(57)【要約】【課題】  温度情報の差異を低減し、発振周波数が変動することを防ぐ圧電デバイスを提供することを課題とする。【解決手段】  本発明の圧電デバイスは、基板部と、この基板部の主面に設けられる枠部とからなり、枠部で第１の凹部空間と第２の凹部空間とが形成されている素子搭載部材と、第１の凹部空間内に露出した基板部の主面に設けられた圧電振動素子搭載パッドに搭載されている圧電振動素子と、第２の凹部空間内に露出した基板部の主面に設けられたサーミスタ素子搭載パッドに搭載されているサーミスタ素子と、第１の凹部空間と第２の凹部空間を気密封止する蓋体と、を備えていることを特徴とするものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板部と、この基板部の主面に設けられる枠部とからなり、前記枠部で第１の凹部空間と第２の凹部空間とが形成されている素子搭載部材と、
前記第１の凹部空間内に露出した前記基板部の主面に設けられた圧電振動素子搭載パッドに搭載されている圧電振動素子と、
前記第２の凹部空間内に露出した前記基板部の主面に設けられたサーミスタ素子搭載パッドに搭載されているサーミスタ素子と、
前記第１の凹部空間と前記第２の凹部空間を気密封止する蓋体と、を備えていることを特徴とする圧電デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器等に用いられる圧電デバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の圧電デバイスは、その例として素子搭載部材、圧電振動素子、サーミスタ素子、蓋体とから主に構成されている構造が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
素子搭載部材は、基板部と第１の枠部と第２の枠部で構成されている。
この素子搭載部材は、前記基板部の一方の主面に前記第１の枠部と第２の枠部が設けられて第１の凹部空間が形成される。
第１の凹部空間内の基板部に第２の凹部空間が形成されている。
第１の凹部空間内に露出する基板部の一方の主面には、２個一対の圧電振動素子搭載パッドが設けられている。
第２の凹部空間内に露出する基板部の一方の主面には、サーミスタ素子搭載パッドが設けられている。
また、基板部の他方の主面には、外部接続用電極端子が設けられている。
この圧電振動素子搭載パッド上には、導電性接着剤を介して電気的に接続される一対の励振用電極を表裏主面に有した圧電振動素子が搭載されている。この圧電振動素子を囲繞する素子搭載部材の第１の枠部の頂面には金属製の蓋体を被せられ、接合されている。これにより第１の凹部空間及び第２の凹部空間が気密封止されている。
また、サーミスタ素子搭載パッド上には、半田等の導電性接合材を介して接続されるサーミスタ素子が搭載されている。
サーミスタ素子は、抵抗値と温度との関係が、例えば１対１で対応する式を示すものであり、その温度での抵抗値が、外部接続用電極端子を介して圧電デバイスの外へ出力される。この出力された抵抗値の変化から電圧が変化するため、電圧と温度との関係により、出力された抵抗値を電圧に換算することで、そのときの電圧から温度情報を得ることができる。
【０００３】
前記素子搭載部材の側面には、サーミスタ素子搭載パッドが設けられ、サーミスタ素子が搭載されている構造が知られている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２０５９３８号公報
【特許文献２】特開２０１０−１１８９７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の圧電デバイスにおいては、第１の凹部空間内に設けられた第２の凹部空間内に、サーミスタ素子が導電性接合材を介してサーミスタ搭載パッドに搭載され、第１の凹部空間が気密封止されていることにより、前記導電性接合材から発生したガスがサーミスタ素子に付着することでサーミスタ素子が劣化してしまうといった課題があった。また、サーミスタ素子が劣化してしまうことで、サーミスタ素子から出力された抵抗値を電圧に換算することで得られた温度情報と、実際の圧電振動素子の周囲の温度情報との差異が大きくなってしまうといった課題があった。
【０００６】
従来の圧電デバイスにおいては、素子搭載部材の側面の方に寄せてサーミスタ素子が搭載されているため、サーミスタ素子にノイズが重畳し、正確なサーミスタ素子の値を出力することができないといった課題があった。
また、サーミスタ素子からの出力値が異なってしまうことで、サーミスタ素子から出力された電圧を換算することで得られた温度情報と、実際の圧電振動素子の周囲の温度情報との差異が大きくなってしまうといった課題があった。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、温度情報の差異を低減し、発振周波数が変動することを防ぐ圧電デバイスを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の圧電デバイスは、基板部と、この基板部の主面に設けられる枠部とからなり、枠部で第１の凹部空間と第２の凹部空間とが形成されている素子搭載部材と、第１の凹部空間内に露出した基板部の主面に設けられた圧電振動素子搭載パッドに搭載されている圧電振動素子と、第２の凹部空間内に露出した基板部の主面に設けられたサーミスタ素子搭載パッドに搭載されているサーミスタ素子と、第１の凹部空間と第２の凹部空間を気密封止する蓋体と、を備えていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の圧電デバイスによれば、第１の凹部空間内に圧電振動素子が導電性接着剤を介して圧電振動素子搭載パッドに搭載され、第２の凹部空間内にサーミスタ素子が導電性接合材を介してサーミスタ搭載パッドに搭載されているように別々に搭載されているため、前記導電性接合材から発生したガスが圧電振動素子に付着することがなくなる。よって、圧電振動子の発振周波数が変動してしまうことを防ぐことができる。
また、導電性接合材から発生したガスが、サーミスタ素子に付着することがなくなるため、サーミスタ素子が劣化することを防ぐことができる。よって、サーミスタ素子から出力された電圧を換算することで得られた温度情報と、実際の圧電振動素子の周囲の温度情報との差異を低減することができる。
【００１０】
また、本発明の圧電デバイスによれば、第２の凹部空間内にサーミスタ素子が搭載され、蓋体によって気密封止されているため、従来の圧電デバイスに比べてサーミスタ素子にノイズが重畳することを低減し、正確なサーミスタ素子の値を出力することができる。
よって、サーミスタ素子から正確な出力値を出力することができるので、サーミスタ素子から出力された抵抗値を換算することで得られた温度情報と、実際の圧電振動素子の周囲の温度情報との差異を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る圧電デバイスを示す分解斜視図である。
【図２】（ａ）は、図１のＡ−Ａ断面図であり、（ｂ）は、図１のＢ−Ｂ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。尚、圧電振動素子に水晶を用いた場合について説明する。
【００１３】
図１及び図２に示すように、本発明の実施形態に係る圧電デバイス１００は、素子搭載部材１１０と圧電振動素子１２０と蓋体１３０とサーミスタ素子１４０で主に構成されている。この圧電デバイス１００は、前記素子搭載部材１１０に形成されている第１の凹部空間Ｋ１内に圧電振動素子１２０が搭載され、第２の凹部空間Ｋ２内である基板部１１０ａの主面にサーミスタ素子１４０が搭載されている。その第１の凹部空間Ｋ１と第２の凹部空間Ｋ２が蓋体１３０により気密封止された構造となっている。
【００１４】
圧電振動素子１２０は、図１及び図２に示すように、水晶素板１２１に励振用電極１２２を被着形成したものであり、外部からの交番電圧が励振用電極１２２を介して水晶素板１２１に印加されると、所定の振動モード及び周波数で励振を起こすようになっている。
水晶素板１２１は、人工水晶体から所定のカットアングルで切断し外形加工を施された概略平板状で平面形状が例えば四角形となっている。
励振用電極１２２は、前記水晶素板１２１の表裏両主面に金属を所定のパターンで被着・形成したものである。
このような圧電振動素子１２０は、その両主面に被着されている励振用電極１２２から延出する引き出し電極１２３と第１の凹部空間Ｋ１内底面に形成されている圧電振動素子搭載パッド１１１とを、導電性接着剤ＤＳを介して電気的且つ機械的に接続することによって第１の凹部空間Ｋ１に搭載される。このときの引き出し電極１２３が設けられた一辺とは反対側の自由端となる端辺を圧電振動素子１２０の先端部とする。
【００１５】
図１〜図２に示すサーミスタ素子１４０は、温度変化によって電気抵抗が顕著な変化を示すものであり、この抵抗値の変化から電圧が変化するため、抵抗値と電圧との関係及び電圧と温度との関係により、出力された抵抗値を電圧に換算することで、換算して得られた電圧から温度情報を得ることができる。
サーミスタ素子１４０は、抵抗値と温度との関係が、例えば１対１で対応する式を示すものであり、その温度での抵抗値が、外部接続用電極端子Ｇを介して圧電デバイス１００の外へ出力されることにより、例えば、電子機器等のメインＩＣ（図示せず）で出力された抵抗値を電圧に換算することで温度情報を得ることができる。
また、サーミスタ素子１４０には、２個一対のサーミスタ接続電極１４１が設けられ、図２に示すように、素子搭載部材１１０の第２の凹部空間Ｋ２内底面である基板部１１０ａの主面に設けられたサーミスタ素子搭載パッド１１２と前記サーミスタ接続電極１４１とが半田等の導電性接合材ＨＤを介して搭載されている。
【００１６】
図１及び図２に示すように、素子搭載部材１１０は、基板部１１０ａと、枠部１１０ｂとで主に構成されている。
この素子搭載部材１１０は、基板部１１０ａの一方の主面に枠部１１０ｂが設けられて、第１の凹部空間Ｋ１と第２の凹部空間Ｋ２が形成されている。つまり、第１の凹部空間Ｋ１と第２の凹部空間Ｋ２は、同一主面上に並んで形成されている。
尚、この素子搭載部材１１０を構成する基板部１１０ａは、例えばアルミナセラミックス、ガラス−セラミックス等のセラミック材料を複数積層することよって形成されている。
枠部１１０ｂは、例えばアルミナセラミックス、ガラス−セラミックス等のセラミック材料から成り、四角形状が２つ並んで打ち抜かれた枠状になっている。
また、枠部１１０ｂの主面を囲繞するように封止用導体パターン１１３が設けられている。
第１の凹部空間Ｋ１内で露出した基板部１１０ａの一方の主面には、２個一対の圧電振動素子搭載パッド１１１が設けられている。
第２の凹部空間Ｋ２内で露出した基板部１１０ａの一方の主面には、２個一対のサーミスタ素子搭載パッド１１２が設けられている。
【００１７】
前記素子搭載部材１１０の基板部１１０ａの他方の主面の４隅には、外部接続用電極端子Ｇが設けられている。
圧電振動素子搭載パッド１１１といずれかの外部接続用電極端子Ｇは、前記素子搭載部材１１０の基板部１１０ａに形成された部分を有する配線パターン（図示せず）とビア導体（図示せず）により接続されている。
また、サーミスタ素子搭載パッド１１２といずれかの外部接続用電極端子Ｇは、前記素子搭載部材１１０の基板部１１０ａに形成された部分を有する配線パターン（図示せず）とビア導体（図示せず）により接続されている。
【００１８】
蓋体１３０は、例えば、Ｆｅ−Ｎｉ合金（４２アロイ）やＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金（コバール）などからなる。このような蓋体１３０は、第１の凹部空間Ｋ１と第２の凹部空間Ｋ２を、窒素ガスや真空などで気密的に封止される。具体的には、蓋体１３０は、所定雰囲気で、素子搭載部材１１０の枠部１１０ｂ上に載置され、枠部１１０ｂの表面の封止用導体パターン１１３と蓋体１３０の封止部材１３１とが、熱を印加することで、枠部１１０ｂに接合される。これにより、蓋体１３０は、第１の凹部空間Ｋ１と第２の凹部空間Ｋ２を気密封止することができる。
【００１９】
前記導電性接着剤ＤＳは、シリコーン樹脂等のバインダーの中に導電フィラーとして導電性粉末が含有されているものであり、導電性粉末としては、アルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、ニッケル鉄（ＮｉＦｅ）、のうちのいずれかまたはこれらの組み合わせを含むものが用いられている。
【００２０】
尚、前記素子搭載部材１１０は、アルミナセラミックスから成る場合、所定のセラミック材料粉末に適当な有機溶剤等を添加・混合して得たセラミックグリーンシートの表面に圧電振動素子搭載パッド１１１、サーミスタ素子搭載パッド１１２、封止用導体膜ＨＢ、外部接続用電極端子Ｇ等となる導体ペーストを、また、セラミックグリーンシートに打ち抜き等を施して予め穿設しておいた貫通孔内にビア導体となる導体ペーストを従来周知のスクリーン印刷によって塗布するとともに、これを複数枚積層してプレス成形した後、高温で焼成することにより製作される。
【００２１】
本発明の圧電デバイス１００によれば、第１の凹部空間Ｋ１内に圧電振動素子１２０が導電性接着剤ＤＳを介して圧電振動素子搭載パッド１１１に搭載され、第２の凹部空間Ｋ２内に、サーミスタ素子１４０が導電性接合材ＨＤを介してサーミスタ搭載パッド１１２に搭載されているように別々に搭載されているため、前記導電性接合材ＨＤから発生したガスが圧電振動素子１２０に付着することがなくなる。よって、圧電デバイス１００の発振周波数が変動してしまうことを防ぐことができる。
【００２２】
本発明の圧電デバイス１００によれば、第２の凹部空間Ｋ２内にサーミスタ素子１４０が搭載され、蓋体１３０によって気密封止されているため、従来の圧電デバイスに比べてサーミスタ素子１４０にノイズが重畳することを低減し、正確なサーミスタ素子１４０の値を出力することができる。
よって、サーミスタ素子１４０から正確な出力値を出力することができるので、サーミスタ素子１４０から出力された抵抗値を換算することで得られた温度情報と、実際の圧電振動素子１２０の周囲の温度情報との差異を低減することが可能となる。
【００２３】
尚、本発明は前記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、前記した本実施形態では、圧電振動素子１２０を構成する圧電素材として水晶を用いた場合を説明したが、他の圧電素材として、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウムまたは、圧電セラミックスを圧電素材として用いた圧電振動素子でも構わない。
【符号の説明】
【００２４】
１１０・・・素子搭載部材
１１０ａ・・・基板部
１１０ｂ・・・枠部
１１１・・・圧電振動素子搭載パッド
１１２・・・サーミスタ素子搭載パッド
１１３・・・封止用導体パターン
１２０・・・圧電振動素子
１２１・・・水晶素板
１２２・・・励振用電極
１２３・・・引き出し電極
１３０・・・蓋体
１４０・・・サーミスタ素子
１００・・・圧電デバイス
Ｋ１・・・第１の凹部空間
Ｋ２・・・第２の凹部空間
ＤＳ・・・導電性接着剤
ＨＤ・・・導電性接合材
Ｇ・・・外部接続用電極端子
【図１】
2012099928.tif 000003
【図２】
2012099928.tif 000004