圧電デバイス
【課題】サーミスタ電極に外部からのノイズが重畳することを低減し、温度情報の差異を抑え、発振周波数の変動を低減させた圧電デバイスを提供する。
【解決手段】圧電デバイスは、素子搭載部材１１０と、素子搭載部材１１０に搭載されており励振用電極１２２を有している圧電振動素子１２０と、素子搭載部材１１０の内部に設けられているサーミスタ電極１４０とを備えている。サーミスタ電極１４０の全体が、平面透視において圧電振動素子１２０の励振用電極１２２と重なっている。
【解決手段】圧電デバイスは、素子搭載部材１１０と、素子搭載部材１１０に搭載されており励振用電極１２２を有している圧電振動素子１２０と、素子搭載部材１１０の内部に設けられているサーミスタ電極１４０とを備えている。サーミスタ電極１４０の全体が、平面透視において圧電振動素子１２０の励振用電極１２２と重なっている。
【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、サーミスタ電極、及び蓋体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）。素子搭載部材は、基板部と枠部とで構成されている。基板部の主面に枠部が設けられていることによって、凹部空間が形成されている。凹部空間に露出されている基板部の第１の主面には、一対の圧電振動素子搭載パッドが設けられている。また、基板部の第２の主面の四隅には、外部接続用電極端子が設けられている。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た一対の励振用電極を表裏主面に有している。圧電振動素子を囲繞する素子搭載部材の枠部の頂面には圧電振動素子を覆うように金属製の蓋体が接合されている。金属製の蓋体によって凹部空間が気密封止されている。
【０００３】
圧電振動素子は、水晶素板に励振用電極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を介して水晶素板に印加されると、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。励振用電極は、水晶素板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は、その両主面に被着されている励振用電極から延出された引き出し電極が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且つ機械的に接続されることによって凹部空間に搭載されている。
【０００４】
また、素子搭載部材の基板部の内部には、サーミスタ電極が設けられている場合がある。サーミスタ電極の抵抗値が、外部接続用電極端子を介して圧電デバイスの外部において測定される。この抵抗値を電圧に換算して、電圧および温度の関係から温度情報を得ることができる。例えば、電子機器等のメインＩＣ内でサーミスタ電極の抵抗値を温度情報に換算することができる。このような圧電デバイスは、パワーアンプ等の他の半導体部品や電子部品と共に電子機器を構成するマザーボードに搭載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−７７６２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の圧電デバイスにおいては、素子搭載部材の基板部の内部に設けられているサーミスタ電極に、電子機器を構成するパワーアンプ等の他の半導体部品や電子部品からのノイズが重畳し、正確なサーミスタ電極の値を測定することができないといった課題があった。サーミスタ電極の抵抗値が異なってしまうことで、サーミスタ電極の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。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、サーミスタ電極に電子機器を構成するパワーアンプ等の他の半導体部品や電子部品からのノイズが重畳することを低減し、温度情報の差異を抑え、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】
本発明の一つの態様によれば、圧電デバイスは、素子搭載部材と、素子搭載部材に搭載されており励振用電極を有している圧電振動素子と、素子搭載部材の内部に設けられているサーミスタ電極とを備えている。サーミスタ電極の全体が、平面透視において圧電振動素子の励振用電極と重なっている。
【０００９】
本発明の他の態様によれば、圧電デバイスは、素子搭載部材と、素子搭載部材に搭載されており励振用電極を有している圧電振動素子と、素子搭載部材と圧電振動素子との間に設けられるように素子搭載部材の表面に形成されたサーミスタ電極とを備えている。サーミスタ電極の全体が、平面透視において圧電振動素子の励振用電極と重なっている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一つの態様による圧電デバイスには、素子搭載部材の内部に設けられているサーミスタ電極を備えており、サーミスタ電極の全体が平面透視において圧電振動素子の励振用電極と重なっていることによって、励振用電極によってサーミスタ電極を保護するため、従来の圧電デバイスに比べてサーミスタ電極に電子機器を構成するパワーアンプ等の他の半導体部品や電子部品からのノイズが重畳することを低減し、より正確なサーミスタ電極の抵抗値を測定することができる。したがって、サーミスタ電極の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を低減することが可能となる。
【００１１】
本発明の他の態様による圧電デバイスは、素子搭載部材と圧電振動素子との間に設けられるように素子搭載部材の表面に形成されたサーミスタ電極を備えており、サーミスタ電極の全体が平面透視において圧電振動素子の励振用電極と重なっていることによって、励振用電極によってサーミスタ電極を保護するため、従来の圧電デバイスに比べてサーミスタ電極に電子機器を構成するパワーアンプ等の他の半導体部品や電子部品からのノイズが重畳することを低減し、より正確なサーミスタ電極の抵抗値を測定することができる。したがって、サーミスタ電極の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を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態における圧電デバイスを示す分解斜視図である。
【図２】図１に示された圧電デバイスのＡ−Ａにおける縦断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態における圧電デバイスを圧電振動素子搭載側からみた平面透視図である。
【図４】（ａ）は、本発明の第１の実施形態における圧電デバイスを構成する素子搭載部材の第１の主面からみた平面透視図であり、（ｂ）は、本発明の第１の実施形態における圧電デバイスを構成する素子搭載部材の基板部の第１の主面からみた平面透視図であり、（ｃ）は、本発明の第１の実施形態における圧電デバイスを構成する素子搭載部材の内層の第１の主面からみた平面透視図である。
【図５】（ａ）は、本発明の第１の実施形態における圧電デバイスを構成する素子搭載部材の基板部の第１の主面からみた平面透視図であり、（ｂ）は、本発明の第１の実施形態における圧電デバイスを構成する素子搭載部材を第２の主面からみた平面透視図である。
【図６】本発明の第２の実施形態における圧電デバイスを示す分解斜視図である。
【図７】図６に示された圧電デバイスのＡ−Ａにおける縦断面図である。
【図８】（ａ）は、本発明の第２の実施形態における圧電デバイスを構成する素子搭載部材の第１の主面からみた平面透視図であり、（ｂ）は、本発明の第２の実施形態における圧電デバイスを構成する素子搭載部材の基板部の第１の主面からみた平面透視図であり、（ｃ）は、本発明の第２の実施形態における圧電デバイスを構成する素子搭載部材の内層の第１の主面からみた平面透視図である。
【図９】（ａ）は、本発明の第２の実施形態における圧電デバイスを構成する素子搭載部材の基板部の第１の主面からみた平面透視図であり、（ｂ）は、本発明の第２の実施形態における圧電デバイスを構成する素子搭載部材を第２の主面からみた平面透視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明のいくつかの例示的な実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。なお、圧電振動素子として水晶振動素子を用いた場合について説明する。
【００１４】
（第１の実施形態）
図１及び図２に示すように、本発明の第１の実施形態における圧電デバイス１００は、素子搭載部材１１０と圧電振動素子１２０と蓋体１３０とで主に構成されている。この圧電デバイス１００は、素子搭載部材１１０に形成されている凹部空間Ｋ１内に圧電振動素子１２０が搭載され、その凹部空間Ｋ１が蓋体１３０により気密封止された構造となっている。また、素子搭載部材１１０の基板部１１０ａの内部には、サーミスタ電極１４０が設けられている。
【００１５】
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。
【００１６】
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凹部空間Ｋ１に搭載される。引き出し電極１２３が設けられた端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。
【００１７】
図１及び図２に示すサーミスタ電極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、サーミスタ電極１４０の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。サーミスタ電極１４０の抵抗値は、外部接続用電極端子Ｇを介して圧電デバイス１００の外部において測定されることにより、例えば、電子機器等のメインＩＣ（図示せず）において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。
【００１８】
また、図２及び図３に示すように、サーミスタ電極１４０の全体が、平面透視において圧電振動素子１２０の励振用電極１２２に重なるように、基板部１１０ａの内部に設けられている。つまり、図３に示すように、サーミスタ電極１４０は、圧電振動素子１２０の励振用電極１２２の直下に設けられ、励振用電極１２２からはみ出ることがなく、平面透視で励振用電極１２２が設けられている領域内に設けられている。また、サーミスタ電極１４０は、帯状または線状であり、例えば、白金、銀、パラジウム、クロム、チタンのうちのいずれかまたはモリブデン、マンガンの金属酸化物からなる同時焼成体ペーストによって、基板部１１０ａの内部に形成されている。サーミスタ電極１４０は、例えば基板部１１０ａがガラス−セラミックスから成る場合、焼成によって基板部１１０ａと一体的に形成されている。
【００１９】
また、実際に素子搭載部材１１０に圧電振動素子１２０を搭載した状態で、平面透視で圧電振動素子１２０の励振用電極１２２の領域内に位置するようにサーミスタ電極１４０を基板部１１０ａの内部に設けることによって、サーミスタ電極１４０に電子機器を構成するパワーアンプ等の他の半導体部品や電子部品からのノイズの重畳が低減され、より正確なサーミスタ電極１４０の抵抗値を測定できることが確認された。
【００２０】
図１及び図２に示すように、素子搭載部材１１０は、基板部１１０ａ及び枠部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の第１の主面に枠部１１０ｂが設けられて、凹部空間Ｋ１が形成されている。
【００２１】
なお、この素子搭載部材１１０を構成する基板部１１０ａは、例えば、ガラス−セラミックス等のセラミック材料から成る。枠部１１０ｂは、４２アロイまたはＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金等の金属から成り、平面視において枠形状を有している。枠部１１０ｂは、基板部１１０ａ上に設けられた封止用導体膜ＨＢ上にロウ付けなどにより接合される。
【００２２】
また、基板部１１０ａの第１の主面のうち凹部空間Ｋ１内に露出された領域には、一対の圧電振動素子搭載パッド１１１が設けられている。
【００２３】
素子搭載部材１１０の基板部１１０ａの第２の主面の四隅に外部接続用電極端子Ｇが設けられている。つまり、素子搭載部材１１０の基板部１１０ａの圧電振動素子搭載パッド１１１が設けられている面とは反対側の主面の四隅には、外部接続用電極端子Ｇが設けられている。図５（ａ）及び（ｂ）に示されているように、外部接続用電極端子Ｇは、一対の圧電振動素子用電極端子Ｇ１と一対のサーミスタ電極用電極端子Ｇ２を含んでいる。一対の圧電振動素子用電極端子Ｇ１は、素子搭載部材１１０の基板部１１０ａの第２の主面の対角に位置する箇所に設けられている。また、一対のサーミスタ電極用電極端子Ｇ２は基板部１１０ａの圧電振動素子用電極端子Ｇ１が設けられている位置と異なる２つの角部に設けられている。つまり、サーミスタ電極用電極端子Ｇ２は、圧電振動素子用電極端子Ｇ１が設けられている対角位置とは異なる基板部１１０ａの対角位置に設けられている。
【００２４】
図２〜図５に示すように、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、素子搭載部材１１０の基板部１１０ａの内部に形成された圧電振動素子用配線パターン１１３と、第１のビア導体１１４と、第２のビア導体１１５とにより接続されている。つまり、圧電振動素子搭載パッド１１１は、第１のビア導体１１４を介して圧電振動素子用配線パターン１１３の一端と接続されている。また、圧電振動素子用配線パターン１１３の他端は、第２のビア導体１１５を介して圧電振動素子用電極端子Ｇ１と接続されている。よって、圧電振動素子搭載パッド１１１は、圧電振動素子用電極端子Ｇ１と電気的に接続されることになる。
【００２５】
また、基板部１１０ａの内部に形成されたサーミスタ電極１４０と基板部１１０ａの下面に形成されたサーミスタ電極用電極端子Ｇ２は、素子搭載部材１１０の基板部１１０ａの内部に形成されたサーミスタ電極用配線パターン１１７と第３のビア導体１１６と第４のビア導体１１８とにより接続されている。つまり、図４及び図５に示すように、サーミスタ電極１４０は、第３のビア導体１１６を介してサーミスタ電極用配線パターン１１７の一端と接続されている。また、サーミスタ電極用配線パターン１１７の他端は、第４のビア導体１１８を介してサーミスタ電極用電極端子Ｇ２と接続されている。よって、サーミスタ電極１４０は、サーミスタ電極用電極端子Ｇ２と電気的に接続されることになる。
【００２６】
蓋体１３０は、例えば、Ｆｅ−Ｎｉ合金（４２アロイ）やＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金などからなる。このような蓋体１３０は、真空状態にある凹部空間Ｋ１または窒素ガスなどが充填された凹部空間Ｋ１を気密的に封止する。
【００２７】
導電性接着剤ＤＳは、シリコーン樹脂等の接着剤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。
【００２８】
なお、素子搭載部材１１０は、ガラス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、封止用導体膜ＨＢ、外部接続用電極端子Ｇおよびサーミスタ電極１４０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第１のビア導体１１４、第２のビア導体１１５、第３のビア導体１１６、第４のビア導体１１８等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、焼成することにより製作される。
【００２９】
蓋体１３０は、枠部１１０ｂに配置接合される。蓋体１３０は、素子搭載部材１１０の凹部空間Ｋ１を囲むように設けられた枠部１１０ｂに対応する部分に封止部材が設けられている。
【００３０】
本実施形態の圧電デバイス１００によれば、サーミスタ電極１４０が平面透視において圧電振動素子１２０の励振用電極１２２と重なっていることによって、サーミスタ電極１４０が励振用電極１２２によって保護されて、従来の圧電デバイスに比べて電子機器を構成するパワーアンプ等の他の半導体部品や電子部品からのノイズがサーミスタ電極１４０に重畳することを低減し、より正確なサーミスタ電極１４０の値を測定することができる。したがって、サーミスタ電極１４０のより正確な抵抗値を測定することができるので、サーミスタ電極１４０の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。
【００３１】
なお、本実施形態の圧電デバイス１００において、サーミスタ電極１４０が素子搭載部材１１０と一体的に形成されていることによって、例えば予め製造されたサーミスタ素子を接合材によって素子搭載部材に実装する場合に比べて、接合材から発生する不要なガスが低減されている。したがって、本実施形態における圧電デバイスは、不要なガスによる特性低下が低減されている。
【００３２】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態における圧電デバイスについて説明する。本発明の第２の実施形態における圧電デバイス２００は、第１および第２の主面を有する基板部２１０ａと、基板部の第１の主面に設けられた第１の枠部２１０ｂと、第１の枠部２１０ｂの第１の主面に設けられた第２の枠部２１０ｃとからなる素子搭載部材２１０が用いられ、サーミスタ電極２４０が基板部２１０ａと第１の枠部２１０ｂとで形成された第１の凹部空間Ｋ１内に設けられており、圧電振動素子１２０が第１の枠部２１０ｂと第２の枠部２１０ｃとで形成された第２の凹部空間Ｋ２内に設けられている点で第１の実施形態とは異なる。その他の構成は、第１の実施形態における圧電デバイス１００と同様である。
【００３３】
図６及び図７に示すサーミスタ電極２４０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、測定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。サーミスタ電極２４０は、抵抗値が、外部接続用電極端子Ｇを介して圧電デバイス２００の外部において測定されることにより、例えば、電子機器等のメインＩＣ（図示せず）でサーミスタ電極２４０の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。
【００３４】
また、サーミスタ電極２４０は、素子搭載部材２１０に圧電振動素子１２０を搭載した状態で、平面透視で圧電振動素子１２０の励振用電極１２２の領域内に位置するように、基板部２１０ａの主面のうち第１の凹部空間Ｋ１に露出されている領域に設けられている。つまり、サーミスタ電極２４０は、圧電振動素子１２０の励振用電極１２２の直下に設けられ、励振用電極１２２からはみ出ることがなく、平面透視で励振用電極１２２が設けられている領域内に設けられている。
【００３５】
また、サーミスタ電極２４０は、帯状または線状であり、例えば、チタン膜と白金膜とが積層薄膜抵抗体であって、基板部２１０ａの主面に形成されている。このようなサーミスタ電極２４０は、基板部２１０ａの主面にチタン膜，白金膜，金膜をスパッタリング法やイオンプレーティング法、蒸着法等の薄膜形成技術により順次被着させるとともに、これらをフォトリソグラフィ技術により所定のパターンにエッチングすることで形成されている。
【００３６】
また、実際に素子搭載部材２１０に圧電振動素子１２０を搭載した状態で、平面透視で圧電振動素子１２０に設けられる励振用電極１２２の領域内に位置するようにサーミスタ電極２４０を基板部２１０ａの表面に設けることによって、サーミスタ電極２４０に電子機器を構成するパワーアンプ等の他の半導体部品や電子部品からのノイズの重畳が低減され、より正確なサーミスタ電極２４０の値を測定できることが確認された。
【００３７】
図６〜図７に示すように、素子搭載部材２１０は、基板部２１０ａと、第１の枠部２１０ｂ、第２の枠部２１０ｃとで主に構成されている。この素子搭載部材２１０は、基板部２１０ａの第１の主面に第１の枠部２１０ｂが設けられて、第１の凹部空間Ｋ１が形成されている。また、第１の枠部２１０ｂの主面に第２の枠部２１０ｃが設けられて、第２の凹部空間Ｋ２が形成されている。
【００３８】
なお、この素子搭載部材２１０を構成する基板部２１０ａ及び第１の枠部２１０ｂ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。第２の枠部２１０ｃは、４２アロイまたはコバール等の金属から成り、平面視において枠形状有している。
【００３９】
また、第２の枠部２１０ｃは、第１の枠部２１０ｂ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膜ＨＢ上にロウ付けなどにより接合される。第２の凹部空間Ｋ２内で露出した第１の枠部２１０ｂの第１の主面には、一対の圧電振動素子搭載パッド２１１が設けられている。また、図６〜図７に示すように、素子搭載部材２１０は、基板部２１０ａの第１の主面と第１の枠部２１０ｂによって第１の凹部空間Ｋ１が形成されている。
【００４０】
素子搭載部材２１０の基板部２１０ａの第２の主面の四隅に外部接続用電極端子Ｇが設けられている。外部接続用電極端子Ｇは、一対の圧電振動素子用電極端子Ｇ１と一対のサーミスタ素子用電極端子Ｇ２とを含んでいる。一対の圧電振動素子用電極端子Ｇ１は、素子搭載部材２１０の基板部２１０ａの第２の主面の対角に位置する箇所に設けられている。また、一対のサーミスタ素子用電極端子Ｇ２は第２の枠部２１０ｃの圧電振動素子用電極端子Ｇ１が設けられている位置と異なる２つの隅部に設けられている。つまり、サーミスタ素子用電極端子Ｇ２は、圧電振動素子用電極端子Ｇ１が設けられている対角位置とは異なる基板部２１０ａの対角位置に設けられている。
【００４１】
圧電振動素子搭載パッド２１１といずれかの外部接続用電極端子Ｇは、素子搭載部材２１０の基板部２１０ａに形成された圧電振動素子用配線パターン２１３と、第１の枠部２１０ｂの内部に形成された第１のビア導体２１４と、基板部２１０ａの内部に形成された第２のビア導体２１５により接続されている。つまり、図８及び図９に示すように、圧電振動素子搭載パッド２１１は、第１のビア導体２１４を介して圧電振動素子用配線パターン２１３の一端と接続されている。また、圧電振動素子用配線パターン２１３の他端は、第２のビア導体２１５を介して圧電振動素子用電極端子Ｇ１と接続されている。よって、圧電振動素子搭載パッド２１１は、圧電振動素子用電極端子Ｇ１と電気的に接続されることになる。
【００４２】
また、第１の凹部空間Ｋ１に露出されている基板部２１０ａの主面に設けられているサーミスタ電極２４０とサーミスタ電極用電極端子Ｇ２は、素子搭載部材２１０の基板部２１０ａに内部に形成されたサーミスタ電極用配線パターン２１７と基板部２１０ａの内部に形成された第３のビア導体２１６と第４のビア導体２１８により接続されている。つまり、図８及び図９に示すようにサーミスタ電極２４０は、第３のビア導体２１６を介してサーミスタ電極用配線パターン２１７の一端と接続されている。また、サーミスタ電極用配線パターン２１７の他端は、第４のビア導体２１８を介してサーミスタ電極用電極端子Ｇ２と接続されている。よって、サーミスタ電極２４０は、サーミスタ電極用電極端子Ｇ２と電気的に接続されることになる。
【００４３】
蓋体１３０は、枠部２１０ｃに配置接合される。蓋体１３０は、素子搭載部材２１０の凹部空間Ｋ２を囲むように設けられた枠部２１０ｃに対応する部分に封止部材が設けられている。
【００４４】
本実施形態の圧電デバイス２００によれば、サーミスタ電極２４０が平面透視において圧電振動素子１２０の励振用電極１２２と重なっていることによって、励振用電極１２１によってサーミスタ電極２４０が保護されるため、従来の圧電デバイスに比べてサーミスタ電極２４０に電子機器を構成するパワーアンプ等の他の半導体部品や電子部品からのノイズが重畳することを低減し、より正確なサーミスタ電極２４０の抵抗値を測定することができる。したがって、サーミスタ電極２４０の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を低減することが可能となる。
【００４５】
なお、本実施形態の圧電デバイス２００において、サーミスタ電極２４０が素子搭載部材２１０と一体的に形成されていることによって、例えば予め製造されたサーミスタ素子が接合材によって素子搭載部材に実装されている場合に比べて、接合材から発生する不要なガスが低減されている。したがって、本実施形態における圧電デバイスは、不要なガスによる特性低下が低減されている。
【００４６】
また、本実施形態の圧電デバイス２００において、サーミスタ電極２４０が素子搭載部材２１０の表面に設けられた第１の凹部空間Ｋ１内に設けられていることによって、サーミスタ電極２４０が圧電振動素子１２０に接触する可能性が低減されている。
【００４７】
なお、本発明は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、第１および第２の実施形態では、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。
【００４８】
また、第１および第２の実施形態では、枠部にシールリングを用いた場合を説明したが、基板部と同様にセラミック材で形成しても構わない。例えば、素子搭載部材は、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等に配線導体となる導体ペースト等を所定パターンに印刷・塗布するとともに、基板部となるセラミックグリーンシートと枠部となるセラミックグリーンシートを積層してプレス成形した後、高温で焼成することによって製作される。この場合、枠部の開口側の頂面の全周には、環状の封止用導体パターンが形成され、蓋体１３０は、この封止用導体パターン上に配置接合される。蓋体１３０は、素子搭載部材の凹部空間を囲むように設けられた封止用導体パターンに対応する箇所に封止部材が設けられている。
【符号の説明】
【００４９】
１１０、２１０・・・素子搭載部材
１１０ａ、２１０ａ・・・基板部
１１０ｂ、２１０ｂ・・・第１の枠部（枠部）
２１０ｃ・・・第２の枠部
１１１、２１１・・・圧電振動素子搭載パッド
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、２４０・・・サーミスタ電極
１００、２００・・・圧電デバイス
Ｋ１・・・第１の凹部空間（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
ＨＢ・・・封止用導体膜
Ｇ・・・外部接続用電極端子
Ｇ１・・・圧電振動素子用電極端子
Ｇ２・・・サーミスタ電極用電極端子
【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、サーミスタ電極、及び蓋体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）。素子搭載部材は、基板部と枠部とで構成されている。基板部の主面に枠部が設けられていることによって、凹部空間が形成されている。凹部空間に露出されている基板部の第１の主面には、一対の圧電振動素子搭載パッドが設けられている。また、基板部の第２の主面の四隅には、外部接続用電極端子が設けられている。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た一対の励振用電極を表裏主面に有している。圧電振動素子を囲繞する素子搭載部材の枠部の頂面には圧電振動素子を覆うように金属製の蓋体が接合されている。金属製の蓋体によって凹部空間が気密封止されている。
【０００３】
圧電振動素子は、水晶素板に励振用電極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を介して水晶素板に印加されると、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。励振用電極は、水晶素板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は、その両主面に被着されている励振用電極から延出された引き出し電極が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且つ機械的に接続されることによって凹部空間に搭載されている。
【０００４】
また、素子搭載部材の基板部の内部には、サーミスタ電極が設けられている場合がある。サーミスタ電極の抵抗値が、外部接続用電極端子を介して圧電デバイスの外部において測定される。この抵抗値を電圧に換算して、電圧および温度の関係から温度情報を得ることができる。例えば、電子機器等のメインＩＣ内でサーミスタ電極の抵抗値を温度情報に換算することができる。このような圧電デバイスは、パワーアンプ等の他の半導体部品や電子部品と共に電子機器を構成するマザーボードに搭載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−７７６２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の圧電デバイスにおいては、素子搭載部材の基板部の内部に設けられているサーミスタ電極に、電子機器を構成するパワーアンプ等の他の半導体部品や電子部品からのノイズが重畳し、正確なサーミスタ電極の値を測定することができないといった課題があった。サーミスタ電極の抵抗値が異なってしまうことで、サーミスタ電極の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。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、サーミスタ電極に電子機器を構成するパワーアンプ等の他の半導体部品や電子部品からのノイズが重畳することを低減し、温度情報の差異を抑え、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】
本発明の一つの態様によれば、圧電デバイスは、素子搭載部材と、素子搭載部材に搭載されており励振用電極を有している圧電振動素子と、素子搭載部材の内部に設けられているサーミスタ電極とを備えている。サーミスタ電極の全体が、平面透視において圧電振動素子の励振用電極と重なっている。
【０００９】
本発明の他の態様によれば、圧電デバイスは、素子搭載部材と、素子搭載部材に搭載されており励振用電極を有している圧電振動素子と、素子搭載部材と圧電振動素子との間に設けられるように素子搭載部材の表面に形成されたサーミスタ電極とを備えている。サーミスタ電極の全体が、平面透視において圧電振動素子の励振用電極と重なっている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一つの態様による圧電デバイスには、素子搭載部材の内部に設けられているサーミスタ電極を備えており、サーミスタ電極の全体が平面透視において圧電振動素子の励振用電極と重なっていることによって、励振用電極によってサーミスタ電極を保護するため、従来の圧電デバイスに比べてサーミスタ電極に電子機器を構成するパワーアンプ等の他の半導体部品や電子部品からのノイズが重畳することを低減し、より正確なサーミスタ電極の抵抗値を測定することができる。したがって、サーミスタ電極の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を低減することが可能となる。
【００１１】
本発明の他の態様による圧電デバイスは、素子搭載部材と圧電振動素子との間に設けられるように素子搭載部材の表面に形成されたサーミスタ電極を備えており、サーミスタ電極の全体が平面透視において圧電振動素子の励振用電極と重なっていることによって、励振用電極によってサーミスタ電極を保護するため、従来の圧電デバイスに比べてサーミスタ電極に電子機器を構成するパワーアンプ等の他の半導体部品や電子部品からのノイズが重畳することを低減し、より正確なサーミスタ電極の抵抗値を測定することができる。したがって、サーミスタ電極の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を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態における圧電デバイスを示す分解斜視図である。
【図２】図１に示された圧電デバイスのＡ−Ａにおける縦断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態における圧電デバイスを圧電振動素子搭載側からみた平面透視図である。
【図４】（ａ）は、本発明の第１の実施形態における圧電デバイスを構成する素子搭載部材の第１の主面からみた平面透視図であり、（ｂ）は、本発明の第１の実施形態における圧電デバイスを構成する素子搭載部材の基板部の第１の主面からみた平面透視図であり、（ｃ）は、本発明の第１の実施形態における圧電デバイスを構成する素子搭載部材の内層の第１の主面からみた平面透視図である。
【図５】（ａ）は、本発明の第１の実施形態における圧電デバイスを構成する素子搭載部材の基板部の第１の主面からみた平面透視図であり、（ｂ）は、本発明の第１の実施形態における圧電デバイスを構成する素子搭載部材を第２の主面からみた平面透視図である。
【図６】本発明の第２の実施形態における圧電デバイスを示す分解斜視図である。
【図７】図６に示された圧電デバイスのＡ−Ａにおける縦断面図である。
【図８】（ａ）は、本発明の第２の実施形態における圧電デバイスを構成する素子搭載部材の第１の主面からみた平面透視図であり、（ｂ）は、本発明の第２の実施形態における圧電デバイスを構成する素子搭載部材の基板部の第１の主面からみた平面透視図であり、（ｃ）は、本発明の第２の実施形態における圧電デバイスを構成する素子搭載部材の内層の第１の主面からみた平面透視図である。
【図９】（ａ）は、本発明の第２の実施形態における圧電デバイスを構成する素子搭載部材の基板部の第１の主面からみた平面透視図であり、（ｂ）は、本発明の第２の実施形態における圧電デバイスを構成する素子搭載部材を第２の主面からみた平面透視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明のいくつかの例示的な実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。なお、圧電振動素子として水晶振動素子を用いた場合について説明する。
【００１４】
（第１の実施形態）
図１及び図２に示すように、本発明の第１の実施形態における圧電デバイス１００は、素子搭載部材１１０と圧電振動素子１２０と蓋体１３０とで主に構成されている。この圧電デバイス１００は、素子搭載部材１１０に形成されている凹部空間Ｋ１内に圧電振動素子１２０が搭載され、その凹部空間Ｋ１が蓋体１３０により気密封止された構造となっている。また、素子搭載部材１１０の基板部１１０ａの内部には、サーミスタ電極１４０が設けられている。
【００１５】
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。
【００１６】
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凹部空間Ｋ１に搭載される。引き出し電極１２３が設けられた端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。
【００１７】
図１及び図２に示すサーミスタ電極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、サーミスタ電極１４０の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。サーミスタ電極１４０の抵抗値は、外部接続用電極端子Ｇを介して圧電デバイス１００の外部において測定されることにより、例えば、電子機器等のメインＩＣ（図示せず）において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。
【００１８】
また、図２及び図３に示すように、サーミスタ電極１４０の全体が、平面透視において圧電振動素子１２０の励振用電極１２２に重なるように、基板部１１０ａの内部に設けられている。つまり、図３に示すように、サーミスタ電極１４０は、圧電振動素子１２０の励振用電極１２２の直下に設けられ、励振用電極１２２からはみ出ることがなく、平面透視で励振用電極１２２が設けられている領域内に設けられている。また、サーミスタ電極１４０は、帯状または線状であり、例えば、白金、銀、パラジウム、クロム、チタンのうちのいずれかまたはモリブデン、マンガンの金属酸化物からなる同時焼成体ペーストによって、基板部１１０ａの内部に形成されている。サーミスタ電極１４０は、例えば基板部１１０ａがガラス−セラミックスから成る場合、焼成によって基板部１１０ａと一体的に形成されている。
【００１９】
また、実際に素子搭載部材１１０に圧電振動素子１２０を搭載した状態で、平面透視で圧電振動素子１２０の励振用電極１２２の領域内に位置するようにサーミスタ電極１４０を基板部１１０ａの内部に設けることによって、サーミスタ電極１４０に電子機器を構成するパワーアンプ等の他の半導体部品や電子部品からのノイズの重畳が低減され、より正確なサーミスタ電極１４０の抵抗値を測定できることが確認された。
【００２０】
図１及び図２に示すように、素子搭載部材１１０は、基板部１１０ａ及び枠部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の第１の主面に枠部１１０ｂが設けられて、凹部空間Ｋ１が形成されている。
【００２１】
なお、この素子搭載部材１１０を構成する基板部１１０ａは、例えば、ガラス−セラミックス等のセラミック材料から成る。枠部１１０ｂは、４２アロイまたはＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金等の金属から成り、平面視において枠形状を有している。枠部１１０ｂは、基板部１１０ａ上に設けられた封止用導体膜ＨＢ上にロウ付けなどにより接合される。
【００２２】
また、基板部１１０ａの第１の主面のうち凹部空間Ｋ１内に露出された領域には、一対の圧電振動素子搭載パッド１１１が設けられている。
【００２３】
素子搭載部材１１０の基板部１１０ａの第２の主面の四隅に外部接続用電極端子Ｇが設けられている。つまり、素子搭載部材１１０の基板部１１０ａの圧電振動素子搭載パッド１１１が設けられている面とは反対側の主面の四隅には、外部接続用電極端子Ｇが設けられている。図５（ａ）及び（ｂ）に示されているように、外部接続用電極端子Ｇは、一対の圧電振動素子用電極端子Ｇ１と一対のサーミスタ電極用電極端子Ｇ２を含んでいる。一対の圧電振動素子用電極端子Ｇ１は、素子搭載部材１１０の基板部１１０ａの第２の主面の対角に位置する箇所に設けられている。また、一対のサーミスタ電極用電極端子Ｇ２は基板部１１０ａの圧電振動素子用電極端子Ｇ１が設けられている位置と異なる２つの角部に設けられている。つまり、サーミスタ電極用電極端子Ｇ２は、圧電振動素子用電極端子Ｇ１が設けられている対角位置とは異なる基板部１１０ａの対角位置に設けられている。
【００２４】
図２〜図５に示すように、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、素子搭載部材１１０の基板部１１０ａの内部に形成された圧電振動素子用配線パターン１１３と、第１のビア導体１１４と、第２のビア導体１１５とにより接続されている。つまり、圧電振動素子搭載パッド１１１は、第１のビア導体１１４を介して圧電振動素子用配線パターン１１３の一端と接続されている。また、圧電振動素子用配線パターン１１３の他端は、第２のビア導体１１５を介して圧電振動素子用電極端子Ｇ１と接続されている。よって、圧電振動素子搭載パッド１１１は、圧電振動素子用電極端子Ｇ１と電気的に接続されることになる。
【００２５】
また、基板部１１０ａの内部に形成されたサーミスタ電極１４０と基板部１１０ａの下面に形成されたサーミスタ電極用電極端子Ｇ２は、素子搭載部材１１０の基板部１１０ａの内部に形成されたサーミスタ電極用配線パターン１１７と第３のビア導体１１６と第４のビア導体１１８とにより接続されている。つまり、図４及び図５に示すように、サーミスタ電極１４０は、第３のビア導体１１６を介してサーミスタ電極用配線パターン１１７の一端と接続されている。また、サーミスタ電極用配線パターン１１７の他端は、第４のビア導体１１８を介してサーミスタ電極用電極端子Ｇ２と接続されている。よって、サーミスタ電極１４０は、サーミスタ電極用電極端子Ｇ２と電気的に接続されることになる。
【００２６】
蓋体１３０は、例えば、Ｆｅ−Ｎｉ合金（４２アロイ）やＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金などからなる。このような蓋体１３０は、真空状態にある凹部空間Ｋ１または窒素ガスなどが充填された凹部空間Ｋ１を気密的に封止する。
【００２７】
導電性接着剤ＤＳは、シリコーン樹脂等の接着剤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。
【００２８】
なお、素子搭載部材１１０は、ガラス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、封止用導体膜ＨＢ、外部接続用電極端子Ｇおよびサーミスタ電極１４０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第１のビア導体１１４、第２のビア導体１１５、第３のビア導体１１６、第４のビア導体１１８等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、焼成することにより製作される。
【００２９】
蓋体１３０は、枠部１１０ｂに配置接合される。蓋体１３０は、素子搭載部材１１０の凹部空間Ｋ１を囲むように設けられた枠部１１０ｂに対応する部分に封止部材が設けられている。
【００３０】
本実施形態の圧電デバイス１００によれば、サーミスタ電極１４０が平面透視において圧電振動素子１２０の励振用電極１２２と重なっていることによって、サーミスタ電極１４０が励振用電極１２２によって保護されて、従来の圧電デバイスに比べて電子機器を構成するパワーアンプ等の他の半導体部品や電子部品からのノイズがサーミスタ電極１４０に重畳することを低減し、より正確なサーミスタ電極１４０の値を測定することができる。したがって、サーミスタ電極１４０のより正確な抵抗値を測定することができるので、サーミスタ電極１４０の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。
【００３１】
なお、本実施形態の圧電デバイス１００において、サーミスタ電極１４０が素子搭載部材１１０と一体的に形成されていることによって、例えば予め製造されたサーミスタ素子を接合材によって素子搭載部材に実装する場合に比べて、接合材から発生する不要なガスが低減されている。したがって、本実施形態における圧電デバイスは、不要なガスによる特性低下が低減されている。
【００３２】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態における圧電デバイスについて説明する。本発明の第２の実施形態における圧電デバイス２００は、第１および第２の主面を有する基板部２１０ａと、基板部の第１の主面に設けられた第１の枠部２１０ｂと、第１の枠部２１０ｂの第１の主面に設けられた第２の枠部２１０ｃとからなる素子搭載部材２１０が用いられ、サーミスタ電極２４０が基板部２１０ａと第１の枠部２１０ｂとで形成された第１の凹部空間Ｋ１内に設けられており、圧電振動素子１２０が第１の枠部２１０ｂと第２の枠部２１０ｃとで形成された第２の凹部空間Ｋ２内に設けられている点で第１の実施形態とは異なる。その他の構成は、第１の実施形態における圧電デバイス１００と同様である。
【００３３】
図６及び図７に示すサーミスタ電極２４０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、測定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。サーミスタ電極２４０は、抵抗値が、外部接続用電極端子Ｇを介して圧電デバイス２００の外部において測定されることにより、例えば、電子機器等のメインＩＣ（図示せず）でサーミスタ電極２４０の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。
【００３４】
また、サーミスタ電極２４０は、素子搭載部材２１０に圧電振動素子１２０を搭載した状態で、平面透視で圧電振動素子１２０の励振用電極１２２の領域内に位置するように、基板部２１０ａの主面のうち第１の凹部空間Ｋ１に露出されている領域に設けられている。つまり、サーミスタ電極２４０は、圧電振動素子１２０の励振用電極１２２の直下に設けられ、励振用電極１２２からはみ出ることがなく、平面透視で励振用電極１２２が設けられている領域内に設けられている。
【００３５】
また、サーミスタ電極２４０は、帯状または線状であり、例えば、チタン膜と白金膜とが積層薄膜抵抗体であって、基板部２１０ａの主面に形成されている。このようなサーミスタ電極２４０は、基板部２１０ａの主面にチタン膜，白金膜，金膜をスパッタリング法やイオンプレーティング法、蒸着法等の薄膜形成技術により順次被着させるとともに、これらをフォトリソグラフィ技術により所定のパターンにエッチングすることで形成されている。
【００３６】
また、実際に素子搭載部材２１０に圧電振動素子１２０を搭載した状態で、平面透視で圧電振動素子１２０に設けられる励振用電極１２２の領域内に位置するようにサーミスタ電極２４０を基板部２１０ａの表面に設けることによって、サーミスタ電極２４０に電子機器を構成するパワーアンプ等の他の半導体部品や電子部品からのノイズの重畳が低減され、より正確なサーミスタ電極２４０の値を測定できることが確認された。
【００３７】
図６〜図７に示すように、素子搭載部材２１０は、基板部２１０ａと、第１の枠部２１０ｂ、第２の枠部２１０ｃとで主に構成されている。この素子搭載部材２１０は、基板部２１０ａの第１の主面に第１の枠部２１０ｂが設けられて、第１の凹部空間Ｋ１が形成されている。また、第１の枠部２１０ｂの主面に第２の枠部２１０ｃが設けられて、第２の凹部空間Ｋ２が形成されている。
【００３８】
なお、この素子搭載部材２１０を構成する基板部２１０ａ及び第１の枠部２１０ｂ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。第２の枠部２１０ｃは、４２アロイまたはコバール等の金属から成り、平面視において枠形状有している。
【００３９】
また、第２の枠部２１０ｃは、第１の枠部２１０ｂ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膜ＨＢ上にロウ付けなどにより接合される。第２の凹部空間Ｋ２内で露出した第１の枠部２１０ｂの第１の主面には、一対の圧電振動素子搭載パッド２１１が設けられている。また、図６〜図７に示すように、素子搭載部材２１０は、基板部２１０ａの第１の主面と第１の枠部２１０ｂによって第１の凹部空間Ｋ１が形成されている。
【００４０】
素子搭載部材２１０の基板部２１０ａの第２の主面の四隅に外部接続用電極端子Ｇが設けられている。外部接続用電極端子Ｇは、一対の圧電振動素子用電極端子Ｇ１と一対のサーミスタ素子用電極端子Ｇ２とを含んでいる。一対の圧電振動素子用電極端子Ｇ１は、素子搭載部材２１０の基板部２１０ａの第２の主面の対角に位置する箇所に設けられている。また、一対のサーミスタ素子用電極端子Ｇ２は第２の枠部２１０ｃの圧電振動素子用電極端子Ｇ１が設けられている位置と異なる２つの隅部に設けられている。つまり、サーミスタ素子用電極端子Ｇ２は、圧電振動素子用電極端子Ｇ１が設けられている対角位置とは異なる基板部２１０ａの対角位置に設けられている。
【００４１】
圧電振動素子搭載パッド２１１といずれかの外部接続用電極端子Ｇは、素子搭載部材２１０の基板部２１０ａに形成された圧電振動素子用配線パターン２１３と、第１の枠部２１０ｂの内部に形成された第１のビア導体２１４と、基板部２１０ａの内部に形成された第２のビア導体２１５により接続されている。つまり、図８及び図９に示すように、圧電振動素子搭載パッド２１１は、第１のビア導体２１４を介して圧電振動素子用配線パターン２１３の一端と接続されている。また、圧電振動素子用配線パターン２１３の他端は、第２のビア導体２１５を介して圧電振動素子用電極端子Ｇ１と接続されている。よって、圧電振動素子搭載パッド２１１は、圧電振動素子用電極端子Ｇ１と電気的に接続されることになる。
【００４２】
また、第１の凹部空間Ｋ１に露出されている基板部２１０ａの主面に設けられているサーミスタ電極２４０とサーミスタ電極用電極端子Ｇ２は、素子搭載部材２１０の基板部２１０ａに内部に形成されたサーミスタ電極用配線パターン２１７と基板部２１０ａの内部に形成された第３のビア導体２１６と第４のビア導体２１８により接続されている。つまり、図８及び図９に示すようにサーミスタ電極２４０は、第３のビア導体２１６を介してサーミスタ電極用配線パターン２１７の一端と接続されている。また、サーミスタ電極用配線パターン２１７の他端は、第４のビア導体２１８を介してサーミスタ電極用電極端子Ｇ２と接続されている。よって、サーミスタ電極２４０は、サーミスタ電極用電極端子Ｇ２と電気的に接続されることになる。
【００４３】
蓋体１３０は、枠部２１０ｃに配置接合される。蓋体１３０は、素子搭載部材２１０の凹部空間Ｋ２を囲むように設けられた枠部２１０ｃに対応する部分に封止部材が設けられている。
【００４４】
本実施形態の圧電デバイス２００によれば、サーミスタ電極２４０が平面透視において圧電振動素子１２０の励振用電極１２２と重なっていることによって、励振用電極１２１によってサーミスタ電極２４０が保護されるため、従来の圧電デバイスに比べてサーミスタ電極２４０に電子機器を構成するパワーアンプ等の他の半導体部品や電子部品からのノイズが重畳することを低減し、より正確なサーミスタ電極２４０の抵抗値を測定することができる。したがって、サーミスタ電極２４０の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を低減することが可能となる。
【００４５】
なお、本実施形態の圧電デバイス２００において、サーミスタ電極２４０が素子搭載部材２１０と一体的に形成されていることによって、例えば予め製造されたサーミスタ素子が接合材によって素子搭載部材に実装されている場合に比べて、接合材から発生する不要なガスが低減されている。したがって、本実施形態における圧電デバイスは、不要なガスによる特性低下が低減されている。
【００４６】
また、本実施形態の圧電デバイス２００において、サーミスタ電極２４０が素子搭載部材２１０の表面に設けられた第１の凹部空間Ｋ１内に設けられていることによって、サーミスタ電極２４０が圧電振動素子１２０に接触する可能性が低減されている。
【００４７】
なお、本発明は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、第１および第２の実施形態では、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。
【００４８】
また、第１および第２の実施形態では、枠部にシールリングを用いた場合を説明したが、基板部と同様にセラミック材で形成しても構わない。例えば、素子搭載部材は、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等に配線導体となる導体ペースト等を所定パターンに印刷・塗布するとともに、基板部となるセラミックグリーンシートと枠部となるセラミックグリーンシートを積層してプレス成形した後、高温で焼成することによって製作される。この場合、枠部の開口側の頂面の全周には、環状の封止用導体パターンが形成され、蓋体１３０は、この封止用導体パターン上に配置接合される。蓋体１３０は、素子搭載部材の凹部空間を囲むように設けられた封止用導体パターンに対応する箇所に封止部材が設けられている。
【符号の説明】
【００４９】
１１０、２１０・・・素子搭載部材
１１０ａ、２１０ａ・・・基板部
１１０ｂ、２１０ｂ・・・第１の枠部（枠部）
２１０ｃ・・・第２の枠部
１１１、２１１・・・圧電振動素子搭載パッド
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、２４０・・・サーミスタ電極
１００、２００・・・圧電デバイス
Ｋ１・・・第１の凹部空間（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
ＨＢ・・・封止用導体膜
Ｇ・・・外部接続用電極端子
Ｇ１・・・圧電振動素子用電極端子
Ｇ２・・・サーミスタ電極用電極端子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
素子搭載部材と、
前記素子搭載部材に搭載されており、励振用電極を有している圧電振動素子と、
前記素子搭載部材の内部に設けられているサーミスタ電極とを備え、
前記サーミスタ電極の全体が、平面透視において前記圧電振動素子の前記励振用電極と重なっていることを特徴とする圧電デバイス。
【請求項２】
前記サーミスタ電極が、前記素子搭載部材と一体的に形成さ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。
【請求項３】
素子搭載部材と、
前記素子搭載部材に搭載されており、励振用電極を有している圧電振動素子と、
前記素子搭載部材と前記圧電振動素子との間に設けられるように前記素子搭載部材の表面に形成されたサーミスタ電極とを備え、
前記サーミスタ電極の全体が、平面透視において前記圧電振動素子の前記励振用電極と重なっていることを特徴とする圧電デバイス。
【請求項４】
前記サーミスタ電極が、前記素子搭載部材と一体的に形成されていることを特徴とする請求項３記載の圧電デバイス。
【請求項５】
前記サーミスタ電極が、前記素子搭載部材の前記表面に設けられた凹部空間内に設けられていることを特徴とする請求項３記載の圧電デバイス。
【請求項１】
素子搭載部材と、
前記素子搭載部材に搭載されており、励振用電極を有している圧電振動素子と、
前記素子搭載部材の内部に設けられているサーミスタ電極とを備え、
前記サーミスタ電極の全体が、平面透視において前記圧電振動素子の前記励振用電極と重なっていることを特徴とする圧電デバイス。
【請求項２】
前記サーミスタ電極が、前記素子搭載部材と一体的に形成さ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。
【請求項３】
素子搭載部材と、
前記素子搭載部材に搭載されており、励振用電極を有している圧電振動素子と、
前記素子搭載部材と前記圧電振動素子との間に設けられるように前記素子搭載部材の表面に形成されたサーミスタ電極とを備え、
前記サーミスタ電極の全体が、平面透視において前記圧電振動素子の前記励振用電極と重なっていることを特徴とする圧電デバイス。
【請求項４】
前記サーミスタ電極が、前記素子搭載部材と一体的に形成されていることを特徴とする請求項３記載の圧電デバイス。
【請求項５】
前記サーミスタ電極が、前記素子搭載部材の前記表面に設けられた凹部空間内に設けられていることを特徴とする請求項３記載の圧電デバイス。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−２４９２６５（Ｐ２０１２−２４９２６５Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２１９７１（Ｐ２０１１−１２１９７１）
【出願日】平成２３年５月３１日（２０１１．５．３１）
【出願人】（０００１０４７２２）京セラクリスタルデバイス株式会社 (870)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月３１日（２０１１．５．３１）
【出願人】（０００１０４７２２）京セラクリスタルデバイス株式会社 (870)
【Ｆターム（参考）】
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