(57)【要約】【課題】本発明の目的は、圧電発振器の発振周波数の高精度化、さらに狭公差の周波数規格に対応可能な圧電発振器を提供することにある。【解決手段】絶縁基板に形成された圧電振動素子搭載領域には圧電振動子が搭載され、絶縁基板に形成された電子素子搭載領域には、少なくとも発振回路が形成内蔵されている集積回路素子が搭載され、且つ電子素子搭載領域に形成されたコンデンサ接続用電極パットには、チップ型コンデンサが搭載されており、圧電振動素子、集積回路素子及びチップ型コンデンサを電気的に接続してなる圧電発振器において、コンデンサ接続用電極パットの形態が、複数個のチップ型コンデンサを並列に導通固着できる少なくとも一対のコンデンサ接続用電極パットである。【選択図】  図１
2007013569.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板に形成された圧電振動子搭載領域には圧電振動子が搭載され、該絶縁基板に形成された電子素子搭載領域には、少なくとも発振回路が形成内蔵されている集積回路素子が搭載され、且つ該電子素子搭載領域に形成されたコンデンサ接続用電極パットには、チップ型コンデンサが搭載されており、該圧電振動子，該集積回路素子及び該チップ型コンデンサを電気的に接続してなる圧電発振器において、
該コンデンサ接続用電極パットの形態が、複数個のチップ型コンデンサを並列に導通固着できる少なくとも一対のコンデンサ接続用電極パットであることを特徴とする圧電発振器。
【請求項２】
該圧電振動子搭載領域及び該電子素子搭載領域が、平板形状の該絶縁基板の主面に開口する少なくとも１つの凹部内にそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項１記載の圧電発振器。
【請求項３】
該コンデンサ接続用電極パッドに導通固着する該チップ型コンデンサは、周波数調整用のコンデンサであることを特徴とする請求項１及び請求項２に記載の圧電発振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯用通信機器等の電子機器に用いられる電子部品の一つである圧電発振器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、携帯用通信機器等に搭載される電子機器の一つとして圧電発振器が用いられている。表面実装用の圧電発振器は小型・軽量であることから、特に、携帯電話等の動的環境下で使用される通信機器の周波数源として使用される。このようなものの一つに、感温素子（例えば、温度上昇とともに抵抗値の小さくなるサーミスタ）とコンデンサからなる直接法の温度補償回路を用いた圧電発振器がある。
【０００３】
かかる従来の圧電発振器としては、図３にシールドリッドを外した状態の圧電発振器の上面図を示す。図３に示す従来の圧電発振器３０は、主に圧電振動子３１、チップ型コンデンサ３２、集積回路素子３３、チップ型電子素子３４及びシールドリッドからなり、これらの素子を、外部接続電極を有する絶縁基板３５に搭載してなる。圧電振動子３１は主に容器、圧電振動素子及び金属製蓋体８とから構成されている。
【０００４】
図３は従来の圧電発振器において、シールドリッドを外した状態の上面図を図示している。図３の上面図においては、絶縁基板３５上に圧電振動子３１、チップ型コンデンサ３２、集積回路素子３３、チップ型電子素子３４を搭載している。図３における集積回路素子３３は、発振回路を形成し、共振回路に接続して帰還増幅する発振用増幅器及びバイアス抵抗等を集積化している。また、チップ型電子素子３４は電源アース間のバイパスコンデンサ、次段との結合コンデンサからなり、チップ型コンデンサ３２は一端側を圧電振動子３１の他端側に接続し、例えば粗調整用と微調整用としたチップ型コンデンサ３２の並列回路からなる。
【０００５】
上述したような圧電発振器の形態については、下記に開示の先行技術文献に記載されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−０２３１８９号公報
【特許文献２】特開２００４−２５４２１２号公報
【０００７】
なお、出願人は前記した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を、本件出願時までに発見するに至らなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した従来の圧電発振器３０の周波数調整回路においては、その構造上、例えば粗調整用と微調整用とした各個独立したチップ型コンデンサ３２の並列回路からなるため、周波数調整用（粗調整用、微調整用）のチップ型コンデンサ３２の搭載後に更なる高精度の周波数調整が必要となった場合、周波数調整用のコンデンサ素子を更に追加搭載することが困難であり、所望とする狭公差の周波数範囲に発振周波数値を追い込むことが出来ないという欠点を有していた。
【０００９】
本発明は上記欠点に鑑み考え出されたものであり、従ってその目的は、圧電発振器の発振周波数の高精度化、さらに狭公差の周波数規格に対応可能な圧電発振器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の圧電発振器は、絶縁基板に形成された圧電振動子搭載領域には圧電振動子が搭載され、この絶縁基板に形成された電子素子搭載領域には、少なくとも発振回路が形成内蔵されている集積回路素子が搭載され、且つ電子素子搭載領域に形成されたコンデンサ接続用電極パットには、チップ型コンデンサが搭載されており、圧電振動子，集積回路素子及びチップ型コンデンサを電気的に接続してなる圧電発振器において、上記コンデンサ接続用電極パットの形態が、複数個のチップ型コンデンサを並列に導通固着できる大きさの少なくとも一対のコンデンサ接続用電極パットであることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の圧電発振器は、上記構成において圧電振動素子搭載領域及び電子素子搭載領域が、矩形状の絶縁基板の主面に開口する少なくとも１つの凹部内にそれぞれ形成されていることも特徴とする。
【００１２】
更に、このコンデンサ接続用電極パッドに導通固着するチップ型コンデンサは、周波数調整用のコンデンサであることも特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の圧電発振器によれば、コンデンサ接続用電極パットの形態が、複数個のチップ型コンデンサを並列に導通固着できる少なくとも一対のコンデンサ接続用電極パットであることから、粗調整用と微調整用としたチップ型コンデンサの並列回路の周波数調整回路に、更に任意に周波数調整用のチップ型コンデンサを追加できるので、高精度の周波数調整が可能となり、狭公差の周波数規格の圧電発振器にも対応可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。なお、各図においての同一の符号は同じ対象を示すものとする。尚、各図では、説明を明りょうにするため構造体の一部を図示せず、また寸法も一部誇張して図示している。
【００１５】
図１は本発明に係る圧電発振器の一形態を図示したものであり、（ａ）はシールドリッド４を外した状態の本発明の実施形態にかかる圧電発振器Ａの上面図であり、（ｂ）は図１記載の仮想切断線Ａ１−Ａ２で切断した場合の本発明の実施形態にかかる圧電発振器Ａの断面図である。また、図２は本発明に係る圧電発振器の他の形態を図示したものであり、（ａ）はシールドリッド４を外した状態の本発明の実施形態にかかる圧電発振器Ｂを実装側から図示した下面図であり、（ｂ）は（ａ）記載の仮想切断線Ｂ１−Ｂ２で切断した場合の本発明の実施形態にかかる圧電発振器Ｂの断面図である。図１に図示する圧電発振器Ａ及び図２に図示する圧電発振器Ｂは、大略的に言って、圧電振動子１と、チップ型コンデンサ２、集積回路素子３、シールドリッド４、チップ型電子素子７、絶縁基板１１とで主に構成されている。
【実施例１】
【００１６】
図１に図示する圧電発振器Ａは、絶縁基板１１上の圧電振動子搭載領域に圧電振動子１が配置されており、又、絶縁基板１１上の圧電振動子搭載領域と同一面上に設けられた電子素子搭載領域には、圧電振動子１と電気的に接続する発振回路を内部に構成する集積回路素子３、抵抗、コンデンサ、サーミスタ、可変容量ダイオード等のチップ型電子素子７、及び周波数調整に用いられるチップ型コンデンサ２が搭載されている。この圧電振動子１、集積回路素子３、チップ型電子素子７及びチップ型コンデンサ２はシールドリッド４により覆われ封止されている。また、圧電振動子１は、図１に示すように主にセラミックスからなる容器体６、圧電振動素子５及び蓋体８で主に構成されている。
【００１７】
また、セラミックスからなる容器体６は、平板状セラミック基板、リング状セラミック基板が積層され、更に、リング状セラミック基板の表面のキャビティ開口周囲にメタライズ層（図示なし）が形成され、そのメタライズ層上にろう材（図示なし）等によりシールリングが取着されている。これにより、セラミックパッケージからなる容器体６は、表面開口を有するキャビティが形成される。また、平板状セラミック基板上、即ち、キャビティ内の底面には、圧電振動素子５と機械的に固定及び電気的に接続される素子接続用電極パッドが形成されている。
【００１８】
更に、セラミックパッケージからなる容器体６の外底面には、素子接続用電極パッドに導通する複数個の絶縁基板接続用端子電極が形成されている。そして、容器体６の内部にはその厚み方向に素子接続用電極パッドと所定の絶縁基板接続用端子電極を導通し、又はメタライズ層とＧＮＤ端となる絶縁基板接続用端子電極とを導通する不図示のビアホール導体が形成されている。このような素子接続用電極パッド、絶縁基板接続用端子電極、メタライズ層は、所定のセラミックグリーンシートにモリブデンやタングステンなどの高融点金属材料から成る導電性ペーストを充填印刷するとともに、シート表面に所定形状に導電性ペーストを印刷することにより形成される。
【００１９】
上記シールリングは不図示であるが４２アロイやコバール、リン青銅からなる心材と、その表面にＡｕメッキ層、Ｎｉメッキ層が順次形成されている。シールリングの取り付けとしては、上述のようにリング状セラミック基板表面にモリブデンやタングステンなどの高融点金属材料からなる導電性ペーストを印刷し、所定雰囲気で焼成することによりメタライズ層を形成し、該メタライズ層上にＮｉ、Ａｕメッキ層を形成しＡｇろう等のろう材などを用いて接合されている。
【００２０】
また、圧電振動素子５には、所定結晶軸でカットされた短冊状の水晶素板と、水晶基板の両主面に形成される励振電極と、その励振電極から水晶基板の一方の端部に延びる引き出し電極を具備した水晶振動素板を用いている。
【００２１】
蓋体８は、例えば、Ｆｅ−Ｎｉ合金（４２アロイ）やＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金（コバール）などから成る金属板と、その金属板の表面及び内面に封止用メッキ層であるＮｉメッキ層が形成されている。また、蓋体８の表面領域は、後述のシールドケース４とスポット溶接されるスポット溶接部が複数形成されることになる。このような蓋体８は、シールリング上に搭載されキャビティを窒素ガスや真空などで気密封止する。具体的には、所定雰囲気中で蓋体８をシールリング上に載置して、シールリングの表面の金属と蓋体８の金属の一部とが溶接するように溶接用のローラ電極に所定電流を印加して溶接を行う。
【００２２】
図１に示すように絶縁基板１１は、内部に所定の内層配線が形成された複数枚のセラミック基板、ガラスエポキシ基板などを積層した構造からなり、少なくとも各々の基板の表面に形成され、所定回路を構成する配線パターン１３と、最外となる基板の底面や側面に形成され、配線パターン１３に接続される外部接続用端子電極１０とから構成されている。
【００２３】
また、発振回路を内部に構成する集積回路素子３は、圧電発振器Ａの主要な回路網を構成する。即ち、集積回路素子３は、上述した圧電振動子１とともに、温度補償回路部、周波数調整回路部、発振・増幅回路部を構成する各電子回路網に含まれる。例えば、温度補償回路部にあっては、集積回路素子の他にコンデンサ、抵抗、サーミスタ等からなるチップ型電子素子７により構成され、周波数調整回路部にあっては、集積回路素子３の他にチップ型コンデンサ２により構成され、発振・増幅回路部にあっては、集積回路素子３の他にトランジスタ、コンデンサ、抵抗、インダクタンス素子などのチップ型電子素子７により構成されている。
【００２４】
シールドリッド４は、少なくとも圧電振動子１、集積回路素子３、チップ型コンデンサ２及びチップ型電子素子７を搭載した空間を封止する形状である。実施例１では平板形状のシールリッド４を開示したが、例えば、ＳＵＳ３０４等の金属板をプレス成型して形成し、天井面、４つの側面を有する底面側から開口した筐体状となった形状のシールドリッド４でも良い。シールドリッド４の厚みは８０μｍ程度となっている。このシールドリッド４の材質は外来ノイズの影響を内部の圧電振動子１や集積回路素子３等に伝えにくい遮蔽効果の高い金属材料が望ましい。なお、シールドリッド４は、その表面がカーボンなどの黒色顔料を有するメッキ槽でＮｉメッキされ、表面のみが例えば黒色化される場合もある。
【００２５】
上述したシールドリッド４を絶縁基板１１に搭載・接続された圧電振動子１の表面に絶縁基板１１と対応する位置に載置し、圧電振動子１の蓋体８とスポット的にレーザーなどのエネルギービームを照射することにより、高温化し溶融接合させる。
【００２６】
このような構成の圧電発振器Ａにおいて、絶縁基板１１の電子部品搭載領域に形成した上記周波数調整回路部を構成するチップ型コンデンサ２を複数個並列に配置導通できるサイズの一対のコンデンサ接続用電極パッド１２が形成されている。本実施例では、チップ型コンデンサ２を３個並列に配列した際に、各チップ型コンデンサ２の長さ方向両端に形成されている電極を並列導通できるようなサイズの１対のコンデンサ接続用電極パッド１２を開示している。
【００２７】
本発明の要旨は、各図に図示したように、コンデンサ接続用電極パット１２の形態が、複数個のチップ型コンデンサ２を並列に導通固着できる少なくとも一対のコンデンサ接続用電極パット１２であることから、粗調整用と微調整用としたチップ型コンデンサ２の並列回路の周波数調整回路に、更に再微調整用としての周波数調整用コンデンサを追加できるので、より高精度の周波数調整が可能となる。
【実施例２】
【００２８】
図２には、本発明に係る圧電発振器の他の形態を図示したもので、圧電発振器Ｂを構成する絶縁基板の一方の主面側に圧電振動子搭載領域を設け、圧電振動子１を配置固着し、絶縁基板の他方の主面側には、電子素子搭載領域が設けられ、圧電振動子１と電気的に接続する発振回路を内部に構成する集積回路素子３、及び周波数調整に用いられるチップ型コンデンサ２が搭載されている。尚、これら圧電振動子１、集積回路素子３及びチップ型コンデンサ２の構成、作用及び効果は、上記実施例１に開示の同素子類と同じである。
【００２９】
なお、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。例えば、圧電振動子１やコンデンサ接続用電極パッド１２などの形成位置などは、本発明の実施者が所望する配置パターンで構わない。又、実施例１及び実施例２に開示の圧電発振器では、圧電振動子搭載領域と電子素子搭載領域を同一の絶縁基板１１に設けた形態を開示したが、これらの搭載領域を別々の絶縁基板に設け、その絶縁基板間を機械的及び電気的に接続して成る圧電発振器でも本発明は有効である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は、本発明に係る圧電発振器の一形態を図示したものであり、（ａ）はシールドリッド４を外した状態の本発明の実施形態にかかる圧電発振器Ａの上面図であり、（ｂ）は図１記載の仮想切断線Ａ１−Ａ２で切断した場合の本発明の実施形態にかかる圧電発振器Ａの断面図である。
【図２】図２は、本発明に係る圧電発振器の他の形態を図示したものであり、（ａ）は本発明の実施形態にかかる圧電発振器Ｂを外部回路網実装側から図示した下面図であり、（ｂ）は（ａ）記載の仮想切断線Ｂ１−Ｂ２で切断した場合の本発明の実施形態にかかる圧電発振器Ｂの断面図である。
【図３】従来の圧電発振器の概略の上面図である。（シールドリッドを外した形態）
【符号の説明】
【００３１】
Ａ、Ｂ・・・圧電発振器
１・・・圧電振動子
２・・・チップ型コンデンサ
３・・・集積回路素子
４・・・シールドリッド
５・・・圧電振動素子
６・・・容器体
７・・・チップ型電子素子
１０・・・外部接続用端子電極
１１・・・絶縁基板
１２・・・コンデンサ接続用電極パッド
１３・・・配線パターン
【図１】
2007013569.tif 000003
【図２】
2007013569.tif 000004
【図３】
2007013569.tif 000005