説明

圧電デバイス

【課題】 圧電デバイスが小型化された場合にも、圧電振動素子測定用端子に測定用プローブを当てることができ、安定して圧電振動素子を測定することができる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、第1および第2の主面を有している素子搭載部材と、素子搭載部材の前記第1の主面上に設けられた集積回路素子と、集積回路素子上に設けられた圧電振動素子と、集積回路素子および圧電振動素子を覆うように素子搭載部材に固定された蓋部材と、前記素子搭載部材の第2の主面に設けられた圧電振動素子測定用端子と、集積回路素子内に設けられており、圧電振動素子に電気的に接続されている第1の接続導体と、素子搭載部材内に設けられており、第1の接続導体および圧電振動素子測定用端子に電気的に接続されている第2の接続導体とを備えていることを特徴とするものである。

【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、集積回路素子および蓋部材によって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)。
【0003】
素子搭載部材は、基板部と第1の枠部と第2の枠部とで構成されている。基板部の主面に第1の枠部が設けられていることによって第1の凹部空間が形成されており、第1の枠部上に第1の枠部よりも壁の厚みが小さい第2の枠部が設けられていることによって第2の凹部空間が形成されている。第2の凹部空間に露出されている第1の枠部の上面には、一対の圧電振動素子搭載パッドが設けられている。第1の凹部空間に露出されている基板部の第1の主面には、集積回路素子搭載パッドが設けられている。基板部の第2の主面の4隅には、外部接続用電極端子が設けられている。素子搭載部材の第1の枠部および第2の枠部の外側側面には、圧電振動素子に電気的に接続されている圧電振動素子測定用端子が設けられている。
【0004】
圧電振動素子は、圧電振動素子搭載パッド上に搭載されており、導電性接着剤を介して圧電振動素子搭載パッドに電気的に接続されている一対の励振用電極を有している。
【0005】
集積回路素子は、集積回路素子搭載パッド上に搭載されており、導電性接合材を介して集積回路素子に電気的に接続されている。
【0006】
圧電振動素子を囲繞する素子搭載部材の第2の枠部の頂面には、圧電振動素子および集積回路素子を覆うように金属製の蓋部材が固定されている。金属製の蓋部材によって第1の凹部空間および第2の凹部空間が気密封止されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開2003−101348号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかしながら、従来の圧電デバイスにおいては、小型化に伴い、素子搭載部材の第1の枠部および第2の枠部の外側側面の面積が小さくなり、素子搭載部材の第1の枠部および第2の枠部の外側側面に設けられている圧電振動素子測定用端子も小さくなり、圧電振動素子を測定するための測定用プローブを当てることが困難であった。そのため、安定して圧電振動素子の発振周波数を測定することができないといった課題があった。
【0009】
本発明は前記課題に鑑みてなされたものであり、圧電デバイスが小型化された場合にも圧電振動素子測定用端子に測定用プローブを当てることができ、安定して圧電振動素子を測定することができる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】
【0010】
本発明の圧電デバイスは、第1および第2の主面を有している素子搭載部材と、素子搭載部材の前記第1の主面上に設けられた集積回路素子と、集積回路素子上に設けられた圧電振動素子と、集積回路素子および前記圧電振動素子を覆うように前記素子搭載部材に固定された蓋部材と、素子搭載部材の第2の主面に設けられた圧電振動素子測定用端子と、集積回路素子内に設けられており、前記圧電振動素子に電気的に接続されている第1の接続導体と、素子搭載部材内に設けられており、前記第1の接続導体および前記圧電振動素子測定用端子に電気的に接続されている第2の接続導体とを備えていることを特徴とするものである。
【0011】
また、前記圧電振動素子測定用端子は、前記素子搭載部材の第2の主面に有している凹部空間内に設けられていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【0012】
本発明の圧電デバイスによれば、第1および第2の主面を有している素子搭載部材と、素子搭載部材の前記第1の主面上に設けられた集積回路素子と、集積回路素子上に設けられた圧電振動素子と、集積回路素子および前記圧電振動素子を覆うように前記素子搭載部材に固定された蓋部材と、素子搭載部材の第2の主面に設けられた圧電振動素子測定用端子と、集積回路素子内に設けられており、前記圧電振動素子に電気的に接続されている第1の接続導体と、素子搭載部材内に設けられており、前記第1の接続導体および前記圧電振動素子測定用端子に電気的に接続されている第2の接続導体とを備えていることにより、測定プローブを確実に圧電振動素子測定用端子に当てることができるので、安定して圧電振動素子を測定することができる。
【0013】
また、前記圧電振動素子測定用端子は、圧電振動素子測定用端子が凹部空間内に設けられていることによって、圧電振動素子に電気的に直接接続されている圧電振動素子測定用端子に例えば外部接続用電極端子に設けられる導電性接合材の一部が付着して圧電振動素子の振動特性を低下させる可能性を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【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】図1のA−A断面図である。
【図3】本発明の第2の実施形態に係る圧電デバイスを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
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。また、図示した寸法も一部誇張して示している。
【0016】
(第1の実施形態)
本実施形態において、圧電デバイスの一例として、圧電発振器について説明する。図1及び図2に示すように、本発明の第1の実施形態に係る圧電発振器100は、素子搭載部材110と圧電振動素子120と蓋部材130と集積回路素子140とで主に構成されている。この圧電発振器100は、素子搭載部材110に集積回路素子140が搭載され、集積回路素子140の主面に圧電振動素子120が搭載され、凹部K1(図2参照)を有する蓋部材130により圧電振動素子120と集積回路素子140とが気密封止された構造となっている。
【0017】
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、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と後述する素子搭載部材110の主面に形成されている後述する圧電振動素子搭載パッド141とを、導電性接着剤DS(図2参照)を介して電気的且つ機械的に接続することによって搭載される。
【0018】
集積回路素子140は、図1及び図2に示すように、後述する素子搭載部材110の第1の主面上に設けられている。つまり、集積回路素子140は、第1の主面に圧電振動素子120を搭載するための圧電振動素子搭載パッド141が設けられ、第2の主面に後述する素子搭載部材110の集積回路素子搭載パッド111に電気的に接続するための素子搭載部材用接続端子142が設けられている。一対の圧電振動素子搭載パッド111は、集積回路素子140内部に設けられた第1の接続導体143を介して素子搭載部材用接続端子142のうちの2つの端子とそれぞれ電気的に接続されている。
【0019】
また、集積回路素子140は、回路形成面に圧電振動素子120からの発振出力を生成する発振回路等が設けられており、この発振回路で生成された出力信号は外部接続用電極端子Gを介して圧電発振器100の外へ出力され、例えば、クロック信号等の基準信号として利用される。また、集積回路素子140には、可変容量素子に周囲温度に応じた制御電圧を印加して温度変化による発振回路の発振周波数の変動を補償するため、3次関数発生回路及び記憶素子部により温度補償回路部が設けられており、3次関数発生回路には、温度センサが接続されている。
【0020】
この温度センサは、検出した温度と、温度センサに印加させる電圧値とに基づいて生成される温度データ信号(電圧値)が3次関数発生回路に出力される構成となっている。集積回路素子140は、図4に示すように、素子搭載部材110の第1の主面に設けられた集積回路素子搭載パッド111に半田等の導電性接合材HDを介して搭載されている。
【0021】
図1及び図2に示すように、素子搭載部材110は、第1および第2の主面を有しており、第2の主面が凹部空間K2を有している。素子搭載部材110の第1の主面には、集積回路素子搭載パッド111が設けられ、第2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。また、素子搭載部材110の第2の主面には、凹部空間K2が設けられ、その凹部空間K2内には、圧電振動素子測定用端子113が設けられている。素子搭載部材110の第1の主面の中央部を囲繞するように周辺部に設けられた封止用導体パターン112と後述する蓋部材130の封止部材131とが接合される。集積回路素子搭載パッド111の内のいずれか2つは、素子搭載部材110の凹部空間K2内に設けられている圧電振動素子測定用端子113と第2の接続導体114を介して接続している。
【0022】
集積回路素子140の素子搭載部材用接続端子142は、素子搭載部材110の第1の主面に設けられた集積回路素子搭載パッド111と半田等の導電性接合材HDを介して電気的に接続されている。よって、一対の圧電振動素子搭載パッド141は、集積回路素子140内部に設けられている第1の接続導体143と素子搭載部材110に設けられている第2の接続導体114とを介して、圧電振動素子測定用端子113と接続されている。つまり、圧電振動素子120は圧電振動素子搭載パッド141に搭載することで、集積回路素子140内部に設けられている第1の接続導体143と素子搭載部材110に設けられている第2の接続導体114とを介して、圧電振動素子測定用端子113と電気的に接続されることになる。よって、圧電振動素子測定用端子113に測定用プローブ(図示せず)を当てることで、圧電振動素子120の周波数特性を測定することができる。
【0023】
蓋部材130は、図2に示すように、集積回路素子140および圧電振動素子120を覆うように素子搭載部材110に固定されている。また、蓋部材130は、蓋本体部130aと壁部130bと鍔部130cと封止部材131から主に構成されており、圧電振動素子120と集積回路素子140とを内包できるように、蓋本体部130aと壁部130bにより凹部K1が形成されている。蓋部材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。また、蓋部材130の鍔部130cには、環状の封止部材131が設けられている。封止部材131は、例えば、銀ろう材(Ag−Cu)等からなる。具体的には、蓋部材130は、素子搭載部材110の封止用導体パターン112上に載置され、蓋部材130の鍔部130cに設けられている封止部材131と封止用導体パターン112とが固定される。
【0024】
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、例えばアルミニウム(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。
【0025】
本発明の第1の実施形態に係る圧電デバイス100によれば、第1および第2の主面を有している素子搭載部材110と、素子搭載部材110の第1の主面上に設けられた集積回路素子140と、集積回路素子140上に設けられた圧電振動素子120と、集積回路素子140および圧電振動素子120を覆うように素子搭載部材110に接合された蓋部材130と、素子搭載部材110の第2の主面に設けられた圧電振動素子測定用端子113と、集積回路素子140内に設けられており、圧電振動素子120に電気的に接続されている第1の接続導体143と、素子搭載部材110内に設けられており、第1の接続導体143および圧電振動素子測定用端子113に電気的に接続されている第2の接続導体114とを備えていることにより、測定プローブ(図示せず)を確実に圧電振動素子測定用端子113に当てることができるので、安定して圧電振動素子120を測定することができる。
【0026】
本発明の第1の実施形態に係る圧電デバイス100によれば、圧電振動素子測定用端子113が凹部空間K2内に設けられていることによって、圧電振動素子120に電気的に直接接続されている圧電振動素子測定用端子113に例えば外部接続用電極端子Gに設けられる導電性接合材の一部が付着して圧電振動素子120の振動特性を低下させる可能性が低減されている。
【0027】
また、本発明の第1の実施形態に係る圧電デバイス100によれば、素子搭載部材110の第1の主面上に設けられた集積回路素子140と、集積回路素子140上に設けられた圧電振動素子120と、集積回路素子140および圧電振動素子120を覆うように素子搭載部材に接合された蓋部材130と、を備えていることによって、素子搭載部材において枠部のない構造となっており、小型化に伴う枠部における強度の低下という技術的課題を解決できる。
【0028】
(第2の実施形態)
次に本発明の第2の実施形態に係る圧電デバイスについて説明する。本実施形態における圧電デバイスの一例として、圧電発振器について説明する。本発明の第2の実施形態に係る圧電発振器200は、素子搭載部材210の第2の主面に2つの凹部空間K2が設けられており、2つの凹部空間K2に圧電振動素子測定用端子213が1つずつ設けられている点で第1の実施形態と異なる。
【0029】
図3に示すように、素子搭載部材210は、第1および第2の主面を有しており、前記第2の主面が凹部空間K2を有している。素子搭載部材210の第1の主面には、集積回路素子搭載パッド211が設けられ、第2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。また、素子搭載部材210の第2の主面には、2つの凹部空間K2が設けられ、その2つの凹部空間K2内には、圧電振動素子測定用端子213が1つずつ設けられている。素子搭載部材210の第1の主面の中央部を囲繞するように周辺部に設けられた封止用導体パターン212と後述する蓋部材130の封止部材131とが接合される。集積回路素子搭載パッド211の内のいずれか2つは、素子搭載部材210の2つの凹部空間K2内に設けられている圧電振動素子測定用端子213と第2の接続導体214を介して接続している。
【0030】
図3に示すように、集積回路素子140の素子搭載部材用接続端子142は、素子搭載部材210の第1の主面に設けられた集積回路素子搭載パッド211と半田等の導電性接合材HDを介して電気的に接続されている。よって、一対の圧電振動素子搭載パッド211は、集積回路素子140内部に設けられている第1の接続導体143と素子搭載部材210に設けられている第2の接続導体214とを介して、2つの凹部空間K2内に1つずつ設けられている圧電振動素子測定用端子213と接続されている。よって、圧電振動素子測定用端子213に測定用プローブ(図示せず)を当てることで、圧電振動素子120の周波数特性を測定することができる。
【0031】
このように本発明の第2の実施形態に係る圧電発振器200を構成しても、第1の実施形態と同様の効果を奏する。
【0032】
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】
【0033】
110、210・・・素子搭載部材
111、211・・・集積回路素子搭載パッド
112、212・・・封止用導体パターン
113、213・・・圧電振動素子測定用端子
114、214・・・第2の接続導体
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・・・蓋部材
130a・・・蓋本体部
130b・・・壁部
130c・・・鍔部
131・・・封止部材
140・・・集積回路素子
141・・・圧電振動素子搭載パッド
142・・・素子搭載部材用接続端子
143・・・第1の接続導体
100・・・圧電デバイス
DS・・・導電性接着剤
HD・・・導電性接合材
K1・・・凹部
K2・・・凹部空間
G・・・外部接続用電極端子

【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1および第2の主面を有している素子搭載部材と、
前記素子搭載部材の前記第1の主面上に設けられた集積回路素子と、
前記集積回路素子上に設けられた圧電振動素子と、
前記集積回路素子および前記圧電振動素子を覆うように前記素子搭載部材に固定された蓋部材と、
前記集積回路素子内に設けられており、前記圧電振動素子に電気的に接続されている第1の接続導体と、
前記素子搭載部材の第2の主面に設けられた圧電振動素子測定用端子と、
前記素子搭載部材内に設けられており、前記第1の接続導体および前記圧電振動素子測定用端子に電気的に接続されている第2の接続導体とを備えていることを特徴とする圧電デバイス。
【請求項2】
前記圧電振動素子測定用端子は、前記素子搭載部材の第2の主面に有している凹部空間内に設けられていることを特徴とする請求項1記載の圧電デバイス。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate