圧電デバイス

【課題】小型化を図ると共に、低廉な圧電デバイスを提供すること。
【解決手段】厚み方向の中央付近に配置された基板１２と、基板１２の上面に、基板１２
を底部にするようにして圧電振動片２０を収容するためのキャビティＳ１が形成された振
動子パッケージ２８と、基板１２の下面に配置され、圧電振動片２０と電気的に接続され
た電子部品とを備えた圧電デバイス１０であって、振動子パッケージ２８は、基板１２の
上面に空き領域１６，１６を形成するように配置され、この空き領域１６，１６に、圧電
振動片２０及び／又は電子部品と電気的に接続された複数の検査端子部１８，１８が設け
られている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板を間に挟んで配置された圧電振動片と電子部品とを備えた圧電デバイス
に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＨＤＤ（ハード・ディスク・ドライブ）、モバイルコンピュータ、あるいはＩＣカード
等の小型の情報機器や、携帯電話、自動車電話、またはページングシステム等の移動体通
信機器において、圧電デバイスが広く使用されている。
図６は、この圧電デバイスの従来例を示しており、圧電発振器１の概略縦断面図である
（例えば、特許文献１参照）。
この図の圧電発振器１は、厚み方向の中央付近に配置された基板２と、この基板２の上
面に接続された圧電振動片３と、基板２の下面に接続された半導体素子４とを備えている
。
【０００３】
圧電振動片３は、基板２を底部にするようにしてキャビティＳが形成された振動子パッ
ケージ５内に収容されており、基板２に設けられたビアホール７を通じて半導体素子４と
電気的に接続されている。
そして、半導体素子４は、基板２を引き回された電極パターン（図示せず）を介して、
外部に露出した端子８，８と接続され、樹脂封止されている。
【０００４】
このように、圧電発振器１は、圧電振動片３が収容されるキャビティＳと、半導体素子
４が配置された領域６とを区別して、圧電振動片３に不純物が付着して周波数特性が変動
することを防止している。そして、この基板２は、振動子パッケージ５の底部としても利
用され、さらに半導体素子４を接続するための基板としても利用されているため、圧電発
振器１の低背化を可能としている。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−７７９４２の公開特許公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、このような圧電発振器１は、その製造工程の中で、基板２に圧電振動片３及
び半導体素子４を接続した後に、プローブピンを端子８，８に当てて、その動作特性を検
査している。そして、その動作特性に問題があった場合、圧電振動片３の側に問題がある
のか、或いは半導体素子４の側に問題があるのか不明であるため、圧電振動片３あるいは
半導体素子４のいずれか一方だけに問題がある場合であっても、その両者３，４を廃棄せ
ざるを得ず、製造コストを下げられない要因となっていた。
【０００７】
本発明は、小型化を図ると共に、低廉な圧電デバイス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】
【０００８】
上述の目的は、第１の発明によれば、厚み方向の中央付近に配置された基板と、前記基
板の上面に配置され、前記基板を底部にするようにして前記圧電振動片を収容するための
キャビティが形成された振動子パッケージと、前記基板の下面に配置され、前記圧電振動
片と電気的に接続された電子部品とを備えた圧電デバイスであって、前記振動子パッケー
ジは、前記基板の上面に空き領域を形成するように配置され、この空き領域に、前記圧電
振動片及び／又は前記電子部品と電気的に接続された複数の検査端子部が設けられている
圧電デバイスにより達成される。
【０００９】
第１の発明の構成によれば、圧電デバイスは、厚み方向の中央付近に配置された基板と
、基板の上面に配置され、基板を底部にするようにして圧電振動片を収容するキャビティ
が形成された振動子パッケージと、基板の下面に配置された電子部品とを備えている。こ
のため、圧電振動片を収容するキャビティと電子部品を配置する領域とを区別するための
基板と、振動子パッケージの底部を構成する基板とを共通にすることができるので、圧電
デバイスを厚み方向に小型化できる。
そして、振動子パッケージは、基板の上面に空き領域を形成するように配置され、この
空き領域に、圧電振動片及び／又は電子部品と電気的に接続された複数の検査端子部が設
けられている。したがって、例えば、空き領域に圧電振動片と電気的に接続された検査端
子部を設けた場合には、基板に圧電振動片を接続して振動子パッケージを形成した後であ
って、電子部品を接続する前に、検査端子部にプローブピンを当てて、圧電振動片のみの
動作特性等を検査できる。また、この検査端子部は基板の上面に設けられているので、プ
ローブピンを容易に接触させやすく、プローブピンの接触不良などを防止できる。
かくして、本発明は、小型化を図ると共に、低廉な圧電デバイスを提供することができ
る。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明の構成において、前記基板は、水平方向の外形が略四角形で
あり、前記圧電振動片は、水平方向の外形が略四角形であるとともに、前記基板の中心付
近に配置されており、前記圧電振動片の側面に平行な中心軸と前記基板の対角線の一方と
がなす角度が略０度に設定されていることを特徴とする。
第２の発明の構成によれば、基板は水平方向の外形が略四角形であるため、対角線が最
も長い直線を有する部分である。そこで、この最も長い直線を有する対角線に対して、水
平方向の外形が略四角形である圧電振動片を、その側面に平行な中心軸の角度が略０度に
なるように設定するとともに、基板の中心付近に配置すれば、基板上で圧電振動片を大き
く形成することができる。したがって、この圧電振動片を大きくできる分だけ、基板を大
きくしなくても空き領域を形成でき、圧電デバイスを小型化できる。
【００１１】
第３の発明は、第１の発明の構成において、前記基板は、水平方向の外形が略四角形で
あり、前記圧電振動片は、水平方向の外形が略四角形であって、かつ、その側面と平行な
中心軸が前記基板の対角線上に配置されていることを特徴とする。
第３の発明の構成によれば、基板は水平方向の外形が略四角形であるため、対角線が最
も長い直線を有する部分である。そこで、この最も長い直線を有する対角線上に、水平方
向の外形が略四角形である圧電振動片の側面と平行な中心軸を配置すれば、基板上で圧電
振動片を大きく形成することができる。したがって、この圧電振動片を大きくできる分だ
け、基板を大きくしなくても空き領域を形成でき、圧電デバイスを小型化できる。
【００１２】
第４の発明は、第１の発明の構成において、前記基板は水平方向の外形が略四角形であ
り、前記圧電振動片は水平方向の外形が略円形であることを特徴とする。
第４の発明の構成によれば、圧電振動片は水平方向の外形が略円形であるため、水平方
向の外形が略四角形である基板上において、効率よく、基板の四隅に空き領域を形成しな
がら、圧電振動片を大きく形成することができる。したがって、圧電振動片を効率よく大
きく形成できる分だけ、基板の水平方向の外形を小型にしてもよく、圧電デバイスを小型
化できる。
【００１３】
第５の発明は、第１ないし第４の発明のいずれかの構成において、前記振動子パッケー
ジは、前記複数の検査端子部を互いに空間的に仕切るように配置されていることを特徴と
する。
第５の発明の構成によれば、振動子パッケージは、複数の検査端子部を互いに空間的に
仕切るように配置されている。したがって、圧電振動片または電子部品の動作特性を検査
するために、複数のプローブピンを複数の検査端子部に当接させる際、複数の検査端子部
は互いに空間的に仕切られているので、複数のプローブピンが互いに接触してしまうこと
を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１ないし図３は、本発明の圧電デバイスの例示として、圧電発振器１０の実施形態を
示しており、図１は圧電発振器１０の概略平面図、図２は図１のＡ−Ａ線概略断面図、図
３は図１のＢ−Ｂ線概略断面図である。尚、図１では、理解の便宜のため蓋体３４を透明
にして内部の構成を示している。
圧電発振器１０は、図２および図３に示されるように、基板１２と、この基板１２の上
面１２ａに配置された振動子パッケージ２８と、基板１２の下面１２ｂに配置された電子
部品３０とを備えている。
【００１５】
基板１２は、圧電発振器１０の厚み方向の中央付近に配置されて、振動子パッケージ２
８側と電子部品３０側とを区分けするための基板となり、さらに、振動子パッケージ２８
の底部を構成する基板となる。
この基板１２は、例えば、絶縁材料として、酸化アルミニウム質のセラミックグリーン
シートを成形して形成される複数の平板状の基板１３，１４，１５を積層した後、焼結し
て形成されている。すなわち、層構造の各層間を利用して、圧電発振器１０の各部品を電
気的に接続する複数の導電体が互いに接触しないように引き回されており、本実施形態の
場合、基板１２は三層１３，１４，１５から形成されている。
そして、基板１２は、電子部品３０の外形に対応して形成されており、本実施形態の電
子部品３０は、後述するように矩形状の半導体素子であるため、基板１２は水平方向の外
形が略四角形となっている。すなわち、本実施形態における水平方向とは実装面と平行な
方向であり、図１に示されるように、圧電発振器１０の厚み方向の上から下側に向かって
平面視した場合、基板１２の外形が略四角形となっている。
【００１６】
振動子パッケージ２８は、基板１２を底部にするようにして圧電振動片２０を収容する
ためのキャビティＳ１が形成され、基板１２の上面１２ａに配置されている。
すなわち、貫通孔３２ａを有する振動子パッケージ用の基板３２が、基板１２の最上層
の基板１３に積層されて上向きの開口部を有するキャビティＳ１が形成されるようになっ
ており、このキャビティＳ１内に圧電振動片２０が収容されている。
【００１７】
そして、図１および図２に示されるように、基板３２の開口部側の端面に蓋体３４が接
合され、キャビティＳ１が気密に封止されるようになっている。本実施形態では、水平方
向の外形が略四角形の板状の蓋体３４を、基板３２の開口端にロウ材３７で固定するよう
にしている。
この蓋体３４は、好ましくは、導体金属、例えば金属系のＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏの合金等を
用いて、各基板１２，３２内を引き回した導電体（図示せず）を介して、後述する電子部
品３０を通じてアース接地することで、シールド効果を持たせることができる。なお、こ
のように金属系の蓋体３４を用いる場合は、ロウ材３７にはコバール等でなるシームリン
グを使用できる。
【００１８】
圧電振動片２０は、基板１２の上面１２ａのキャビティＳ１に露出した領域に接続され
ている。すなわち、キャビティＳ１に露出した上面１２ａに、例えば、タングステンメタ
ライズ上にニッケルメッキ及び金メッキで形成した複数のマウント電極２６，２６が設け
られており、このマウント電極２６，２６の上に、シリコーン系あるいはエポキシ系等の
導電性接着剤３６，３６を用いて、圧電振動片２０が接続されている。
【００１９】
具体的には、圧電振動片２０は、例えば水晶で形成されており、水晶以外にもタンタル
酸リチウム、ニオブ酸リチウム等の圧電材料を利用することができる。本実施形態の場合
、圧電振動片２０は、水平方向の形状が略四角形であって、全体が略矩形状に形成された
所謂ＡＴカット振動片が利用されている。このため、振動子パッケージ２８およびキャビ
ティＳ１はこの圧電振動片２０の形状に対応させて、水平方向の形状が略四角形であり、
全体が略矩形状に形成されている。
そして、この圧電振動片２０の上下面の略中央部に、互いに異極となる励振電極２４が
形成され（下面の励振電極は図示せず）、この上下面の励振電極２４が幅方向の両端部に
引き出されて、互いに異極となる引出し電極２２，２２が形成され、この引出し電極２２
，２２の部分が、上述したマウント電極２６，２６と導電性接着剤３６，３６により接合
されている。なお、励振電極２４および引出し電極２２は、例えばクロムメッキによる下
地層（図示せず）の上に、金メッキをして形成されている。
【００２０】
電子部品３０は、圧電振動片２０と電気的に接続されており、本実施形態の場合、内部
に図示しない集積回路で形成した発振回路を収容した略矩形状の半導体素子である。
そして、電子部品３０は、図２に示すように、上述の圧電振動片２０が接続されたマウ
ント電極２６と、基板１２側の面に設けられた図示しない入出力端子とを、ビアホール４
０や基板１２の層構造を利用して電気的に接続して、少なくとも圧電振動片２０を発振さ
せるようになっている。また、電子部品３０の基板１２側の面には、電源電圧端子、グラ
ンド端子（図示せず）も設けられており、図３に示すように、これらの端子がビアホール
４６や基板１２の層構造を利用して、実装面に設けられた端子部４２，４２と電気的に接
続されている。なお、端子の数は電子部品３０の種類によりこれよりも多い場合も少ない
場合もあるのは勿論である。
【００２１】
この電子部品３０は、基板１２の下面１２ｂ、すなわち圧電振動片２０側と反対側の面
にバンプ等を利用して接続されている。具体的には、基板１２の最下層の基板１５の実装
面側に、貫通孔３９ａを有する基板３９を積層することで形成された下向きの凹状の空間
に、電子部品３０を収容した後、樹脂３３で封止されている。
【００２２】
ここで、圧電発振器１０については、図１および図３に示すように、振動子パッケージ
２８は、基板１２の上面１２ａに空き領域１６を形成するように配置されている。
本実施形態の場合、上述のように基板１２は水平方向の外形が略四角形であり、圧電振
動片２０も水平方向の外形が略四角形であるため、図１に示すように、圧電振動片２０は
、基板１２の中心付近に配置されており、圧電振動片２０の側面２０ａに平行な中心軸Ｌ
２と基板１２の対角線Ｌ１とがなす角度が略０度に設定されるようにして、基板１２の四
隅部に複数の空き領域１６，１６，１６，１６を形成するようにしている。
【００２３】
より好ましくは、圧電振動片２０の水平方向の中心Ｏ１を通り、側面２０ａと平行な中
心軸Ｌ２を基板１２の対角線Ｌ１上に配置して、基板１２の四隅部に複数の空き領域１６
，１６，１６，１６を形成するようにしている。具体的には、水平方向について、圧電振
動片２０の中心部Ｏ１と基板１２の中心部Ｏ２とを合わせて、圧電振動片２０の側面２０
ａが対角線Ｌ１に沿うように傾けて配置している。このように、基板１２の最も長い直線
を有する対角線Ｌ１に沿うように圧電振動片２０を配置し、かつ、圧電振動片２０の中心
部Ｏ１と基板１２の中心部Ｏ２とを合わせることで、圧電振動片２０を基板１２上からは
み出させることなく大きく形成している。したがって、この圧電振動片２０を大きくでき
る分だけ、基板１２を大きくしなくても空き領域１６を形成でき、水平方向の小型化が図
れる。
【００２４】
そして、この複数の空き領域１６，１６，１６，１６のうち、図１において下側の２箇
所（すなわち、マウント電極２６，２６に近い領域）の空き領域１６，１６のそれぞれに
、圧電振動片２０及び／又は電子部品３０と電気的に接続された検査端子部１８，１８が
設けられている。
この検査端子部１８，１８は、少なくとも、圧電振動片２０あるいは電子部品３０のい
ずれか一方のみの動作特性等を検査できるようにするための端子であるが、製造工程によ
っては、圧電振動片２０だけを検査したい場合も、電子部品３０だけを検査したい場合も
あるため、本実施形態の場合、検査端子部１８，１８は圧電振動片２０および電子部品３
０の双方と電気的に接続されている。
【００２５】
すなわち、図１に示されるように、複数の検査端子部１８，１８は、基板１２の同じ上
面１２ａに設けられたマウント電極２６，２６のそれぞれと、電極パターン１９，１９を
通じて電気的に接続されている。また、図３に示されるように、複数の検査端子部１８，
１８は、基板１２のビアホール４４，４４や層構造を利用して、電子部品３０の図示しな
い検査用端子とも電気的に接続されている。
【００２６】
そして、この圧電発振器１０を製造する際は、次のように行なう。すなわち、基板１２
の各基板１３，１４，１５に上述したビアホール４０，４４，４６を形成し、また、マウ
ント電極２６，２６、検査端子部１８，１８および電極パターン１９，１９等を形成する
ための導電パターンをペーストし、これらの各基板１３，１４，１５と振動子パッケージ
用の基板３２と電子部品３０を収容するための基板３９とを積層した後、焼結して全体の
パッケージを形成する。
【００２７】
次に、圧電振動片２０の引出し電極２２，２２の部分をマウント電極２６，２６に接続
してから、蓋体３４でキャビティＳ１を密封し、そして、基板１２の下面１２ｂに電子部
品３０を接続する前に、図３に示すように、プローブピンＰ，Ｐを検査端子部１８，１８
に接触させて、圧電振動片２０のみの動作検査を行なう。
あるいは、圧電振動片２０を基板１２に接続する前に、電子部品３０を基板１２の下面
１２ｂに接続して、プローブピンＰ，Ｐを検査端子部１８，１８に接触させて、電子部品
３０のみの動作検査を行なうようにしてもよい。
このように、本実施形態の検査端子部１８，１８は、圧電振動片２０あるいは電子部品
３０のうち、いずれか一方を接続した後にプローブピンを接触させて、その一方の検査を
行い、その後、いずれか他方を接続するようにしている。そして、その検査対象となる一
方の部品は圧電振動片２０であっても電子部品３０であっても構わない。
【００２８】
なお、本実施形態の場合、振動子パッケージ２８は、図１に示されるように、複数の検
査端子部１８，１８を互いに空間的に仕切るように配置されている。すなわち、複数の検
査端子部１８，１８は、それぞれ異極となるマウント電極２６，２６と電気的に接続され
ているため、検査端子部１８，１８に接触させる２本のプローブピンが互いに接触してし
まわないように、一方の検査端子部１８と他方の検査端子部１８との間に、振動子パッケ
ージ２８を配置して空間的に仕切っている。
【００２９】
本発明の実施形態は以上のように構成されており、振動子パッケージ２８は基板１２の
上面１２ａに空き領域１６，１６を形成するように配置され、この空き領域１６，１６に
、圧電振動片２０及び／又は電子部品３０と電気的に接続された複数の検査端子部１８，
１８が設けられている。したがって、例えば、空き領域に圧電振動片２０と電気的に接続
された検査端子部１８を設けた場合には、基板１２に圧電振動片２０を接続して振動子パ
ッケージ２８を形成した後であって、電子部品３０を接続する前に、検査端子部１８，１
８にプローブピンを当てて、圧電振動片２０のみの動作特性等を検査できる。また、この
検査端子部１８，１８は基板１２の上面１２ａに設けられているので、プローブピンを容
易に接触させやすく、プローブピンの接触不良などを防止できる。
【００３０】
図４および図５は、本発明の実施形態の変形例であって、図４は圧電発振器５０の概略
平面図、図５は図４のＣ−Ｃ線切断断面図である。なお、図４の平行斜線の部分は理解の
便宜のために各電極部分を示したものであり、断面を表すものではない。
これらの図において、図１ないし図３の実施形態で用いた符号と同一の符号を付した箇
所は共通する構成であるから、重複した説明は省略し、以下、相違点を中心に説明する。
この圧電発振器５０が、図１ないし図３の圧電発振器１０と異なるのは、圧電振動片５６
および振動子パッケージ５１の形状についてのみである。
【００３１】
すなわち、本変形例の圧電振動片５６は、図４に示すように、水平方向の外形が略円形
となっている。具体的には、圧電振動片５６は、外形が略円形であり、その中央付近に一
回り小さな略円形の励振電極５８が上下面に形成されている（下面の励振電極は図示せず
）。また、上面の励振電極５８は図４の左端部に形成された引出し電極５９と接続され、
下面の励振電極（図示せず）は図４の右端部に形成された引出し電極５９と接続され、左
右両端の引出し電極５９，５９は互いに異極となっている。
そして、この圧電振動片５６は、水平方向について、その中心部Ｏ３と基板１２の中心
部Ｏ２とを合わせて、基板１２からはみ出さないように配置されている。
【００３２】
また、振動子パッケージ５１およびそのキャビティＳ１は、この略円形の圧電振動片５
６に対応して略円形となっており、振動子パッケージ５１およびキャビティＳ１と圧電振
動片５６は同心円となっている。すなわち、振動子パッケージ５１を構成する基板５２お
よび蓋体５４なども略円形であり、圧電振動片５６と同心円となっている。なお、振動子
パッケージ５１は、その形状のみが図１ないし図３で示した振動子パッケージ２８と異な
り、その他の点は振動子パッケージ２８と同様である。
【００３３】
本発明の実施形態の変形例は以上のように構成され、圧電振動片５６の水平方向の外形
を略円形にすることによって、水平方向の外形が略四角形である基板１２上において、効
率よく、基板１２の四隅に空き領域１６を形成しながら、圧電振動片５６を大きく形成す
ることができる。したがって、圧電振動片５６を効率よく大きく形成できる分だけ、基板
１２の水平方向の外形を小型にしてもよく、圧電発振器５０を小型化できる。
【００３４】
本発明は上述の実施形態に限定されない。各実施形態や各変形例の各構成はこれらを適
宜組み合わせたり、省略し、図示しない他の構成と組み合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の圧電デバイスの例示として、圧電発振器の概略平面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線概略断面図。
【図３】図１のＢ−Ｂ線概略断面図。
【図４】本発明の実施形態の変形例であって、圧電発振器の概略平面図。
【図５】図４のＣ−Ｃ線切断断面図。
【図６】圧電デバイスの従来例を示しており、圧電発振器の概略縦断面図。
【符号の説明】
【００３６】
１０，５０・・・圧電デバイス（圧電発振器）、１２・・・基板、１６・・・空き領域、
１８・・・検査端子部、２０，５６・・・圧電振動片、２６・・・マウント電極、２８，
５１・・・振動子パッケージ、３０・・・電子部品、Ｓ１・・・キャビティ

【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚み方向の中央付近に配置された基板と、
前記基板の上面に配置され、前記基板を底部にするようにして前記圧電振動片を収容す
るためのキャビティが形成された振動子パッケージと、
前記基板の下面に配置され、前記圧電振動片と電気的に接続された電子部品と
を備えた圧電デバイスであって、
前記振動子パッケージは、前記基板の上面に空き領域を形成するように配置され、
この空き領域に、前記圧電振動片及び／又は前記電子部品と電気的に接続された複数の
検査端子部が設けられている
ことを特徴とする圧電デバイス。
【請求項２】
前記基板は、水平方向の外形が略四角形であり、
前記圧電振動片は、水平方向の外形が略四角形であるとともに、前記基板の中心付近に
配置されており、
前記圧電振動片の側面に平行な中心軸と前記基板の対角線の一方とがなす角度が略０度
に設定されている
ことを特徴とする請求項１に記載の圧電デバイス。
【請求項３】
前記基板は、水平方向の外形が略四角形であり、
前記圧電振動片は、水平方向の外形が略四角形であって、かつ、その側面と平行な中心
軸が前記基板の対角線上に配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載の圧電デバイス。
【請求項４】
前記基板は水平方向の外形が略四角形であり、前記圧電振動片は水平方向の外形が略円
形である
ことを特徴とする請求項１に記載の圧電デバイス。
【請求項５】
前記振動子パッケージは、前記複数の検査端子部を互いに空間的に仕切るように配置さ
れている
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の圧電デバイス。

【図１】