(57)【要約】【課題】  パッケージを小型化しつつパッケージ内のスペースを広くし、しかも構成が強固で気密性を維持できる水晶振動子及び水晶発振器を提供する。【解決手段】  水晶片２が搭載されるセラミックの基板１ａの周囲にセラミックの第１、第２の枠壁１ｂ，１ｃが形成されるものであって、基板１ａ、第１、２の枠壁１ｂ，１ｃが重ねて焼成されたものであり、更に、第１の枠壁１ｂは第２の枠壁１ｃより厚みが薄くなっており、第２の枠壁１ｃの上にリッド４を設けて封止した水晶振動子、更に、それを用いた水晶発振器である。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水晶片が導電性接着剤でセラミックの基板に搭載される水晶振動子であって、
前記基板の周囲にセラミックの第１の枠壁が形成され、
前記第１の枠壁の上にセラミックの第２の枠壁が形成され、
前記第２の枠壁の上にリッドが形成され、
前記基板、前記第１の枠壁、前記第２の枠壁とは重ねて焼成されたものであり、
前記第１の枠壁の厚みを、前記第２の枠壁の厚みより薄くしたことを特徴とする水晶振動子。
【請求項２】
リッドをセラミックで形成し、
前記リッドと第２の枠壁との間を低融点ガラスで接合したことを特徴とする請求項１記載の水晶振動子。
【請求項３】
リッドを金属で形成し、
前記リッドと第２の枠壁との間をシールリングで接合したことを特徴とする請求項１記載の水晶振動子。
【請求項４】
リッドを金属で形成し、
前記リッドと第２の枠壁との間を共晶金属で接合したことを特徴とする請求項１記載の水晶振動子。
【請求項５】
第１の枠壁において、水晶片を囲む四辺の内、対向する２辺の厚みを第２の枠壁とほぼ同じ厚みにしたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載の水晶振動子。
【請求項６】
第１の枠壁において、水晶片を囲む四辺の内、３辺の厚みを第２の枠壁とほぼ同じ厚みにしたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載の水晶振動子。
【請求項７】
基板と第１の枠壁との間に、第１の枠壁の厚みより厚い第３の枠壁を形成し、
水晶片が基板ではなく、前記第３の枠壁の段部に導電性接着剤で搭載されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか記載の水晶振動子。
【請求項８】
請求項７記載の水晶振動子を有し、
基板と第３の枠壁で構成される凹部に発振制御用の回路を設けたことを特徴とする水晶発振器。
【請求項９】
請求項１乃至７のいずれか記載の水晶振動子を有し、
基板において、水晶片が搭載される面とは反対の面に発振制御用の回路を設けたことを特徴とする水晶発振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水晶振動子に係り、特に、パッケージを小型化しつつパッケージ内のスペースを広くし、しかも構成が強固で気密性を維持できる水晶振動子及び水晶発振器に関する。
【背景技術】
【０００２】
［従来の技術］
従来の表面実装型水晶振動子は、セラミックの基板上の周辺を囲むように枠壁が形成され、基板と枠壁で形成される凹部に水晶片を導電性接着剤で固定し、枠壁を覆うようにリッド（蓋）が形成されている。
【０００３】
［関連技術］
尚、関連する先行技術として、特開２００４−２９７３７２号公報「圧電デバイスの製造方法及び圧電デバイス」（セイコーエプソン株式会社）［特許文献１］、特開２００９−１３５５７４号公報「表面実装用の水晶発振器」（日本電波工業株式会社）［特許文献２］がある。
【０００４】
特許文献１には、板状ベースに枠壁としての低融点ガラス層を形成し、圧電素子を搭載した後に、蓋に形成された低融点ガラス層で、枠壁と圧電素子の一部を押さえ込むようにした圧電デバイスが示されている。
【０００５】
特許文献２には、凹状の容器本体を備え、容器本体の内壁段部に水晶片が導電性接着剤で固定される水晶発振器が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２９７３７２号公報
【特許文献２】特開２００９−１３５５７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来の表面実装型水晶振動子では、小型化を行うとそれに伴って水晶片も小型化しなければならないが、低周波帯の関係ではＣＩ（Crystal Impedance：等価直列抵抗）値を小さくするためには、できる限り水晶片を収納するスペースを広く確保したいという要望があった。
【０００８】
尚、特許文献１では、蓋を固定するために、低融点ガラス層の枠壁と圧電素子の一部を押さえ込むように低融点ガラス層が設けられているが、低融点ガラス層は蓋を固定するための接着材の役割を果たし、板状ベースを構成するセラミック等に比べて強固な構成とはなっていない。
また、特許文献２では、枠壁と金属カバーの接着面積が少ないため、気密性が十分とは言えないものとなっている。
【０００９】
本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、パッケージを小型化しつつパッケージ内のスペースを広くし、しかも構成が強固で気密性を維持できる水晶振動子及び水晶発振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】
【００１０】
上記従来例の問題点を解決するための本発明は、水晶片が導電性接着剤でセラミックの基板に搭載される水晶振動子であって、基板の周囲にセラミックの第１の枠壁が形成され、第１の枠壁の上にセラミックの第２の枠壁が形成され、第２の枠壁の上にリッドが形成され、基板、第１の枠壁、第２の枠壁とは重ねて焼成されたものであり、第１の枠壁の厚みを、第２の枠壁の厚みより薄くしたことを特徴とする。
【００１１】
本発明は、上記水晶振動子において、リッドをセラミックで形成し、リッドと第２の枠壁との間を低融点ガラスで接合したことを特徴とする。
【００１２】
本発明は、上記水晶振動子において、リッドを金属で形成し、リッドと第２の枠壁との間をシールリングで接合したことを特徴とする。
【００１３】
本発明は、上記水晶振動子において、リッドを金属で形成し、リッドと第２の枠壁との間を共晶金属で接合したことを特徴とする。
【００１４】
本発明は、上記水晶振動子において、第１の枠壁において、水晶片を囲む四辺の内、対向する２辺の厚みを第２の枠壁とほぼ同じ厚みにしたことを特徴とする。
【００１５】
本発明は、上記水晶振動子において、第１の枠壁において、水晶片を囲む四辺の内、３辺の厚みを第２の枠壁とほぼ同じ厚みにしたことを特徴とする。
【００１６】
本発明は、上記水晶振動子において、基板と第１の枠壁との間に、第１の枠壁の厚みより厚い第３の枠壁を形成し、水晶片が基板ではなく、第３の枠壁の段部に導電性接着剤で搭載されていることを特徴とする。
【００１７】
本発明は、水晶発振器において、上記水晶振動子を有し、基板と第３の枠壁で構成される凹部に発振制御用の回路を設けたことを特徴とする。
【００１８】
本発明は、水晶発振器において、上記水晶振動子を有し、基板において、水晶片が搭載される面とは反対の面に発振制御用の回路を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、水晶片が導電性接着剤でセラミックの基板に搭載される水晶振動子であって、基板の周囲にセラミックの第１の枠壁が形成され、第１の枠壁の上にセラミックの第２の枠壁が形成され、第２の枠壁の上にリッドが形成され、しかも、基板、第１の枠壁、第２の枠壁とは重ねて焼成されたものであり、第１の枠壁の厚みを、第２の枠壁の厚みより薄くした水晶振動子としているので、パッケージを小型化しつつパッケージ内のスペースを広くし、しかも構成が強固で気密性を維持できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１の水晶振動子の断面説明図である。
【図２】第２の水晶振動子の断面説明図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る水晶振動子の製造方法を示す概略図である。
【図４】水晶片の取り付け方法を示す断面説明図である。
【図５】第３の水晶振動子の断面説明図である。
【図６】枠壁のバリエーションを示す平面説明図である。
【図７】第４の水晶振動子の断面説明図である。
【図８】第１の水晶発振器の断面説明図である。
【図９】第２の水晶発振器の断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
［実施の形態の概要］
本発明の実施の形態に係る水晶振動子（本水晶振動子）は、水晶片が搭載されるセラミックの基板の周囲にセラミックの第１、第２の枠壁が形成されるものであって、基板、第１、２の枠壁が重ねて焼成されたものであり、更に、第１の枠壁は第２の枠壁より厚みが薄くなっており、第２の枠壁の上にリッドを設けて封止するものであり、パッケージを小型化しつつパッケージ内のスペースを広くしてＣＩ値を小さくし、しかも構成が強固で気密性を維持できるものである。
また、本発明の実施の形態に係る水晶発振器は、上記水晶振動子を用いるものである。
【００２２】
［第１の水晶振動子：図１］
本発明の実施の形態に係る第１の表面実装型水晶振動子（第１の水晶振動子）について図１を参照しながら説明する。図１は、第１の水晶振動子の断面説明図である。
第１の水晶振動子は、図１に示すように、セラミックの基板１ａと、第１の枠壁１ｂと、第２の枠壁１ｃと、水晶片２と、リッド４とを基本的に有している。
【００２３】
基板１ａ、第１の枠壁１ｂ、第２の枠壁１ｃ、リッド４は、セラミックで構成されている。尚、基板１ａ、第１の枠壁１ｂ、第２の枠壁１ｃを合わせてベースと呼ぶことがある。
また、水晶片２は、導電性接着剤３で基板１ａ上に設けられている。
基板１ａ、第１の枠壁１ｂ、第２の枠壁１ｃは重ねて焼成したものであり、第２の枠壁１ｃとリッド４との間は、低融点ガラス５又は樹脂等で接合する。
【００２４】
特に、第１の枠壁１ｂの厚み（図面水平方向の幅）は、第２の枠壁１ｃの厚みより薄く構成されている。これは、水晶片２を搭載するスペースを広くするもので、ユニットを小型化しても、少し大きめの水晶片２を搭載でき、ＣＩ値を小さくできる。
【００２５】
また、基板１ａ、第１の枠壁１ｂ、第２の枠壁１ｃを重ねて焼成しているので、構成を強固にでき、更に、第２の枠壁１ｃとセラミックのリッド４とを低融点ガラス５で接合しているので、気密性を保持することができる。
【００２６】
［第２の水晶振動子：図２］
本発明の実施の形態に係る第２の表面実装型水晶振動子（第２の水晶振動子）について図２を参照しながら説明する。図２は、第２の水晶振動子の断面説明図である。
第２の水晶振動子は、図２に示すように、第１の水晶振動子とほぼ同様の構成であるが、相違するのは、リッド４が金属製であり、第２の枠壁１ｃとリッド４との接合にシールリング６を用いた点である。
シールリング６は、リング形状の金属をメッキして第２の枠壁１ｃとリッド４とを接着するものである。
【００２７】
また、シールリング６の代わりに、共晶金属、例えば、ＡｕＳｎ（金錫）によって第２の枠壁１ｃと金属製のリッド４とを接合するようにしてもよい。
【００２８】
［水晶振動子の製造方法：図３］
次に、本発明の実施の形態に係る水晶振動子の製造方法について図３を参照しながら説明する。図３は、本発明の実施の形態に係る水晶振動子の製造方法を示す概略図である。
図３に示すように、基板１ａに切り分けられる前のセラミックシート（基板セラミックシート）を１枚目にし（図３（ａ）参照）、第１の枠壁１ｂ部分のセラミックシート（第１の枠壁セラミックシート）を２枚目とし（図３（ｂ）参照）、第２の枠壁１ｃ部分のセラミックシート（第２の枠壁セラミックシート）を３枚目として（図３（ｃ）参照）製造する。
【００２９】
ここで、第１の枠壁セラミックシートと第２の枠壁セラミックシートには、切り抜かれた窓部が形成されている。
特に、第１の枠壁セラミックシートにおける窓部の方が、第２の枠壁セラミックシートにおける窓部より大きく形成されている。これにより、第１の枠壁１ｂの厚みは、第２の枠壁１ｃの厚みより薄く形成されるものである。
【００３０】
水晶振動子の製造方法は、基板セラミックシート上に、第１の枠壁セラミックシートを重ね、更に第２の枠壁セラミックシートを重ね、そして、重ねた状態で、これらセラミックシートを焼成する。
その後、パッケージ毎に切り分け、その後、水晶片２を導電性接着剤３で固定する。次に、リッド４を第２の枠壁１ｃの上に形成して封止する。
【００３１】
［水晶片の取り付け方法：図４］
次に、本水晶振動子における水晶片２の取り付け方法について図４を参照しながら説明する。図４は、水晶片の取り付け方法を示す断面説明図である。図４の（ａ）が水晶片を差し込む前の断面説明図であり、（ｂ）が水晶片の固定された状態を示す断面説明図である。
【００３２】
基板１ａ上に第１の枠壁１ｂと第２の枠壁１ｃが形成された状態で、基板１ａの端部に導電性接着剤３が塗布され、図４（ａ）に示すように、水晶片２を斜め方向から導電性接着剤３に向けて差し込み（１）、奥まで差し込んだ状態で、水晶片２を基板１ａと水平になるよう押し下げ（２）、更に水晶片２を導電性接着剤３とは反対側に引っ張って（３）、図４（ｂ）のように位置を固定する。
【００３３】
［第３の水晶振動子：図５］
本発明の実施の形態に係る第３の表面実装型水晶振動子（第３の水晶振動子）について図５を参照しながら説明する。図５は、第３の水晶振動子の断面説明図である。
第３の水晶振動子は、図５に示すように、基本的には図１の第１の水晶振動子とほぼ同様であるが、相違するのは、導電性接着剤３が設けられている側の第１の枠壁１ｂとは反対側の第１の枠壁１ｂ′部分が薄くなっていない点である。
つまり、第１の枠壁１ｂにおいて、導電性接着剤３が形成されている側の枠壁とは反対側の辺の枠壁１ｂ′が第２の枠壁１ｃとほぼ同じ厚みとなって、垂直方向に平らな壁となっている。
【００３４】
［枠壁のバリエーション：図６］
ここで、枠壁のバリエーションについて図６を参照しながら説明する。図６は、枠壁のバリエーションを示す平面説明図である。
図６に示すように、導電性接着剤３が形成されている側の枠壁を「枠壁Ｄ」とし、その対向する側の枠壁を「枠壁Ｂ」とし、「枠壁Ｂ」「枠壁Ｄ」に隣接する枠壁を「枠壁Ａ」「枠壁Ｃ」とすると、枠壁のバリエーションは、枠壁Ａ〜Ｄを全て薄くする場合と、枠壁Ａと枠壁Ｃを薄くする場合と、枠壁Ｂと枠壁Ｄを薄くする場合と、枠壁Ａ〜Ｄのいずれか一つの枠壁を薄く場合がある。
【００３５】
薄い枠壁の数が増える程、パッケージ内のスペースを広くすることができ、また、薄くない枠壁が増えると、枠壁の強度を確保することができるものである。
また、全ての面の枠壁が薄ければ、水晶片２を差し込む方向を気にしなくてよいが、四辺の内で薄くない枠壁を含む場合は、水晶片２を差し込む方向を考慮する必要がある。つまり、薄い枠壁の方向に水晶片２を差し込むことになる。
【００３６】
［第４の水晶振動子：図７］
本発明の実施の形態に係る第４の表面実装型水晶振動子（第４の水晶振動子）について図７を参照しながら説明する。図７は、第４の水晶振動子の断面説明図である。
第４の水晶振動子は、図７に示すように、第１の水晶振動子とほぼ同様であるが、相違するのは、基板１ａと第１の枠壁１ｂとの間に第３の枠壁１ｄが形成されており、水晶片２を固定する導電性接着剤３が第３の枠壁１ｄの段部に形成されている点である。
【００３７】
第４の水晶振動子では、第３の枠壁１ｄの厚さは、第１の枠壁１ｂの厚さより厚く、第２の枠壁１ｃの厚さと同じか、それよりも厚く形成されている。
また、基板１ａ、第３の枠壁１ｄ、第１の枠壁１ｂ、第２の枠壁１ｃは、重ね合わせて焼成される。
【００３８】
第４の水晶振動子によれば、水晶片２と基板１ａとの間に空間を形成することができる。
尚、第３の枠壁１ｄ上に形成される第１の枠壁１ｂは、第３の水晶振動子に示したような厚みを備えるものであってもよい。
また、第２の枠壁１ｃとリッド４を接合する方法は、第２の水晶振動子に示したような接合方法であってもよい。
【００３９】
［水晶発振器への応用：図８，９］
本水晶振動子を水晶発振器に応用した例について図８、図９を参照しながら説明する。図８は、第１の水晶発振器の断面説明図であり、図９は、第２の水晶発振器の断面説明図である。
【００４０】
［第１の水晶発振器：図８］
第２の水晶発振器は、図８に示すように、第１〜４の水晶振動子における基板１ａの裏面に、発振制御用の集積回路（ＩＣ：Integrated Circuit）７を形成したものである。
尚、第２の水晶発振器には、基板１ａの裏面にＩＣ７を囲むように、第４の枠壁１ｅが形成され、ＩＣ７を保護している。ここで、ＩＣ７は水晶片２と電気的に接続している。
【００４１】
［第２の水晶発振器：図９］
第１の水晶発振器は、図９に示すように、図７の第４の水晶振動子を用いたものであり、基板１ａと水晶片２との間の空間に、発振制御用のＩＣ７が設けられた構成となっている。そして、ＩＣ７と水晶片２とは電気的に接続している。
尚、図５に示した第３の水晶振動子を第１の水晶発振器又は第２の水晶発振器に適用してもよい。
【００４２】
［実施の形態の効果］
本水晶振動子によれば、水晶片２が搭載されるセラミックの基板１ａの周囲にセラミックの第１、第２の枠壁１ｂ，１ｃが形成されるものであって、基板１ａ、第１、２の枠壁１ｂ，１ｃが重ねて焼成されたものであり、更に、第１の枠壁１ｂは第２の枠壁１ｃより厚みが薄くなっており、第２の枠壁１ｃの上にリッド４を設けて封止するものであり、パッケージを小型化しつつパッケージ内のスペースを広くしてＣＩ値を小さくし、しかも構成が強固で気密性を維持できる効果がある。
【００４３】
また、本発明の実施の形態に係る水晶発振器は、本水晶振動子を用いているので、水晶振動子におけるＣＩ値を小さくでき、構造を小型化して強固にでき、気密性を高くできる効果がある。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、パッケージを小型化しつつパッケージ内のスペースを広くし、しかも構成が強固で気密性を維持できる水晶振動子及び水晶発振器に好適である。
【符号の説明】
【００４５】
１ａ...基板、  １ｂ...第１の枠壁、  １ｃ...第２の枠壁、  １ｄ...第３の枠壁、  １ｅ...第４の枠壁、  ２...水晶片、  ３...導電性接着剤、  ４...リッド、  ５...低融点ガラス、  ６...シールリング、  ７...ＩＣ
【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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【図９】
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