(57)【要約】【課題】収容器に収容される圧電振動片と回路素子の組み合わせにおいて、複数種類の組み合わせが可能で、設計の自由度を向上させる圧電デバイスを提供する。【解決手段】水晶振動片３０とＩＣチップ４０とがセラミックパッケージ１０に収容され、平面視において水晶振動片３０とＩＣチップ４０とが重ならない位置に配置された圧電デバイス１において、セラミックパッケージ１０内に水晶振動片３０を固定し水晶振動片３０に形成された引出電極３２と接続される接続電極２１を有するマウント台２０を備え、マウント台２０が接着剤２５にてセラミックパッケージ１０内に固定されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電振動片と回路素子とが収容器に収容され、平面視において前記圧電振動片と前記回路素子とが重ならない位置に配置された圧電デバイスであって、
前記圧電振動片が固定されたマウント台を備え、
前記マウント台が前記収容器内に固定されていることを特徴とする圧電デバイス。
【請求項２】
請求項１に記載の圧電デバイスにおいて、
前記マウント台が前記回路素子に隣接して配置され、前記マウント台に対して前記回路素子が配置された側と反対の側に前記圧電振動片が延在するように固定されていることを特徴とする圧電デバイス。
【請求項３】
請求項２に記載の圧電デバイスにおいて、
前記圧電振動片は、励振電極と前記励振電極に接続される引出電極とが形成され、
前記マウント台に形成された接続電極に前記圧電振動片の前記引出電極が接続され、前記圧電振動片が前記マウント台に固定され、
前記回路素子の接続端子と前記マウント台の前記接続電極との間が金属ワイヤにて接続されていることを特徴とする圧電デバイス。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の圧電デバイスにおいて、
前記マウント台が接着剤にて前記収容器内に固定されていることを特徴とする圧電デバイス。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の圧電デバイスにおいて、
前記圧電振動片は前記マウント台に片持ち支持されて固定され、
前記収容器内に前記圧電振動片の先端部分と接触可能な枕部が形成されていることを特徴とする圧電デバイス。
【請求項６】
圧電振動片と回路素子とが収容器に収容され、平面視において前記圧電振動片と前記回路素子とが重ならない位置に配置された圧電デバイスの製造方法であって、
前記収容器内にマウント台を固定する工程と、
前記マウント台の接続電極に前記圧電振動片を固定する工程と、
前記回路素子を前記収容器に固定する工程と、
前記回路素子の接続端子と前記マウント台の前記接続電極を金属ワイヤで接続する工程と、
前記収容器内を蓋体にて気密に封止する工程と、を備えることを特徴とする圧電デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低背化された圧電デバイスおよび圧電デバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、通信機器、ＯＡ機器などの電子機器に使用される水晶発振器などの圧電デバイスにおいて、デバイスの低背化が要求されている。
圧電デバイスは、セラミックパッケージなどの収容器に、水晶振動片などの圧電振動片とＩＣ（集積回路）チップなどの回路素子を収容し、収容器内を蓋体にて気密封止されている。圧電デバイスの低背化を進めるにあたり、収容器に圧電振動片と回路素子とを平面視で重ならないように並列に配置する構成がとられている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２２８２９５号公報（図４参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような構成の圧電デバイスの収容器では、収容器内に配置される圧電振動片と回路素子が、当初の設計とほぼ同じ大きさのものは配置可能であるが、それぞれの大きさが、大きく異なるものを採用する場合には、それぞれを配置できないという問題がある。この場合には、圧電振動片と回路素子とを配置できる、新たな収容器を設計しなくてはならない。このため、収容器の部品仕様が増え、部品管理が煩雑になる問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００６】
［適用例１］本適用例にかかる圧電デバイスは、圧電振動片と回路素子とが収容器に収容され、平面視において前記圧電振動片と前記回路素子とが重ならない位置に配置された圧電デバイスであって、前記圧電振動片が固定されたマウント台を備え、前記マウント台が前記収容器内に固定されていることを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、マウント台が収容器と一体に形成されておらず、収容器内の任意の位置に固定することが可能である。このことから、収容器に収容される圧電振動片と回路素子の組み合わせにおいて、収容器に収まるものであればマウント台の固定位置を変更することで圧電振動片と回路素子の配置が可能となる。よって、一つの収容器において、圧電振動片と回路素子の複数種類の組み合わせが可能となり、低背化された圧電デバイスにおける設計の自由度を向上させることができる。
【０００８】
［適用例２］上記適用例にかかる圧電デバイスにおいて、前記マウント台が前記回路素子に隣接して配置され、前記マウント台に対して前記回路素子が配置された側と反対の側に前記圧電振動片が延在するように固定されていることが望ましい。
【０００９】
この構成によれば、回路素子に隣接してマウント台が配置されていることから、回路素子とマウント台の接続電極との間の配線経路を短くでき、配線が長く引き回されることに起因する寄生容量を減少させることができる。
【００１０】
［適用例３］上記適用例にかかる圧電デバイスにおいて、前記圧電振動片は、励振電極と前記励振電極に接続される引出電極とが形成され、前記マウント台に形成された接続電極に前記圧電振動片の前記引出電極が接続され、前記圧電振動片が前記マウント台に固定され、前記回路素子の接続端子と前記マウント台の前記接続電極との間が金属ワイヤにて接続されていることが望ましい。
【００１１】
この構成によれば、回路素子の接続端子とマウント台の接続電極との間および、収容器に形成されたボンディング端子とマウント台の接続電極との間が金属ワイヤにて接続されていることから、配線パターンを収容器内に配置するのに比べて配線経路が短くなり、配線に関る寄生容量を小さくできる。
【００１２】
［適用例４］上記適用例にかかる圧電デバイスにおいて、前記マウント台が接着剤にて前記収容器内に固定されていることが望ましい。
【００１３】
この構成によれば、マウント台を接着剤にて固定できるため容易に固定が可能である。
【００１４】
［適用例５］上記適用例にかかる圧電デバイスにおいて、前記圧電振動片は前記マウント台に片持ち支持されて固定され、前記収容器内に前記圧電振動片の先端部分と接触可能な枕部が形成されていることが望ましい。
【００１５】
この構成によれば、落下などによる衝撃が加わった場合に圧電振動片の先端部分の撓みを規制する枕部が設けられていることから、耐衝撃性に優れた圧電発振器を提供できる。
【００１６】
［適用例６］本適用例にかかる圧電デバイスの製造方法は、圧電振動片と回路素子とが収容器に収容され、平面視において前記圧電振動片と前記回路素子とが重ならない位置に配置された圧電デバイスの製造方法であって、前記収容器内にマウント台を固定する工程と、前記マウント台の接続電極に前記圧電振動片を固定する工程と、前記回路素子を前記収容器に固定する工程と、前記回路素子の接続端子と前記マウント台の前記接続電極を金属ワイヤで接続する工程と、前記収容器内を蓋体にて気密に封止する工程と、を備えることを特徴とする。
【００１７】
この圧電デバイスの製造方法によれば、マウント台を所定の位置に配置してから圧電振動片と回路素子を配置する。このようにすれば、複数種類の圧電振動片と回路素子の組み合わせにおいて、マウント台の固定位置を変更することでそれぞれを配置可能であり、設計の自由度を向上させる低背化された圧電デバイスの製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。以下の実施形態では圧電デバイスとして水晶発振器を例にとり説明する。
（第１の実施形態）
【００１９】
図１は本実施形態の水晶発振器の構成を示し、図１（ａ）は概略平面図、図１（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ断線に沿う概略断面図である。
水晶発振器１は、セラミックパッケージ１０と、マウント台２０、水晶振動片３０、ＩＣチップ４０、蓋体４８を備えている。
セラミックパッケージ１０は、セラミックシートを積層して凹部を形成したパッケージ本体１１と、パッケージ本体１１の上方に固着されたシームリング１２から構成されている。
パッケージ本体１１の凹部における長手方向の両側には、底部１９から立ち上がった段部１３が形成され、この段部１３にボンディング端子１４ａ，１４ｂ，１８が形成されている。さらに、一方の段部１３から短辺方向に延出する枕部１５が設けられている。また、パッケージ本体１１外周の長手方向のほぼ中央部には検査用の端子として利用されるサイド端子１６が形成され、ボンディング端子１８と接続されるように構成されている。
さらに、パッケージ本体の底面には、外部接続電極１７ａ，１７ｂが形成され、外部接続電極１７ａとボンディング端子１４ａとが接続されるように構成されている。
【００２０】
マウント台２０は、セラミック板、ガラスエポキシ板などの絶縁性を有する板で形成され、その一面に接続電極２１が形成されている。
マウント台２０はパッケージ本体１１の底部１９にエポキシ系またはポリイミド系などの接着剤２５を用いて固定されている。
このマウント台２０を固定する位置は、水晶振動片３０およびＩＣチップ４０の大きさに応じて、両者がパッケージ本体１１の凹部に収容できる位置に固定される。
【００２１】
水晶振動片３０には励振電極３１と、この励振電極３１から引き出された引出電極３２とが形成され、この引出電極３２とマウント台２０の接続電極２１とが、銀ペーストなどの導電性接着剤３５を介して接続されて固定されている。すなわち、引出電極３２とマウント台２０とが、導電性接着剤等の接続部材により電気的および機械的に接続され、水晶振動片３０がマウント台２０に固定されている。
引出電極３２とマウント台２０との間は、金属バンプにより接続されていても良い。なお、水晶振動片３０は厚み滑り振動片であるＡＴカット水晶振動片が用いられている。
また、水晶振動片３０の先端部分は、パッケージ本体１１の枕部１５の上方に位置し、落下などによって水晶振動片３０に外力が加わって撓んだ際に、接触可能な位置に配置されている。
【００２２】
ＩＣチップ４０は、複数のボンディングパッド４１を備え、内部に発振回路、電圧制御回路、温度補償回路などを含んでいる。ＩＣチップ４０はパッケージ本体１１の底部１９にエポキシ系またはポリイミド系などの接着剤４５を用いて固定されている。
ボンディングパッド４１は金線などの金属ワイヤ４２にて、パッケージ本体１１のボンディング端子１４ａ，１４ｂおよびマウント台２０の接続電極２１に接続されている。
さらに、パッケージ本体１１のボンディング端子１８とマウント台２０の接続電極２１とが金線などの金属ワイヤ４２にて、接続されている。
【００２３】
このように、マウント台２０はＩＣチップ４０に隣接して配置され、水晶振動片３０がＩＣチップ４０と反対の方向に延在している。すなわち、マウント台２０はＩＣチップ４０に隣接して配置され、水晶振動片３０の固定端側から自由端側へ向かう方向が、マウント台２０からＩＣチップ４０へ向かう方向の反対の方向になるように、ＩＣチップ４０、マウント台２０、および水晶振動片３０がセラミックパッケージ１０内に配置されている。
このため、ＩＣチップ４０のボンディングパッド４１と水晶振動片３０の引出電極３２間の配線経路が短くなるように構成できる。
【００２４】
そして、パッケージ本体１１の上方に設けられたコバールなどの金属で形成されたシームリング１２とコバールなどの金属で形成された蓋体４８とをシーム溶接してセラミックパッケージ１０内を気密に封止している。
【００２５】
次に、上記構成の水晶発振器の製造方法について説明する。
図２、図３は水晶発振器の製造工程を説明する工程説明図である。
図２（ａ）に示すようにセラミックパッケージ１０を用意する。
次に図２（ｂ）に示すように、セラミックパッケージ１０の底部１９にマウント台２０を接着剤にて固定する。
続いて、図２（ｃ）に示すように、マウント台２０に水晶振動片３０を導電性接着剤３５で固定する。このとき、水晶振動片３０の引出電極３２とマウント台２０の接続電極２１とが電気的に接続されるように位置決めされる。このように、水晶振動片３０はマウント台２０に一方端が固定され、他の一方端が開放された片持ち支持構造となる。
その後、図２（ｄ）に示すように、セラミックパッケージ１０の底部１９にＩＣチップ４０を接着剤にて固定する。
【００２６】
次に、図３（ａ）に示すようにＩＣチップ４０のボンディングパッド４１と、セラミックパッケージ１０のボンディング端子１４ａ，１４ｂおよびマウント台２０の接続電極２１とを金属ワイヤ４２で接続する。
続いて、図３（ｂ）に示すように、セラミックパッケージ１０のボンディング端子１８とマウント台２０の接続電極２１とを金属ワイヤ４２で接続する。
そして、図３（ｃ）に示すように、セラミックパッケージ１０の上方に蓋体４８を配置して、シームリング１２と蓋体４８とを窒素雰囲気内でシーム溶接してセラミックパッケージ１０内を気密に封止する。
【００２７】
以上、本実施形態の水晶発振器１において、マウント台２０がセラミックパッケージ１０と一体に形成されておらず、セラミックパッケージ１０内の任意の位置に固定することが可能である。このことから、セラミックパッケージ１０に収容される水晶振動片３０とＩＣチップ４０の組み合わせにおいて、セラミックパッケージ１０に収まるものであればマウント台２０の固定位置を変更することで水晶振動片３０とＩＣチップ４０の配置が可能となる。よって、一つのセラミックパッケージ１０において、水晶振動片３０とＩＣチップ４０の複数種類の配置が可能となり、水晶発振器１の設計の自由度を向上させることができる。
【００２８】
また、ＩＣチップ４０に隣接してマウント台２０が配置されていることから、ＩＣチップ４０とマウント台２０の引出電極３２との間の配線経路を短くでき、配線が長く引き回されることに起因する寄生容量を減少させることができる。
さらに、ＩＣチップ４０のボンディングパッド４１とマウント台２０の接続電極２１との接続および、セラミックパッケージ１０のボンディング端子１８とマウント台２０の接続電極２１とが金属ワイヤ４２にて接続されていることから、配線パターンをセラミックパッケージ１０内に配置するのに比べて配線経路が短くなり、配線に関る寄生容量を小さくできる。
また、セラミックパッケージ１０に衝撃が加わった場合に水晶振動片３０の先端部分の撓みを規制する枕部１５が設けられていることから、耐衝撃性に優れた水晶発振器１を提供できる。
（第２の実施形態）
【００２９】
次に本実施形態にかかる水晶発振器の第２の実施形態について説明する。本実施形態は第１の実施形態に比較して、セラミックパッケージ内に収容されるＩＣチップが大きく、かつ水晶振動片が小さい場合の実施形態である。
図４は本実施形態の水晶発振器の構成を示し、図４（ａ）は概略平面図、図４（ｂ）は同図（ａ）のＢ−Ｂ断線に沿う概略断面図である。なお、本実施形態ではセラミックパッケージおよびマウント台は第１の実施形態と同様なものが使用されており、第１の実施形態と同様な構成については同符号を付し説明を省略する。
【００３０】
水晶発振器２は、セラミックパッケージ１０と、マウント台２０、水晶振動片５０、ＩＣチップ６０、蓋体４８を備えている。
マウント台２０はパッケージ本体１１の底部１９にエポキシ系またはポリイミド系などの接着剤２５を用いて固定されている。
このマウント台２０を固定する位置は、水晶振動片５０およびＩＣチップ６０の大きさに合わせて、両者がパッケージ本体１１の凹部に収容できる位置に固定される。
水晶振動片５０には励振電極５１と、この励振電極５１から引き出された引出電極５２とが形成され、この引出電極５２とマウント台２０の接続電極２１とが、銀ペーストなどの導電性接着剤を介して接続されて固定されている。すなわち、引出電極５２とマウント台２０とが、導電性接着剤等の接続部材により電気的および機械的に接続され、水晶振動片５０がマウント台２０に固定されている。
引出電極５２とマウント台２０との間は、金属バンプにより接続されていても良い。なお、水晶振動片５０は厚み滑り振動片であるＡＴカット水晶振動片が用いられている。
【００３１】
ＩＣチップ６０は、複数のボンディングパッド６１を備え、内部に集積された発振回路、電圧制御回路、温度補償回路などを含んでいる。ＩＣチップ６０はパッケージ本体１１の底部１９にエポキシ系またはポリイミド系などの接着剤４５を用いて固定されている。
ボンディングパッド６１は金線などの金属ワイヤ４２にて、パッケージ本体１１のボンディング端子１４ａ，１４ｂおよびマウント台２０の接続電極２１に接続されている。
そして、パッケージ本体１１のボンディング端子１８とマウント台２０の接続電極２１とが金線などの金属ワイヤ４２にて、接続されている。
このように、マウント台２０はＩＣチップ４０に隣接して配置され、ＩＣチップ６０のボンディングパッド６１と水晶振動片５０の引出電極５２間の配線経路が短くなるように構成されている。
【００３２】
このように、本実施形態では第１の実施形態と同様のセラミックパッケージ１０を用いて、異なった大きさの水晶振動片５０およびＩＣチップ６０を収容することができる。
そして、第１の実施形態と同様な効果を享受できる。
【００３３】
なお、上記実施形態ではマウント台として矩形の平板にて構成したが、段付の板でも良い。さらに、形状についても収容器内に収まる形状であれば、適宜変更が可能である。
また、上記実施形態では水晶振動片を用いた水晶発振器を提示したが、ＳＡＷ共振子素子を用いたＳＡＷ発振器、ジャイロ素子を用いたジャイロセンサとして利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】第１の実施形態における水晶発振器の構成を示し、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断線に沿う概略断面図。
【図２】第１の実施形態における水晶発振器の製造工程を説明する工程説明図（その１）。
【図３】第１の実施形態における水晶発振器の製造工程を説明する工程説明図（その２）。
【図４】第２の実施形態における水晶発振器の構成を示し、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断線に沿う概略断面図。
【符号の説明】
【００３５】
１，２…圧電デバイスとしての水晶発振器、１０…収容器としてのセラミックパッケージ、１１…パッケージ本体、１２…シームリング、１３…段部、１４ａ，１４ｂ…ボンディング端子、１５…枕部、１６…サイド端子、１７…外部接続電極、１８…ボンディング端子、１９…底部、２０…マウント台、２１…接続電極、２５…接着剤、３０…圧電振動片としての水晶振動片、３２…引出電極、３１…励振電極、３５…導電性接着剤、４０…回路素子としてのＩＣチップ、４１…接続端子としてのボンディングパッド、４２…金属ワイヤ、４５…接着剤、４８…蓋体、５０…圧電振動片としての水晶振動片、５１…励振電極、５２…引出電極、６０…回路素子としてのＩＣチップ、６１…接続端子としてのボンディングパッド。
【図１】
2009232150.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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