支障無く行うことができる。
【００３４】
そして、本実施形態では、図３に示す枠部３６より下側（実装端子部４７，４８側）に配置されている第１ないし第３の基板３７ａ，３７ｂ，３７ｃには、圧電振動片３２と熱膨張係数が略一致し、かつ、導電パターンや実装端子部を設けたり、図示しない実装基板に実装したりするのに適した基板が用いられている。具体的には、第１ないし第３の基板３７ａ，３７ｂ，３７ｃは、ガラスセラミックから形成され、このガラスセラミックは、圧電振動片３２を形成する水晶のＺ板の熱膨張係数である１３．８ｐｐｍ／一度（摂氏）に適合させるため、ガラス成分７０パーセント程度、フォルステライト３０パーセント程度の重量比とされている。このガラス成分は、例えば、ＳｉＯ２が８０パーセント、Ｒ２Ｏ（ＲはＬｉ，Ｋのいずれかから選ばれる一種以上のもの）が１２パーセント、Ｐ２Ｏ５が８パーセントとすることができる。
【００３５】
また、図３に示す枠部３６よりも上側（実装面とは反対側）に配置されている第４の基板３７ｄについては、圧電振動片３２と熱膨張係数が略一致し、かつ、内部空間Ｓ３，Ｓ４を封止した後に行う周波数調整において、外部から照射されるレーザ光を透過できる透明な材料であることが必要で、水晶やガラスが使用できる。水晶である場合には、圧電振動片３２と同じ水晶Ｚ板が使用される。ガラスである場合には、水晶Ｚ板の熱膨張係数である１３．８ｐｐｍ／一度（摂氏）とほぼ一致した透明な材料を選択する。このような材料としては、例えば、通常のソーダガラスや、硼珪酸ガラスではなく、高膨張ガラスが使用される。すなわち、高膨張ガラスの成分比を調整することにより、その熱膨張係数を、上述した１３．８ｐｐｍ／一度（摂氏）に適合させている。
【００３６】
本実施形態の圧電発振器３０は以上のように構成されており、圧電振動片３２は、振動片本体３９の周囲を枠状に包囲する枠部３６を有しており、この枠部３６が第３の基板３７ｃと第４の基板３７ｄとで挟まれて固定される構造であるから、従来のように、箱状のパッケージの内側に、圧電振動片を片持ち式に固定するために必要とされる種々の作業が不要である。すなわち、パッケージ内の電極部の短絡を避けて、導電性接着剤を微量塗布したり、圧電振動片の姿勢や向きを正しく位置合わせする等の精密で困難な作業を避けることができる。しかも、パッケージの内面で圧電振動片の接合作業を行う必要がないことから、圧電振動片の収容スペースも、作業性を考慮してその分大きくしないで済み、小型化に有利である。
これにより、パッケージ３７と圧電振動片３２とは、小型化されても精度よく接合固定でき、また、パッケージ３７の各キャスタレーションや枠部３６に設けられた導電パターン１７ａ，１６ａ，１４ａ等を利用して、ＩＣチップ５０と圧電振動片３２とを精度よく電気的に接続することができる。
さらに、複数の基板３７ａ〜３７ｄと圧電振動片３２の熱膨張係数を一致させて、複数の基板３７ａ〜３７ｄと枠部３６とを固定した後に、この固定状態を維持できるようにしている。
かくして、小型化された圧電振動片に対応して外形を小さくするとともに、優れた振動特性を得ることができる圧電発振器を提供することができる。
【００３７】
また、圧電振動片３２は内部空間Ｓ３内で接続されていないため、振動片本体３９と枠部３６の境界よりには、特段何も配置されておらず、そこに、ＩＣチップ５０、及びＩＣチップ５０と圧電振動片３２を電気的に接続するための構成を配置している。これにより、圧電振動片３２の自由端３２ａの下方に十分な空間を設け、例えば、圧電発振器３０が落下して、自由端３２ａがパッケージ３７の下方に振れてしまった場合であっても、内部空間Ｓ３の高さを大きくすることなく、自由端３２ａがＩＣチップ５０に接触してしまうことを有効に防止できる。
【００３８】
なお、図１に示されるように、第３の基板３７ｃにも、第１および第２の基板３７ａ，３７ｂや圧電振動片３２と同様に、１／４円の凹部でなるキャスタレーション部を設けているが、第３の基板３７ｃについては、キャスタレーション部が設けられなくともよい。
また、パッケージ３７を形成する基板の数は本実施形態に限られず、例えば、圧電振動片３２と第４の基板３７ｄとの間に別の基板を配置して、この基板の厚みにより内部空間Ｓ３の高さを大きくし、振動腕３４，３５が第４の基板３７ｄの内面に当接してしまうことを防止してもよい。
【００３９】
図６は、本発明の上述した実施形態に係る圧電デバイスを利用した電子機器の一例としてのデジタル式携帯電話装置の概略構成を示す図である。
図において、送信者の音声を受信するマイクロフォン３０８及び受信内容を音声出力とするためのスピーカ３０９を備えており、さらに、送受信信号の変調及び復調部に接続された制御部としての集積回路等でなるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）３０１を備えている。
ＣＰＵ３０１は、送受信信号の変調及び復調の他に画像表示部としてのＬＣＤや情報入力のための操作キー等でなる情報の入出力部３０２や、ＲＡＭ，ＲＯＭ等でなる情報記憶手段（メモリ）３０３の制御を行うようになっている。このため、ＣＰＵ３０１には、圧電デバイス３０が取り付けられて、その出力周波数をＣＰＵ３０１に内蔵された所定の分周回路（図示せず）等により、制御内容に適合したクロック信号として利用するようにされている。このＣＰＵ３０１に取り付けられる圧電デバイス３０は、圧電デバイス３０単体でなくても、圧電デバイス３０と、所定の分周回路等とを組み合わせた発振器であってもよい。
【００４０】
ＣＰＵ３０１は、さらに、温度補償水晶発振器（ＴＣＸＯ）３０５と接続され、温度補償水晶発振器３０５は、送信部３０７と受信部３０６に接続されている。これにより、ＣＰＵ３０１からの基本クロックが、環境温度が変化した場合に変動しても、温度補償水晶発振器３０５により修正されて、送信部３０７及び受信部３０６に与えられるようになっている。
【００４１】
このように、制御部を備えたデジタル式携帯電話装置３００のような電子機器に、上述した実施形態に係る圧電発振器を利用することで、電子機器の小型化に資するとともに、精度の良い製品を提供することができる。
【００４２】
本発明は上述の実施形態に限定されない。各実施形態の各構成はこれらを適宜組み合わせたり、省略し、図示しない他の構成と組み合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の圧電発振器の一実施形態を示す概略斜視図。
【図２】本発明の圧電発振器の一実施形態を示す概略平面図。
【図３】図１のＢ−Ｂ線概略断面図。
【図４】第４の基板３７ｄを取り去って平面側からみた図。
【図５】図２のＣ−Ｃ線切断端面図。
【図６】本発明の実施形態に係る圧電デバイスを利用した電子機器の一例としてのデジタル式携帯電話装置の概略構成を示す図。
【図７】従来の圧電発振器の概略平面図。
【図８】図７のＡ−Ａ線概略切断断面図。
【符号の説明】
【００４４】
３０・・・圧電発振器、３２・・・圧電振動片、３６・・・枠部、３７・・・パッケージ、３７ａ・・・第１の基板、３７ｂ・・・第２の基板、３７ｃ・・・第３の基板、３７ｄ・・・第４の基板（リッド）、３９・・・振動片本体、１３，１４・・・励振電極、１３ａ，１４ａ・・・導電パターン
【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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