(57)【要約】【課題】外部実装基板に実装する際に実装用端子に加わる熱ストレスの影響が抑えられた、高信頼性を有する圧電デバイスおよび圧電発振器を提供する。【解決手段】水晶発振器１は、パッケージ２１の外底部に複数の外部端子２５ａ〜２５ｄを有し内部に水晶振動片４０が気密に封止された水晶振動子２０と、配線基板１１の一方の面に外部端子２５ａ〜２５ｄと対応する接続端子１５ａ〜１５ｄが形成され、他方の面に複数の実装用端子１２ａ〜１２ｄが形成され、さらに一方の面にＩＣ３０が実装された回路基板１０と、を有している。また、接続端子１５ａ〜１５ｄと対応する外部端子２５ａ〜２５ｄとを球状導体５０を介して半田接合することにより、回路基板１０上に水晶振動子２０が接合されて接続されている。また、外部端子２５ａ〜２５ｄと実装用端子１２ａ〜１２ｄとが平面視で重ならない位置に形成されている。【選択図】図１
2009060335.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パッケージの外底部に複数の外部端子を有し内部に圧電振動片が気密に封止された圧電振動子と、
配線基板の一方の面に接続端子が形成され、他方の面に複数の実装用端子が形成され、さらに前記一方の面に回路素子が実装された回路基板と、を有し、
前記接続端子と前記外部端子とを接続部材を介して半田接合することにより、前記回路基板上に前記圧電振動子が接合た圧電デバイスであって、
前記外部端子と前記実装用端子とが平面視で重ならない位置に形成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であって、
前記外部端子を少なくとも三つ有し、各外部端子の略中心を結んで形成される多角形の内側に前記圧電振動子の重心があるように配設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１または２に記載の圧電デバイスであって、
前記複数の外部端子が、各外部端子の略中心を結んで形成される多角形の中心と前記圧電振動子の重心とが概ね一致するように配設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１〜３のいずれか一項に記載の圧電デバイスであって、
前記複数の実装用端子が前記配線基板の各コーナー部近傍に配設され、
前記複数の接続端子が、前記配線基板の対向する２辺の前記実装用端子間に配設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１〜４のいずれか一項に記載の圧電デバイスであって、
前記接続部材が球状であることを特徴とする圧電デバイス。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の圧電デバイスであって、
前記複数の実装用端子を外部に露出させた状態で少なくとも前記圧電振動子と前記回路基板との接合部分が封止樹脂により樹脂封止されていることを特徴とする圧電デバイス。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の圧電デバイスであって、
前記回路素子が発振回路を構成する回路素子を含む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、圧電デバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、情報通信機器やコンピュータ等のＯＡ機器、民生機器等の様々な電子機器に、電子回路のクロック源として圧電振動片と発振回路を有する半導体集積回路（ＩＣ）などの回路素子とを同一パッケージ内に封止した圧電デバイスとしての圧電発振器が広く使用されている。特に最近は、携帯電話等の移動体通信機器の普及による小型化・薄型化の急激な進展に伴い、圧電発振器の小型化・薄型化がより一層要求されるとともに、外部実装基板への薄型実装に適した表面実装型の圧電発振器が多く採用されている。
【０００３】
また、上記のような圧電発振器には、小型化・薄型化とともに、さらなる高機能化の要求もますます高まっている。これに対応するために、配線基板上に発振回路や温度補償回路を構成する回路素子あるいは発振回路の発振周波数や温度補償回路の補償量などを微調整するための調整用回路素子が実装された回路基板上に、パッケージタイプの圧電振動子を接合・接続した圧電発振器が提案されている。例えば特許文献１に、回路基板上の接続端子と、対応する圧電振動子の外部端子とが、球状導体からなる接合部材を介して接合・接続された表面実装型の圧電発振器が紹介されている。
【０００４】
特許文献１に記載の圧電発振器（表面実装型水晶発振器）は、パッケージの外底部に複数の外部端子を有し内部に圧電振動片（水晶振動素子）が気密に封止された圧電振動子（水晶振動子）と、ガラスエポキシ樹脂からなる配線基板上に発振回路および温度補償回路などを構成する回路素子が実装された回路基板とを備えている。回路基板の配線基板上には圧電振動子の複数の外部端子と対応する接続端子（マウントパッド）が配設されていて、その接続端子と対応する前記外部端子とが、半田コートされた樹脂球体または銅などの金属球体である接合部材（球状導体）を介して半田接合されることにより接続されている。接合部材は、配線基板上に回路素子が実装された回路基板の上方に圧電振動子が接合された構造において、配線基板上の最も高い回路素子の上面と圧電振動子の下面とが接触することのない間隙を確保するために必要な大きさを有している。そして、圧電発振器の外底部となる配線基板の下面側には、接続端子と平面視で重なる位置の近傍に、外部実装基板（ユーザ基板）と実装するための複数の実装用端子が備えられている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２９６４５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の圧電発振器では、圧電振動子の複数の外部端子に対応し接合部材を介して半田接合される配線基板の接続端子と、配線基板の外底面に形成された実装用端子とが、配線基板の平面視で重なる位置の近傍に配設されている。このため、圧電発振器を電子機器などの外部実装基板に表面実装法により実装する際に、実装用端子に加わる半田接合の熱が、接続端子を介して圧電振動子との接合部に伝導されやすく、回路基板と圧電振動子との接合部分の半田が再溶融し接続不良を引き起こす虞があるなどの課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の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。
【０００８】
〔適用例１〕本適用例にかかる圧電デバイスは、パッケージの外底部に複数の外部端子を有し内部に圧電振動片が気密に封止された圧電振動子と、配線基板の一方の面に接続端子が形成され、他方の面に複数の実装用端子が形成され、さらに前記一方の面に回路素子が実装された回路基板と、を有し、前記接続端子と前記外部端子とを接続部材を介して半田接合することにより、前記回路基板上に前記圧電振動子が接合された圧電デバイスであって、前記外部端子と前記実装用端子とが平面視で重ならない位置に形成されていることを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、圧電デバイスを表面実装法により外部実装基板に実装する際に、実装用端子に加わる半田接合の熱が、接続部材を介して接合された接続端子と外部端子との接合部分に伝導するのを抑制することができる。これにより、接続端子と外部端子とが接合部材を介して半田接合された部分の半田が再溶融して接続不良を引き起こしたり、半田が劣化して信頼性が低下するなどの不具合を防止することができるので、高信頼性を有する圧電デバイスを提供することができる。
【００１０】
〔適用例２〕上記適用例にかかる圧電デバイスにおいて、前記外部端子を少なくとも三つ有し、各外部端子の略中心を結んで形成される多角形の内側に前記圧電振動子の重心があるように配設されていることを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、回路基板上に接合部材を介して圧電振動子を接合する際に、圧電振動子の重心を囲む三点が接合部材により支持されるので、回路基板上において圧電振動子の姿勢が安定する。これにより、圧電デバイス組立時の、回路基板上に圧電振動子を接合部材を介して接合する工程で、圧電振動子の姿勢を保つための特別な支持体等を用いることなく、回路基板と圧電振動子との平行度が保持された状態で接合することができる。したがって、複数の外部端子と対応する接続端子との接合部材を介した均一な接合が可能になるので、回路基板と圧電振動子との接続信頼性が良好な、高信頼性を有する圧電デバイスを提供することができる。
【００１２】
〔適用例３〕上記適用例にかかる圧電デバイスにおいて、前記複数の外部端子が、各外部端子の略中心を結んで形成される多角形の中心と前記圧電振動子の重心とが概ね一致するように配設されていることを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、配線基板上において圧電振動子がさらにバランスよく均一に支持されるので、より接続信頼性に優れた圧電デバイスを提供することができる。
【００１４】
〔適用例４〕上記適用例にかかる圧電デバイスにおいて、前記複数の実装用端子が前記配線基板の各コーナー部近傍に配設され、前記複数の接続端子が、前記配線基板の対向する２辺の前記実装用端子間に配設されていることを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、接続端子が配設された配線基板の対向する２辺と直交する２辺側のスペースが空くので、配線基板上に効率よく配線パターンを配置させる基板設計が可能になる。例えば、配線基板上に接続される回路素子の増設によりさらに圧電デバイスの高機能化を図ることも可能となる。
【００１６】
〔適用例５〕上記適用例にかかる圧電デバイスにおいて、前記接続部材が球状であることを特徴とする。
【００１７】
この構成によれば、接合部材が球形状を有しているので、この接合部材を介して回路基板に圧電振動子を半田接合した際に、外部端子および接続端子と接合部材との接触面積が小さいので、各端子部に半田が多く行き渡り、良好なフィレットを形成して接合強度が向上する。また、半田接合時のセルフアライメント作用が働きやすいので、配線基板への圧電振動子の良好な半田接合を位置精度よく行うことができる。
【００１８】
〔適用例６〕上記適用例にかかる圧電デバイスにおいて、前記複数の実装用端子を外部に露出させた状態で少なくとも前記圧電振動子と前記回路基板との接合部分が封止樹脂により樹脂封止されていることを特徴とする。
【００１９】
この構成によれば、配線基板上の回路素子が実装された回路基板、および圧電振動子との接合部が封止樹脂により封止されて保護されるので、高信頼性を有する圧電デバイスを提供することができる。
【００２０】
〔適用例７〕上記適用例にかかる圧電デバイスにおいて、前記回路素子が発振回路を構成する回路素子を含むことを特徴とする。
【００２１】
この構成によれば、小型で精緻な周波数制御が可能で高信頼性を有する圧電デバイスとしての圧電発振器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】
【００２２】
以下、図面を参照しながら圧電発振器の一実施形態である水晶発振器について説明する。
【００２３】
（第１の実施形態）
図１（ａ）は、本実施形態にかかる水晶発振器１を説明する模式平面図であり、同図（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図であり、同図（ｃ）は、底面側からみた水晶発振器１の平面図である。なお、図１（ａ）では、圧電振動子としての水晶振動子２０の内部の構造を説明する便宜上、水晶発振器１の外側を覆う封止樹脂１９の一部を切り欠き、また、水晶振動子２０の上部に接合されるリッド２９の図示を省略し、リッド接合位置２９’として一点鎖線にて図示している。
【００２４】
図１（ａ）〜（ｃ）において、水晶発振器１は、配線基板１１上に接続された回路素子としてのＩＣ３０を有する回路基板１０と、パッケージ２１内に圧電振動片としての水晶振動片４０が接合されて気密に封止された水晶振動子２０とを有している。水晶振動子２０は、回路基板１０の上方に接合部材としての球状導体５０を介して半田５９により接合され、接合された回路基板１０および水晶振動子２０が封止樹脂１９により樹脂封止されている。
【００２５】
〔水晶振動子〕
図１（ａ），（ｂ）に示すように、水晶振動子２０は、セラミックス絶縁材料などからなるパッケージ２１であって、略中央に凹部２２が形成され、外底部に複数の外部端子２５ａ〜２５ｄが設けられたパッケージ２１を備えている。本実施形態では、平面視で略方形状のパッケージ２１外底部のコーナー部近傍に四つの外部端子２５ａ〜２５ｄが配設されている。パッケージ２１の凹部２２の凹底部分には、水晶振動片４０が接合される複数のマウント端子２７ａ，２７ｂが形成されている。
複数の外部端子２５ａ〜２５ｄのうち、マウント端子２７ａ，２７ｂと対応する外部端子とは、図示しないスルーホールなどの内部配線あるいは引き回し配線などにより接続されている。本実施形態では、マウント端子２７ａ，２７ｂと対応する外部端子２５ｃ，２５ｄとがそれぞれ接続され、外部端子２５ａ，２５ｂは電気的接続には寄与しない接合用の外部端子となっている。これらの電極端子および配線パターンは、一般に、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）等の金属配線材料をセラミックス絶縁材料上にスクリーン印刷して焼成し、その上にニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）などのめっきを施すことにより形成される。
【００２６】
平板状にカットされた水晶からなる水晶振動片４０の両主面には励振電極４１が形成されている（図１（ａ）において、水晶振動片４０の下面側の励振電極は、上面側の励振電極４１に隠れており図示されず）。水晶振動片４０の両主面それぞれの励振電極４１は、水晶振動片４０の長手方向の一端側に引き出され接続電極４５に接続されている。
水晶振動片４０は、パッケージ２１の凹部２２の凹底部分に設けられたマウント端子２７ａ，２７ｂにそれぞれ対応する接続電極４５が位置合わせされている。そして、各マウント端子２７ａ，２７ｂと対応する接続電極４５とのそれぞれに接触させて且つ覆うように塗布された導電性接着剤４９が固化されることにより電気的に接続されるとともに、片持ち支持された状態で接合されている。
【００２７】
パッケージ２１の上側には、例えば金属製のリッド２９が、鉄−ニッケル（Ｆｅ−Ｎｉ）合金等をフレーム状に型抜きして形成された図示しないシールリングを介してシーム溶接され、パッケージ２１内部に接合された水晶振動片４０が気密に封止されている。
別のリッド２９接合方法として、リッド２９を半田等の金属ろう材接合し、または、ガラス製のリッドを用いて、低融点ガラス等でパッケージ２１上面に接合することもできる。
【００２８】
〔回路基板〕
図１（ｂ），（ｃ）に示すように、回路基板１０は、下面側に複数の実装用端子１２ａ〜１２ｄを有する配線基板１１と、その配線基板１１の上面側に回路素子としてのＩＣ３０がボンディングワイヤ３９により接続されている。
ここで、回路基板１０の詳細な構成を、図２に沿って説明する。図２は、水晶発振器１の回路基板１０を説明する平面図である。
【００２９】
図２において、回路基板１０は、ガラスエポキシ樹脂などの絶縁材料からなる配線基板１１を有している。水晶発振器１の外底部となる配線基板１１の下面側には、外部実装基板（図示せず）と接続するための複数の実装用端子１２ａ〜１２ｄが配設されている。本実施形態では、平面視で略方形状の配線基板１１下面側のコーナー部近傍に四つの実装用端子１２ａ〜１２ｄが配設されている。
【００３０】
また、配線基板１１の上面側の略中央には、発振回路や温度補償回路あるいは発振回路の周波数や温度補償回路の補償値などを補正する補正回路等が集積されて回路が形成され主面（能動面）に複数の電極パッド３５が設けられた回路素子としてのＩＣ３０が、熱硬化性の接着剤であるダイアタッチ剤もしくはダイアタッチフィルム（図示せず）などにより、接着・固定されている。
また、配線基板１１上には、ＩＣ３０の複数の電極パッド３５と対応して接続されるＩＣ接続端子１７ａ〜１７ｆが形成されている。そして、ＩＣ３０の複数の電極パッド３５と対応するＩＣ接続端子１７ａ〜１７ｆとが、ボンディングワイヤ３９によりそれぞれ接続されている。
【００３１】
また、配線基板１１の上面側には、上記した水晶振動子２０の複数の外部端子２５ａ〜２５ｄと対応して接続される接続端子１５ａ〜１５ｄが、配線基板１１の下面側に配設された実装用端子１２ａ〜１２ｄと平面視で重ならない位置に配設されている。本実施形態では、接続端子１５ａ〜１５ｄが、配線基板１１下面側の各コーナー部に配設された実装用端子１２ａ〜１２ｄの、実装用端子１２ａ，１２ｂ間、実装用端子１２ｂ，１２ｄ間、実装用端子１２ｃ，１２ｄ間、実装用端子１２ａ，１２ｃ間それぞれの略中央の配線基板１１上面側に配置されている。
【００３２】
本実施形態の配線基板１１においては、上記した水晶振動子２０の外部端子２５ａ〜２５ｄのうち電気的接続に寄与する外部端子２５ｃ，２５ｄと接続される接続端子１５ｃ，１５ｄと、ＩＣ接続端子１７ｂ，１７ｅとのそれぞれが端子間配線を介して接続されている。また、ＩＣ接続端子１７ａ，１７ｃ，１７ｄ，１７ｆは、配線基板１１の下面側に設けられた実装用端子１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄのそれぞれと、図示しないスルーホールなどの内部配線あるいは引き回し配線などにより接続されている。
【００３３】
なお、図２において、各接続端子１５ａ〜１５ｄの略中央に図示された円形の二点鎖線である球状導体配置位置５０’は、水晶振動子２０の各外部端子２５ａ〜２５ｄと、対応する回路基板１０の配線基板１１の各接続端子１５ａ〜１５ｄとのそれぞれの接続に用いる後述する球状導体５０の配置位置を示している。
【００３４】
〔水晶発振器〕
次に、図１（ａ）〜（ｃ）に戻り、上記に説明した水晶振動子２０と回路基板１０とが接合されて形成される水晶発振器１の構造について詳細に説明する。
図１（ｂ）において、配線基板１１上にＩＣ３０がボンディングワイヤ３９により接続された回路基板１０の上方には、水晶振動子２０が接合されている。回路基板１０の配線基板１１上に形成された接続端子１５ａ，１５ｂと、水晶振動子２０の対応する外部端子２５ａ，２５ｂとは、接合部材としての球状導体５０を介して半田５９により接合されている。
同様に、図１（ｃ）に示す配線基板１１の接続端子１５ｃ，１５ｄと、水晶振動子２０の対応する外部端子２５ｃ，２５ｄとは、球状導体配置位置５０’に配置される球状導体を介して半田接合されている。上記したように、水晶振動子２０のマウント端子２７ａ，２７ｂと接続された外部端子２５ｃ，２５ｄと、回路基板１０の対応する接続端子１５ｃ，１５ｄとは、球状導体配置位置５０’に配置される球状導体を介して半田接合することにより電気的に接続されている。一方、上記した水晶振動子２０の外部端子２５ａ，２５ｂと回路基板の接続端子１５ａ，１５ｂとは電気的な接続はされず、接続端子１５ａ，１５ｂと対応する外部端子２５ａ，２５ｄとの球状導体を介した接合部分とともに、回路基板１０の上方に接合される水晶振動子２０を、球状導体による四点支持により姿勢を安定させて支持するのに寄与している。即ち、本実施形態の水晶振動子２０においては、外部端子２５ａ〜２５ｄの略中心を結んで形成される四角形の中心と、水晶振動子２０の重心とが概ね一致するように配設されているので、回路基板１０上において水晶振動子２０は四つの球状導体５０によりバランスよく安定して支持される。
【００３５】
次に、上記の水晶振動子２０と回路基板１０との接続部分について、図面にしたがって詳細に説明する。図３は、図１（ｂ）に示す水晶発振器１のうち、回路基板１０の接続端子１５ｂと水晶振動子２０の外部端子２５ｂとが球状導体５０を介して接続された部分を拡大して図示した部分断面図である。
【００３６】
図３において、水晶振動子２０の外部端子２５ｂと、回路基板１０の配線基板１１上に配設された接続端子１５ｂとは、球状導体５０を介して半田接合されている。球状導体５０は、コアとなる銅（Ｃｕ）などの球状金属５１の表面に、半田や錫（Ｓｎ）などの半田ぬれ性の良好な金属からなる金属膜５２がコーティングあるいはめっきすることにより形成される。
【００３７】
回路基板１０上に水晶振動子２０を接合する工程において、球状導体５０は、まず、接続端子１５ｂまたは外部端子２５ｂのいずれかに位置決めして仮固定される。球状導体５０の仮固定方法としては、接続端子１５ｂまたは外部端子２５ｂにフラックスを塗布し、球状導体５０を所定の位置に載置してから、金属膜５２の溶融温度以上の温度でリフローする方法などが適用可能である。そして、球状導体５０が仮固定された接続端子１５ｂまたは外部端子２５ｂのいずれかに所適量の半田ペーストを塗布し、回路基板１０と水晶振動子２０とを位置合わせしてからリフローすることにより、接続端子１５ｂと外部端子２５ｂとが、球状導体５０を介して半田接合される。
【００３８】
球状導体５０の金属膜５２は、リフロー時に溶融する半田ペーストの半田との親和性がよいことから球状金属５１への溶融半田のぬれ性を向上させる効果を奏する。そして、半田リフローの進行に伴って金属膜５２は溶融された半田ペーストの半田と融合され、半田ペーストの半田中の錫とともに球状導体５０の球状金属５１に拡散されて強固な半田接合がなされる。このことから、金属膜５２は、半田接合後の状態を示す図３においては仮想線（二点鎖線）で図示している。
【００３９】
以上説明した水晶振動子２０の接続端子１５ｂと外部端子２５ａとの球状導体５０を介した半田接合と同様の態様で、図１（ａ）〜（ｃ）に示す回路基板１０の各接続端子１５ａ，１５ｃ，１５ｄと、対応する水晶振動子２０の外部端子２５ａ，２５ｃ，２５ｄとは、それぞれ球状導体５０を介して半田接合される。
【００４０】
次に、上記実施形態の水晶発振器１の効果を述べる。
（１）上記実施形態の水晶発振器１は、回路基板１０の接続端子１５ａ〜１５ｄと、対応する水晶振動子２０の外部端子２５ａ〜２５ｄとを、球状導体５０を介して半田接合する構成において、外部端子２５ａ〜２５ｄを、回路基板１０の外底部に形成された実装用端子１２ａ〜１２ｄと平面視で重ならない位置に配設した。
これにより、水晶発振器１を表面実装法などにより外部実装基板に実装する際に、実装用端子に加わる半田接合の熱が、球状導体５０を介して接合された接続端子１５ａ〜１５ｄと対応する外部端子２５ａ〜２５ｄとの接合部分に伝導され難くなる。したがって、接続端子１５ａ〜１５ｄと対応する外部端子２５ａ〜２５ｄとの半田接合部の半田が再溶融して接続不良を引き起こしたり、半田が劣化して信頼性が低下するなどの不具合を防止することができるので、高信頼性を有する水晶発振器１を提供することができる。
【００４１】
（２）上記実施形態では、水晶振動子２０の四つの外部端子２５ａ〜２５ｄが、各外部端子２５ａ〜２５ｄの略中心を結んで形成される四角形の中心と水晶振動子２０の重心とが概ね一致するように配設した。
この構成により、回路基板１０上おいて、水晶振動子２０がその重心を中心とした四点でバランスよく均一に支持される。これにより、水晶発振器１組立時に、回路基板１０上に水晶振動子２０を球状導体５０介して半田接合する工程で、水晶振動子２０の姿勢を保つための特別な支持用治具等を用いなくても、回路基板１０と水晶振動子２０との平行度が保持された状態で半田接合することができる。したがって、水晶振動子２０の外部端子２５ａ〜２５ｄと回路基板１０の対応する接続端子１５ａ〜１５ｄとの球状導体５０を介した均一な接合が可能になるので、回路基板１０と水晶振動子２０との接続信頼性が良好な、高信頼性を有する水晶発振器１を提供することができる。
【００４２】
（３）上記実施形態では、回路基板１０と水晶振動子２０との半田接合部に介在させる接合部材として球状導体５０を用いる構成とした。
この構成によれば、球状導体５０は球形状を有しているので、回路基板１０の接続端子１５ａ〜１５ｄと、水晶振動子２０の対応する外部端子２５ａ〜２５ｄとを球状導体５０を介して半田接合した際に、各外部端子２５ａ〜２５ｂおよび接続端子１５ａ〜１５ｄと接合部材との接触部分が小さいので、各端子部に半田が多く行き渡り、良好なフィレットを形成して接合強度が向上する。また、半田接合時のセルフアライメント作用が働きやすいので、回路基板１０と水晶振動子２０との良好な半田接合を位置精度よく行うことができる。
【００４３】
（４）上記実施形態では、球状導体５０を介して接合された回路基板１０と水晶振動子２０とを、回路基板１０の外底部に形成された複数の実装用端子１２ａ〜１２ｄを外部に露出させた状態で封止樹脂１９により樹脂封止して水晶発振器１を形成した。
これにより、配線基板１１上にＩＣ３０が実装された回路基板１０、および回路基板１０と水晶振動子２０との球状導体５０を介した半田接合部が封止樹脂１９により封止されて保護されので、高信頼性を有する水晶発振器１を提供することができる。
【００４４】
以上、説明した上記実施形態の水晶発振器１では、水晶振動子２０の四つの外部端子２５ａ〜２５ｄが、各外部端子２５ａ〜２５ｄの略中心を結んで形成される四角形の中心と水晶振動子２０の重心とが概ね一致するように配設した。これに限らず、外部端子の数は複数であればよく、また、三つ以上の外部端子とした場合に、各外部端子の略中心を結んで形成される多角形が水晶振動子の重心を含むように配設すればよい。
【００４５】
（変形例１）
図４は、四つの外部端子を有する水晶振動子を備えた上記実施形態の水晶発振器の変形例を、その外部端子と対応する回路基板の配線基板の接続端子の配置として説明する平面図である。なお、本変形例では、回路基板上における水晶振動子の外部端子の配置を、対応する接続端子の配置によって説明するものであり、回路基板に接合される回路素子等は上記実施形態と同一構成として図示および説明を省略する。
【００４６】
図４に示す回路基板６０の配線基板６１の下面側には、平面視で略方形状の配線基板６１コーナー部近傍に四つの実装用端子６２ａ〜６２ｄが配設されている。配線基板６１の上面側には、配線基板６１の上方に接合される水晶振動子の外部端子と対応する四つの接続端子６５ａ〜６５ｄが、配線基板６１の下面側に配設された実装用端子６２ａ〜６２ｄと平面視で重ならない位置に配設されている。本変形例の接続端子６５ａ〜６５ｄは、配線基板６１の下面側の各コーナー部に配設された実装用端子６２ａ〜６２ｄの、実装用端子６２ａ，６２ｂ間と、実装用端子６２ｂ，６２ｃ間と、実装用端子６２ｃ，６２ｄ間と、実装用端子６２ａ，６２ｄ間それぞれの実装用端子６２ａ〜６２ｄと平面視で重ならない領域の配線基板６１の上面側に配置されている。
【００４７】
図中、各接続端子６５ａ〜６５ｄの中央に仮想線（二点鎖線）で図示された円形の球状導体配置位置５０’は、回路基板６０上に水晶振動子を半田接合する接合部に介在させる球状導体の設置位置を示している。また、図中の中心点６７ａ〜６７ｄは、各接続端子６５ａ〜６５ｄの各中心点を示している。すなわち、中心点６７ａ〜６７ｄは、回路基板６０の上方に接合される水晶振動子の、各接続端子６５ａ〜６５ｄと対応する外部端子の各中心点をも示している。回路基板６０において、四つの接続端子６５ａ〜６５ｄは、接続端子６５ａ〜６５ｄの各中心点６７ａ〜６７ｄを結んで形成される四角形の内側に、回路基板６０上に接合される水晶振動子の重心Ｇを含むように配置されている。
【００４８】
この構成によれば、回路基板６０上に球状導体を介して水晶振動子を接合する際に、水晶振動子の重心Ｇを囲む四点が球状導体５０により支持されるので、回路基板６０上において水晶振動子の姿勢が安定する。これにより、水晶発振器組立時の、回路基板６０上に水晶振動子を接合する工程で、水晶振動子の姿勢を保つための特別な支持用治具等を用いることなく、回路基板６０と水晶振動子との平行度が保持された状態で接合することができる。したがって、水晶振動子の複数の外部端子と対応する接続端子６５ａ〜６５ｄとの球状導体を介した均一な接合が可能になるので、回路基板６０と水晶振動子との接続信頼性が良好な、高信頼性を有する水晶発振器を提供することができる。
【００４９】
なお、本変形例で説明した回路基板６０の四つの接続端子６５ａ〜６５ｄの配置に限らず、回路基板６０上に球状導体を介して水晶振動子を四点支持する構成において、各接続端子の中心を結んで形成される四角形の内側に水晶振動子の重心があるように配設すればよい。例えば、四つの接続端子を、各接続端子の中心を結んだ四角形の内側に水晶振動子の重心があるように、回路基板の対向する２辺の各実装用端子間に二つずつ配設してもよい。これによれば、回路基板の配線基板上の接続端子が配置された２辺側と直交する他の２辺側に配線スペースが空くので、水晶発振器の高機能化のために回路素子を増設することなどが可能になる。
【００５０】
（変形例２）
上記実施形態および変形例１で説明した水晶発振器の、四つの外部端子と接続端子との球状導体を介した四点支持構造に限らず、複数の外部端子およびそれに対応する接続端子を有すればよい。
図５は、球状導体を介して接合される水晶振動子の外部端子と回路基板の対応する接続端子とが三つである場合の、三つの接続端子の配置を説明する回路基板７０の平面図である。なお、回路基板に接合される回路素子等は上記実施形態と同一構成として図示および説明を省略する。
図５に示す回路基板７０の配線基板７１の下面側には、平面視で略方形状の配線基板７１コーナー部近傍に四つの実装用端子７２ａ〜７２ｄが配設されている。また、配線基板７１の上面側には、球状導体配置位置５０’に配置される球状導体を介して回路基板７０の上方に接合される水晶振動子の外部端子と対応する三つの接続端子７５ａ〜７５ｃが、配線基板７１の下面側に配設された実装用端子７２ａ〜７２ｄと平面視で重ならない位置に配設されている。また、接続端子７５ａ〜７５ｃは、各接続端子７５ａ〜７５ｃの中心点７７ａ〜７７ｃを結んで形成される三角形が、回路基板７０の上方に接合される水晶振動子の重心Ｇを含むように配置されている。
【００５１】
この構成によれば、回路基板７０上に球状導体を介して水晶振動子を接合する際に、水晶振動子の重心Ｇを囲む三点が球状導体により三点支持にて支持されるので、回路基板６０上において水晶振動子の姿勢を安定させることができる。
【００５２】
（変形例３）
上記実施形態および変形例１、変形例２では、球状導体を介して接続される水晶振動子の外部端子と対応する回路基板の接続端子とを、水晶振動子の重心に対してバランスがとれるように三つ以上配置させ、水晶振動子が安定して支持されるようにした。これに限らず、球状導体を介して接続される外部端子および対応する接続端子は、実装用端子と平面視で重ならないように配置されていればよく、また複数であればよい。
本変形例では、球状導体を介して接続される外部端子と接続端子とが二つである水晶発振器を、回路基板の接続端子の配置により示した図面に沿って説明する。図６は、球状導体配置位置５０’に配置される球状導体を介して接合される水晶振動子の接続端子（図示せず）と対応する接続端子を二つ有する回路基板８０の平面図である。なお、回路基板に接合される回路素子等は上記実施形態と同一構成として図示および説明を省略する。
【００５３】
図６に示す回路基板８０の配線基板８１は、平面視で略方形状の配線基板８１裏面側にコーナー部近傍に四つの実装用端子８２ａ〜８２ｄが配設されている。また、配線基板８１の上面側には、配線基板８１上方に接合される水晶振動子の外部端子と対応し、球状導体配置位置５０’に配置される球状導体を介して接合される二つの接続端子８５ａ，８５ｂが、実装用端子８２ａ〜８２ｄと平面視で重ならない位置に配設されている。
【００５４】
このように、二つの接続端子８５ａ，８５ｂと対応する水晶振動子の外部端子とを、球状導体を介して接合する際には、球状導体と同じ高さを有するスペーサ治具等を用いて、水晶振動子の姿勢を安定させた状態で回路基板８０上に水晶振動子を位置決めし、半田接合を行えばよい。このとき、接続端子８５ａ，８５ｂの各中心点と、スペーサ治具の中心点とを結んで形成される多角形が、水晶振動子の重心を含むようにスペーサ治具を配置すればよい。このようにすれば、各接続端子８５ａ，８５ｂの球状導体配置位置５０’に配置される球状導体とスペーサ治具とにより、水晶振動子の姿勢を安定させるように支持して位置決めすることが可能になる。
【００５５】
以上、発明者によってなされた本発明の実施の形態およびその変形例について具体的に説明したが、本発明は上記した実施の形態およびその変形例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。
【００５６】
例えば、上記実施形態および変形例では、圧電振動片として水晶振動片４０を用いたが、これに限らない。水晶材料以外でも、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ3）や、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3）などの単結晶材、あるいは、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3）等の多結晶材（圧電セラミックス材）などの、厚みすべり振動モードを呈する他の圧電材料からなる圧電振動片を用いることも可能である。
【００５７】
また、上記実施形態および変形例では、水晶振動子２０と回路基板１０，６０，７０，８０とを接続する接合部材として、球状金属５１からなる球状導体５０を用いた。これに限らず、回路基板１０，６０，７０，８０に接合されるＩＣ３０などの回路素子のうち実装高さの最も高い部分が水晶振動子２０に接触しないように、回路基板１０，６０，７０，８０と水晶振動子２０との間に空隙を形成できて、且つ、半田接合ができる導体を少なくとも表面に有すれば、多角柱状あるいは円筒状等、球状以外の形状の接合部材を用いることも可能である。
【００５８】
また、上記実施形態および変形例では、圧電振動片として水晶振動片４０を用いた圧電振動子としての水晶振動子２０と、発振回路を有する回路素子としてのＩＣ３０を備えた回路基板１０，６０，７０，８０とにより構成される水晶発振器（圧電発振器）１について詳細に説明した。これに限らず、本発明は、圧電振動子としてのＳＡＷ共振子と回路基板とを接続して構成されるＳＡＷデバイス、ジャイロ振動片を備えたジャイロ素子と回路基板とを接続して形成されるジャイロセンサなど、他の圧電デバイスに適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】（ａ）は、本実施形態にかかる水晶発振器を説明する模式平面図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線断面図、（ｃ）は、底面側からみた水晶発振器の平面図。
【図２】本実施形態の回路基板を説明する平面図。
【図３】図１（ｂ）の回路基板と圧電振動子との接合部分を拡大して図示した部分断面図。
【図４】水晶発振器の変形例１を説明する回路基板の平面図。
【図５】水晶発振器の変形例２を説明する回路基板の平面図。
【図６】水晶発振器の変形例３を説明する回路基板の平面図。
【符号の説明】
【００６０】
１…圧電発振器としての水晶発振器、１０，６０，７０，８０…回路基板、１１，６１，７１，８１…配線基板、１２ａ〜１２ｄ，６２ａ〜６２ｄ，７２ａ〜７２ｄ、８２ａ〜８２ｄ…実装用端子、１５ａ〜１５ｄ，６５ａ〜６５ｄ，７５ａ〜７５ｃ，８５ａ，８５ｂ…接続端子、１９…封止樹脂、２０…圧電振動子としての水晶振動子、２１…パッケージ、２５ａ〜２５ｄ…外部端子、２７ａ，２７ｂ…マウント端子、２９’…リッド接合位置、２９…リッド、３０…回路素子としてのＩＣ、４０…圧電振動片としての水晶振動片、５０…接合部材としての球状導体、５９…半田、６７ａ〜６７ｄ，７７ａ〜７７ｃ…外部端子と対応する接続端子の中心点、Ｇ…圧電振動子としての水晶振動子の重心。
【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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