圧電振動子、圧電発振器及び圧電発振器の製造方法
【課題】 薄型化に限界があり、発振回路の発熱などの影響によって圧電振動片の周波数がシフトし、所望の周波数からずれることがある。
【解決手段】圧電発振器（１０）圧電振動片（１１４）を収容し、底面に一対の第一電極部（１１１）が設けられた圧電振動子（１１）と、圧電振動子（１１）と同一の平面に並んで配置され、回路素子が実装された回路モジュール（１３）と、圧電振動子（１１）と回路モジュール（１３）とを電気接続するとともに、一対の第二電極部（１２２）が設けられたリードフレーム（１２）とを備える。
【解決手段】圧電発振器（１０）圧電振動片（１１４）を収容し、底面に一対の第一電極部（１１１）が設けられた圧電振動子（１１）と、圧電振動子（１１）と同一の平面に並んで配置され、回路素子が実装された回路モジュール（１３）と、圧電振動子（１１）と回路モジュール（１３）とを電気接続するとともに、一対の第二電極部（１２２）が設けられたリードフレーム（１２）とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電振動子、圧電発振器及び圧電発振器の製造方法に関し、特に圧電振動子と回路モジュールとを同一の平面に並んで配置した圧電振動子、圧電発振器及び圧電発振器の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機等の移動体通信機器の普及に伴う小型化及び低価格化の急激な進展により、これらの通信機器に使用される圧電発振器に対しても、薄型化、小型化、低価格化の要求が高まっている。
【０００３】
特許文献１に示された圧電発振器が提案されている。図９（ａ）は、その圧電発振器の断面図である。図９（ａ）のように、パッケージ４０の凹部内に圧電振動片４１と半導体部品４２とを上下に共に収納した状態で、開口部が蓋体４３により気密封止される。なお、パッケージ４０はセラミック等からなり、半導体部品４２は発振回路を構成するコンデンサ、抵抗、及び集積回路などを含む。また、図９（ｂ）は、図９（ａ）に示された圧電発振器の底面図である。
【０００４】
また、特許文献２に開示された圧電発振器は、図９に示された圧電発振器をより薄型化するために、図１０（ａ）及び（ｂ）のように、回路基板４５の上に圧電振動子４６及びモジュール基板４７を隣接するように搭載する。さらに、圧電発振器はそのモジュール基板４７の上に回路素子４８を実装した後、圧電振動子４６、回路素子４８及びモジュール基板４７が封止材４９により覆わられている。
【特許文献１】特開２００４−０１５４４１号公報
【特許文献２】特開２００７−０３６５３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示された圧電発振器は、上下に水晶振動子と半導体部品とを実装するため、圧電発振器の全体の高さが大きくなって薄型化が図られない問題がある。また、圧電振動片と発振回路を構成する抵抗などの半導体部品とが同じ凹部内に収納された構造である。このため、発振回路の発熱などの影響によって圧電振動片の周波数がシフトし、所望の周波数からずれる問題もある。従って、圧電発振器の全体の薄型化を図ることや圧電振動子の動作温度を一定に維持することには限界がある。
【０００６】
特許文献２に開示された圧電発振器は、前述の問題を解決するために、回路基板の上に圧電振動子と回路モジュールとを同一の平面に隣接されるように設ける。しかし、その圧電発振器の全体の高さは、少なくとも回路基板の厚さに圧電振動子又は回路モジュールの厚さを加えた高さである。このため更なる薄型化を図ることができないし、圧電振動子と回路モジュールとをワイヤーボンディングで接続するなどの追加工程が増えてしまいコストの上昇を招いている。
【０００７】
本発明は前述の問題に鑑み、圧電発振器の高さがより低くなり、回路の発熱によって圧電振動子が影響されない圧電発振器及び圧電発振器の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１観点における圧電振動子は、圧電振動片と圧電振動片を収容するパッケージとを含み、側面には少なくとも四つの接続端子が形成され、底面には一対の電極部と、接続端子のうちの一対の接続端子と一対の電極部とをそれぞれ接続する引出部とが形成される。
このような構成によれば、圧電発振器の小型化、薄型化に適した圧電振動子が提供できる。
【０００９】
第２観点における圧電発振器は、圧電振動片を収容し、底面に一対の第一電極部が設けられた圧電振動子と、圧電振動子と同一の平面に並んで配置され、回路素子が実装された回路モジュールと、圧電振動子と回路モジュールとを電気接続するとともに、一対の第二電極部が設けられたリードフレームとを備える。
このような構成によれば、特許文献２で必須であった回路基板が不要となり、圧電振動子と回路モジュールとが同一の平面に設けられる。なお、圧電発振器の高さは、圧電振動子の厚さと電極部の厚さとを加えた高さとなり、全体圧電発振器の薄型化が可能である。さらに、回路モジュールからの熱によって、圧電振動子の周波数がシフトし、所望の周波数からずれることを防止することができる。
【００１０】
第３観点における圧電発振器において、圧電振動子の側面は、リードフレームを介して回路モジュールに接続する四つの接続端子を含み、圧電振動子の底面は、四つの接続端子のうちの一対の接続端子と一対の第一電極部とをそれぞれ接続する引出部を含む。
【００１１】
第４観点における圧電発振器のリードフレームは、圧電振動子の接続端子に接続される第一リード部と、第二電極部に接続される第二リード部とを備える。
第３、及び第４観点によれば、回路基板が不要となり、圧電振動子と回路モジュールとが同一の平面に並んで配置される。
【００１２】
第５観点における圧電発振器は、圧電振動子と回路モジュールとを封止材により覆う。
このような構成によれば、水分などの影響を受けることを防止できる。
【００１３】
第６観点における圧電発振器において、第一リード部及び第二リード部は封止材に覆われ、一対の第一電極部と一対の第二電極部とが封止材に覆われていない。
このように封止すれば、第一電極及び第二電極が外に露出して外部電源に接続されて圧電振動子及び回路モジュールに給電することができる。
【００１４】
第７観点における圧電発振器の製造方法は、一対の第一電極部を有する圧電振動子を用意する工程と、回路素子が実装された回路モジュールを用意する工程と、一対の第二電極部が形成されたリードフレームを用意する工程と、リードフレームを介して回路モジュールを圧電振動子と同一の平面に並んで配置して電気接続する工程と、一対の第一電極部及び一対の第二電極部が表面に露出するように、圧電振動子と回路モジュールとを封止材で覆う工程とを備える。
このような方法によれば、特許文献２で必須であった回路基板が不要で、薄型化が可能となる圧電発振器が製造できる。さらに、回路モジュールからの熱によって、圧電振動子の周波数がシフトし、所望の周波数からずれることが防止できる圧電発振器が製造される。
【００１５】
第８観点における圧電発振器の製造方法において、圧電振動子を用意する工程は、回路モジュールに接続される四つの接続端子を側面に形成する工程と、一対の第一電極部と第一電極部に接続する一対の引出部とを底面に形成する工程とを備える。
【００１６】
第９観点における圧電発振器の製造方法において、リードフレームを用意する工程は、接続端子に接続される第一リード部を形成する工程と、第二電極部に接続される第二リード部を形成する工程とを備える。
【００１７】
第１０観点における圧電発振器の製造方法において、第一リード部は第一母材に複数形成されており、第二電極部及び第二リード部は第二母材に複数形成されており、第一母材は封止材で覆われる前に第一電極部及び第一リード部から切り離し、第二母材は封止材で覆われた後に第二電極部から切り離す。
このように母材を用いた製造方法は、圧電振動子と回路モジュールとをワイヤーボンディングで接続するなどの追加工程が不要となり、量産化を図ることができる。従って、製造コストを低減できる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、圧電振動子と回路モジュールとが同一の平面に並んで設けられているので、圧電発振器の薄型化が可能となる。また、回路モジュールからの熱によって、圧電振動子の周波数がシフトし、所望の周波数からずれることも防止できる。また、圧電振動子と回路モジュールとが封止材により覆われたので、水分などの影響を受けることも防止できる。さらに、圧電振動子と回路モジュールとをワイヤーボンディングで接続するなどの追加工程が不要なので、製造コストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
（第一の実施例）
以下、第一の実施例に係る圧電振動子１１、圧電発振器１０及び圧電発振器１０の製造方法について、図１ないし図６を参照しながら説明する。
【００２０】
＜圧電振動子１１について＞
図１は、本実施例に係る圧電振動子１１の構成を示す図である。そのうち、（ａ）は底面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図、（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。
【００２１】
図１（ａ）に示されたように、本実施例の圧電振動子１１は、セラミックより構成されたパッケージ１１６の長辺の両隅部に一対の第一電極部１１１が設けられ、他方の長辺の中央付近に四つの接続端子１１２が等間隔に形成される。その四つの接続端子１１２の外側の一対の接続端子１１２Ａが引出部１１３を介して一対の第一電極部１１１にそれぞれ連結される。なお、本実施例で接続端子１１２の底面は半円形であるが、側面から見ると円筒を半分に割った形状である（図２を参照）。また、接続端子１１２は他の四角柱を半分に割った形状でもよい。
【００２２】
図１（ｂ）に示されたように、本実施例の圧電振動子１１の内部に、圧電振動片１１４及び導電接着剤１１５を含んでいる。ここで、圧電振動片１１４は真空又は不活性ガスの状態であるパッケージ１１６の中に収容される。また、圧電振動片１１４は導電接着剤１１５によりパッケージ１１６の内底面に固着してパッケージ１１６の中に収容される。さらに、圧電振動片１１４は水晶振動片を含み、ＡＴ振動片、ＳＡＷ振動片、音叉型振動片などの様々な種類がある。
また、図１（ｃ）に示されたように、第一電極部１１１は引出部１１３より薄くになっている。
【００２３】
本実施例で、四つの接続端子１１２のうちの外側の一対の接続端子１１２Ａは外部電源（図示しない）に接続される第一電極部１１１に電気接続される。また、図示していないが、四つの接続端子１１２のうちの内側の一対の接続端子１１２Ｂはパッケージ１１６に設けた配線パターン及び導電接着剤１１５によって圧電振動片１１４に電気接続される。つまり、圧電振動子１１の四つの接続端子１１２のうち、外側の一対の接続端子１１２Ａは圧電振動子１１から外部へ、内側の一対の接続端子１１２Ｂは外部から圧電振動子１１へ信号を伝送する。
【００２４】
前述の構成によれば、圧電発振器１０の小型化、薄型化に適した圧電振動子１１が提供できる。
【００２５】
＜圧電発振器１０について＞
次に、圧電発振器１０について、図２ないし図４を参照しながら説明する。
【００２６】
図２は本実施例に係る圧電発振器１０の組立分解図である。
図２に示されたように、圧電発振器１０は図１に示された圧電振動子１１と、リードフレーム１２と、回路モジュール１３とを含んでいる。ここで、リードフレーム１２は、圧電振動子１１の接続端子１１２に接続される四つの第一リード部１２１（圧電振動子１１の接続端子１１２Ａ、１１２Ｂに対応する１２１Ａ、１２１Ｂを含む）と、一対の第一電極部１１１に対応する一対の第二電極部１２２と、その一対の第二電極部１２２に接続される一対の第二リード部１２３とを備える。ここで、一対の第二リード部１２３は一対の第二電極部１２２の上にそれぞれ設けられる。また、製造し易くするために、複数の第一リード部１２１は第一母材１２４により連結され、複数の第二電極部１２２及び第二リード部１２３は第二母材１２５により連結されている。さらに、回路モジュール１３は、その内に複数の回路素子（ＩＣ、トランジスタ、抵抗、コンデンサ、サーミスタなどの少なくとも１つ）が形成されている。
【００２７】
図３は本実施例に係る圧電発振器１０を組み立てた後、後述する封止材１４で覆う前の状態を示す斜視図である。
図３に示されたように、圧電振動子１１と回路モジュール１３とはリードフレーム１２によって同一の平面に並んで設置される。ここで、第一リード部１２１Ａ、１２１Ｂが図２に示された圧電振動子１１の接続端子１１２Ａ、１１２Ｂにそれぞれ接続され、圧電振動子１１の上面が第一母材１２４に当接されるように設置する。これにより、第一リード部１２１が安定して接続端子１１２に接する。また、回路モジュール１３は第一リード部１２１及び第二リード部１２３の端子より構成された平面の上に設置される。
【００２８】
図４は本実施例に係る圧電発振器１０の連結構成を示す図であり、そのうち、（ａ）は底面図、（ｂ）は側面図である。
図４（ａ）に示されたように、リードフレーム１２の第一リード部１２１と第二リード部１２３との六つの端子は、回路モジュール１３の底面に備えられた六つの端子（長手方向に２列等間隔（２×３行列）に形成される。）にそれぞれ接続される。なお、回路モジュール１３の端子は、圧電発振器１０を制御する端子（図示しない）と、圧電振動片１１４への二つの入出力端子（図示しない）と、アース接続された端子（図示しない）と、回路素子に電源供給を行う端子（図示しない）と、圧電発振器１０の出力端子（図示しない）とを含む。
【００２９】
図４（ｂ）に示されたように、第一電極部１１１及び第二電極部１２２は平面ＰＬの同一面の上にあり、他の引出部１１３、第一リード部１２１及び第二リード部１２３は全てそのＰＬと接しないように設けられている。
【００３０】
図２ないし図４に示されたように、圧電発振器１０は圧電振動子１１及び回路モジュール１３がリードフレーム１２を介して電気接続され、回路モジュール１３の発振回路や温度補償回路によって動作する。まず、圧電振動子１１の第一電極部１１１及びリードフレーム１２の第二電極部１２２が外部電源（図示しない）に接続される。また、第一電極部１１１は引出部１１３と外側の一対の接続端子１１２Ａ及び第一リード部１２１Ａとにより、第二電極部１２２は第二リード部１２３により回路モジュール１３に電気接続される。さらに、回路モジュール１３と圧電振動子１１とは内側の一対の第一リード部１２１Ｂ及び接続端子１１２Ｂによって、信号を伝送する。従って、圧電発振器１０は回路モジュール１３の発振回路または温度補償回路などによって、圧電振動片１１４を発振させ、温度補償を行う。
【００３１】
＜圧電発振器１０の製造方法について＞
次に、本実施例で説明した圧電発振器１０の製造方法について、図面を参考しながら説明する。図５は、本実施例に係る圧電発振器１０の製造工程を示すフローチャートである。以下、図５に示された順番に従って本実施例の圧電発振器１０の製造方法を説明する。
【００３２】
まず、圧電振動子１１が用意される（ステップＳ１１）。この工程は図５の破線Ｓ１１に示されたように以下のステップを含んでいる。
【００３３】
導電接着剤１１５により、圧電振動片１１４が真空又は不活性ガスの状態であるパッケージ１１６の内底面に固着して収容される（ステップＳ１１１）。ここで、導電接着剤１１５としては、銀フィラなどの導電材料を含有したシリコーン系樹脂が用いられる。圧電振動片１１４は、化学蒸着及びエッチングなどにより水晶片の両面にニッケル（Ｎｉ）又はクロム（Ｃｒ）の下地に金（Ａｕ）又は銀（Ａｇ）などの金属を順次に覆って発振用電極を形成する。また、パッケージ１１６はセラミックなどより構成され、発振回路及び温度補償回路を構成する配線パターンを有する。
【００３４】
圧電振動子１１の側面の中央付近に等間隔に接続端子１１２を形成する（ステップＳ１１２）。ここで、接続端子１１２は四つであり、圧電振動子１１の長辺の側面に円筒又は四角柱の形状になるように掘り切って形成される。
【００３５】
圧電振動子１１の底面に第一電極部１１１及び引出部１１３が形成される（ステップＳ１１３）。まず、一対の第一電極部１１１を接続端子１１２が設けられている辺に対向する他の長辺の両隅部に形成する。そして、前述の接続端子１１２の外側の一対の接続端子１１２Ａと一対の第一電極部１１１とを繋げる引出部１１３が形成される。ここで、第一電極部１１１及び引出部１１３にはＦｅ−Ｎｉ系合金が広く用いられる。
【００３６】
次に、圧電振動子１１と回路モジュール１３とを接続するリードフレーム１２が用意される（ステップＳ１２）。図５の破線Ｓ１２に示されたように、ステップＳ１２は金型によって第一リード部１２１を形成し（ステップＳ１２１）、金型で第二電極部１２２及び第二リード部１２３を形成する（ステップＳ１２２）。ここで、熱膨張、電気特性、強度から考えて第一リード部１２１、第二電極部１２２及び第二リード部１２３には、Ｆｅ−Ｎｉ系合金が広く用いられ、図２に示された形状を形成する。さらに、複数の第一リード部１２１は第一母材１２４により、複数の第二電極部１２２及び第二リード部１２３は第二母材１２５により連結されて同時に製造される。
【００３７】
また、ＩＣ、トランジスタ、抵抗、コンデンサ、サーミスタなどの回路素子が実装され、発振回路と温度補償回路とを含む回路モジュール１３が用意される（ステップＳ１３）。図５の破線Ｓ１３に示されたように、ステップＳ１３は半田により回路素子を固着し（ステップＳ１３１）、底面にリートフレーム１２の端子が接続される接続端子を形成する（ステップＳ１３２）。また、回路素子を樹脂により覆う。
【００３８】
その後、導電性接着剤又は半田などにより圧電振動子１１をリードフレーム１２に固着する（ステップＳ１４）。この時、圧電振動子１１の接続端子１１２をリードフレーム１２の第一リード部１２１に接続し、圧電振動子１１の上面に第一母材１２４が当接されることで、圧電振動子１１をリードフレーム１２に固着する。
【００３９】
また、回路モジュール１３を圧電振動子１１と同一の平面に並んで配置するようにリードフレーム１２に固着する（ステップＳ１５）。ここで、図４に示されたように、回路モジュール１３の六つの端子とリードフレーム１２の端子とを合わせるように回路モジュール１３をリードフレーム１２に固着する。
【００４０】
次に、第一リード部１２１から第一母材１２４を切り離す（ステップＳ１６）。リードフレーム１２によって圧電振動子１１と回路モジュール１３とを固着した後、複数の第一リード部１２１から図２及び図３に一点鎖線で示された第一母材１２４を切り離す。
【００４１】
また、一対の第一電極部１１１及び一対の第二電極部１２２が表面に露出するように、圧電振動子１１、リードフレーム１２及び回路モジュール１３を封止材１４で覆う（ステップＳ１７）。図４（ｂ）示されたように、第一電極部１１１及びの第二電極部１２２は引出部１１３、第一リード部１２１及び第二リード部１２３より低く設けているので、それらを表面に露出するように封止することができる。図６（ａ）及び（ｂ）は、封止材１４で封止した後の状態を示す。図６（ａ）は封止材１４としてエポキシ系樹脂などの熱硬化性樹脂が用いられて圧電振動子１１と回路モジュール１３とを覆った状態を示す斜視図である。図６（ｂ）は一対の第一電極部１１１及び一対の第二電極部１２２が表面に露出された状態を示す底面図である。
【００４２】
最後、第二電極部１２２に連結されている第二母材１２５を複数の圧電発振器１０から切り離す（ステップＳ１８）工程である。前述の過程を経て複数の圧電発振器１０が第二母材１２５に連結されている状態となる。その複数の圧電発振器１０から第二母材１２５を切り離すことで本実施例に係る圧電発振器１０の製造が終わることになる。ステップＳ１８で第二母材１２５が切り離されるまで、複数の圧電発振器１０が繋がっているため、一度に多くの圧電発振器１０を扱うことができる。
【００４３】
本実施例の製造方法によって形成された圧電発振器１０は、圧電振動子１１と回路モジュール１３とがリードフレーム１２により同一の平面に並んで設けられているので、圧電発振器１０の薄型化が可能になる。そして、回路モジュール１３からの熱によって、圧電振動子１１の周波数がシフトし、所望の周波数からずれることが防止できる。また、圧電振動子１１と回路モジュール１３とを封止材１４により覆うので、水分などの影響を受けることも防止できる。さらに、第一母材１２４及び第二母材１２５によって同時に複数の圧電発振器１０が製造できるので、製造コストを低減することができる。
【００４４】
（第二の実施形態）
以下、第二の実施例に係る圧電振動子２１、圧電発振器２０及び圧電発振器２０の製造方法について、図面を参照しながら説明する。ここで、同じ部材には同じ記号を付いて説明する。
【００４５】
＜圧電振動子２１について＞
図７は、本実施例に係る圧電発振器２０の組立分解図である。図７に示されたように、本実施例の圧電振動子２１は、真空又は不活性ガスの状態であるパッケージ２１６の中に圧電振動片１１４を収容されている。また、セラミックより構成されたパッケージ２１６の長辺の側面の中央付近に二つの接続端子２１２が等間隔に形成される。なお、本実施例で接続端子２１２は側面から見ると円筒を半分に割った形状である。接続端子２１２は他の四角柱を半分に割った形状でもよい。
【００４６】
本実施例で、二つの接続端子２１２はパッケージ２１６に設けた配線パターン（図示しない）及び圧電振動片１１４をパッケージ２１６の中に固着した導電接着剤（図示しない）によって圧電振動片１１４に電気接続されている。
【００４７】
前述の構成によれば、圧電発振器２０の小型化、薄型化に適した圧電振動子２１が提供できる。
【００４８】
＜圧電発振器２０について＞
図７に示されたように、圧電発振器２０は本実施例で説明した圧電振動子２１と、リードフレーム２２と、回路モジュール１３とを含んでいる。ここで、リードフレーム２２は、一対の第一電極部２１１と、外側の二つリード部２２１Ａが一対の第一電極部２１１に接続される四つの第一リード部２２１と、一対の第一電極部２１１に対応する一対の第二電極部１２２と、その一対の第二電極部１２２に接続される一対の第二リード部１２３とを備える。また、第一電極部２１１及び第二電極部１２２は同一の平面に位置し、第一リード部２２１及び第二リード部１２３は第一電極部２１１及び第二電極部１２２の上にそれぞれ設けている。また、製造し易くするために、複数の第一電極部２１１及び第一リード部２２１は第一母材２２４により連結され、複数の第二電極部１２２は第二母材１２５により連結されている。さらに、図示しなかったが、圧電振動子２１及び回路モジュール１３は、図３のようにリードフレーム２２によって同一の平面に並んで配置される。
【００４９】
なお、本実施例の圧電発振器２０の連結構成は図４に示された構成と同じなので、ここで説明を省略する。第一の実施例のように、第一電極部２１１及び第二電極部１２２は同一の平面の上にあり、第一リード部２２１及び第二リード部１２３はその平面の上に設けられている。
【００５０】
本実施例の圧電発振器２０は、圧電振動子２１及び回路モジュール１３がリードフレーム２２を介して電気接続され、回路モジュール１３の発振回路や温度補償回路によって動作する。まず、リードフレーム２２の第一電極部２１１及び第二電極部２２２が外部電源（図示しない）に接続される。ここで、一対の第一電極部２１１は外側の一対の第一リード部２２１Ａにより、一対の第二電極部１２２は一対の第二リード部１２３により回路モジュール１３に電気接続される。また、回路モジュール１３と圧電振動子２１とはリードフレーム２２の内側の一対の第一リード部２２１Ｂ及び圧電振動子２１に設けた一対の接続端子２１２によって信号を伝送する。従って、圧電発振器２０は回路モジュール１３の発振回路または温度補償回路などによって、圧電振動片１１４を発振させ、温度補償を行う。
【００５１】
＜圧電発振器２０の製造方法について＞
図８は、本実施例に係る圧電発振器２０の製造工程を示すフローチャートである。以下、図８に示された順番に従って本実施例の圧電発振器２０の製造方法を説明する。
【００５２】
まず、圧電振動子２１が用意される（ステップＳ２１）。図８の破線Ｓ２１に示されたように以下のステップを含んでいる。
【００５３】
導電接着剤（図示しない）により、圧電振動片１１４が真空又は不活性ガスの状態であるパッケージ２１６の内底面に固着して収容される（ステップＳ２１１）。ここで、パッケージ２１６は、セラミックなどより構成され、発振回路及び温度補償回路を構成する配線パターンを有する。
【００５４】
圧電振動子２１の側面の中央付近に一対の接続端子２１２が形成される（ステップＳ２１２）。ここで、接続端子２１２は圧電振動子２１の長辺の側面に円筒の形状又は四角柱になるように掘り切って形成される。
【００５５】
次に、圧電振動子２１と回路モジュール１３とを接続するリードフレーム２２が用意される（ステップＳ２２）。図８の破線Ｓ２２に示されたように、ステップＳ２２は金型によって第一電極部２１１及び第一リード部２２１を形成し（ステップＳ２２１）、金型によって第二電極部１２２及び第二リード部１２３を形成する（ステップＳ２２２）。ここで、熱膨張、電気特性、強度から考えて、第一電極部２１１及び第一リード部２２１は、Ｆｅ−Ｎｉ系合金が広く用いられ、図７に示されたような形状を形成する。さらに、複数の第一電極部２１１及び第一リード部２２１は第一母材２２４により、複数の第二電極部１２２及び第二リード部１２３は第二母材１２５により連結されて同時に製造される。
【００５６】
また、ＩＣ、トランジスタ、抵抗、コンデンサ、サーミスタなどの回路素子が実装され、発振回路と温度補償回路とを含む回路モジュール１３が用意される（ステップＳ２３）。図８の破線Ｓ２３に示されたように、ステップＳ２３は半田により回路素子を固着し（ステップＳ２３１）、底面にリートフレーム２２の端子が接続される接続端子を形成する（ステップＳ２３２）。また、回路素子を樹脂により覆う。
【００５７】
その後、導電性接着剤又は半田などにより圧電振動子２１がリードフレーム２２に固着される（ステップＳ２４）。この時、圧電振動子２１を外側の一対の第一リード部２２１Ａの上に搭載し、圧電振動子２１の接続端子２１２を内側の一対の第一リード部２２１Ｂに当接することで、圧電振動子２１をリードフレーム２２に固着する。
【００５８】
また、回路モジュール１３を圧電振動子２１と同一の平面に並んで配置するようにリードフレーム２２に固着する（ステップＳ２５）。ここで、図４のように、回路モジュール１３の六つの端子とリードフレーム２２の端子とを合わせるように回路モジュール１３をリードフレーム２２に固着する。
【００５９】
また、第一電極部２１１及び第一リード部２２１から第一母材２２４を切り離す（ステップＳ２６）。リードフレーム２２によって圧電振動子２１と回路モジュール１３とを固着した後、複数の第一電極部２１１及び第一リード部２２１から図７に一点鎖線で示された第一母材２２４を切り離す。
【００６０】
また、一対の第一電極部２１１及び一対の第二電極部１２２が表面に露出するように、圧電振動子２１、リードフレーム２２及び回路モジュール１３を封止材（図示しない）で覆う（ステップＳ２７）。第一電極部２１１及び第二電極部１２２は第一リード部２２１Ａ、２２１Ｂ及び第二リード部１２３より低い平面に設けているので、それらを表面に露出するように封止することができる。図６（ａ）及び（ｂ）は封止材１４により封止した後の状態を示す。
【００６１】
最後、第二電極部１２２に連結されている第二母材１２５を圧電発振器２０から切り離す（ステップＳ２８）。前述の過程を経て複数の圧電発振器２０が第二母材１２５に連結されている状態となる。その複数の圧電発振器２０から第二母材１２５を切り離すことで本実施例に係る圧電発振器２０の製造が終わることになる。
【００６２】
本実施例の製造方法によって形成された圧電発振器２０は、圧電振動子２１と回路モジュール１３とがリードフレーム２２により同一の平面に並んで設けられているので、圧電発振器２０の薄型化が可能になる。そして、回路モジュール１３からの熱によって、圧電振動子２１の周波数がシフトし、所望の周波数からずれることが防止できる。また、圧電振動子２１と回路モジュール１３とを封止材により覆うので、水分などの影響を受けることも防止できる。さらに、第一母材２２４及び第二母材１２５によって同時に複数の圧電発振器２０が製造できるので、製造コストを低減することができる。
【００６３】
また、第一の実施例に比べると、圧電振動子１１の底面に第一電極部１１１及び引出部１１３を設ける代わりに、第一電極部２１１が第一リード部２２１と一緒に製造される。さらに、四つの接続端子１１２の代わりに、二つの接続端子２１２のみ形成されて圧電振動子２１の製造工程がより簡単になる。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
以上、薄型化を達成すると共に、発振周波数の安定化、電力の低消費化、組立性の向上、及び低コスト化という各種要求を同時に満足することができる薄型の圧電発振器が得られる。
【００６５】
また、本発明の最適な実施例について詳細に説明したが、当業者に明らかなように、本発明はその技術的範囲内において実施例に様々な変更・変形を加えて実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】第一の実施例に係る圧電振動子の構成を示す図である。そのうち、（ａ）は底面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図、（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。
【図２】第一の実施例に係る圧電発振器の組立分解図である。
【図３】第一の実施例に係る圧電発振器を組立した後の斜視図である。
【図４】第一の実施例に係る圧電発振器の連結構成を示す図である。そのうち、（ａ）は底面図、（ｂ）は側面図である。
【図５】第一の実施例に係る圧電発振器の製造工程を示すフローチャートである。
【図６】本発明に係る圧電振動子と回路モジュールとを封止材により覆った状態を示す図である。そのうち、（ａ）は斜視図、（ｂ）は底面図である。
【図７】第二の実施例に係る圧電発振器の組立分解図である。
【図８】第二の実施例に係る圧電発振器の製造工程を示すフローチャートである。
【図９】従来の圧電振動子と半導体部品とが上下に形成された圧電発振器の構成を示す図である。そのうち、（ａ）は一例の断面図、（ｂ）は（ａ）の底面図である。
【図１０】従来の圧電振動子と回路モジュールとが回路基板の上に隣接するように形成された圧電発振器の構成を示す図である。そのうち、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【符号の説明】
【００６７】
１０、２０ …… 圧電発振器
１１、２１ …… 圧電振動子
１２、２２ …… リードフレーム
１３ …… 回路モジュール
１４ …… 封止材
１１１、２１１ …… 第一電極部
１１２、１１２Ａ、１１２Ｂ、２１２ …… 接続端子
１１３ …… 引出部
１１４ …… 圧電振動片
１１５ …… 導電接着剤
１１６、２１６ …… パッケージ
１２１、１２１Ａ、１２１Ｂ、２２１、２２１Ａ、２２１Ｂ …… 第一リード部
１２２ …… 第二電極部
１２３ …… 第二リード部
１２４、２２４ …… 第一母材
１２５ …… 第二母材
４０ …… パッケージ
４１ …… 圧電振動片
４２ …… 半導体部品
４３ …… 蓋体
４４ …… 電極
４５ …… 回路基板
４６ …… 圧電振動子
４７ …… モジュール基板
４８ …… 回路素子
４９ …… 封止材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電振動子、圧電発振器及び圧電発振器の製造方法に関し、特に圧電振動子と回路モジュールとを同一の平面に並んで配置した圧電振動子、圧電発振器及び圧電発振器の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機等の移動体通信機器の普及に伴う小型化及び低価格化の急激な進展により、これらの通信機器に使用される圧電発振器に対しても、薄型化、小型化、低価格化の要求が高まっている。
【０００３】
特許文献１に示された圧電発振器が提案されている。図９（ａ）は、その圧電発振器の断面図である。図９（ａ）のように、パッケージ４０の凹部内に圧電振動片４１と半導体部品４２とを上下に共に収納した状態で、開口部が蓋体４３により気密封止される。なお、パッケージ４０はセラミック等からなり、半導体部品４２は発振回路を構成するコンデンサ、抵抗、及び集積回路などを含む。また、図９（ｂ）は、図９（ａ）に示された圧電発振器の底面図である。
【０００４】
また、特許文献２に開示された圧電発振器は、図９に示された圧電発振器をより薄型化するために、図１０（ａ）及び（ｂ）のように、回路基板４５の上に圧電振動子４６及びモジュール基板４７を隣接するように搭載する。さらに、圧電発振器はそのモジュール基板４７の上に回路素子４８を実装した後、圧電振動子４６、回路素子４８及びモジュール基板４７が封止材４９により覆わられている。
【特許文献１】特開２００４−０１５４４１号公報
【特許文献２】特開２００７−０３６５３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示された圧電発振器は、上下に水晶振動子と半導体部品とを実装するため、圧電発振器の全体の高さが大きくなって薄型化が図られない問題がある。また、圧電振動片と発振回路を構成する抵抗などの半導体部品とが同じ凹部内に収納された構造である。このため、発振回路の発熱などの影響によって圧電振動片の周波数がシフトし、所望の周波数からずれる問題もある。従って、圧電発振器の全体の薄型化を図ることや圧電振動子の動作温度を一定に維持することには限界がある。
【０００６】
特許文献２に開示された圧電発振器は、前述の問題を解決するために、回路基板の上に圧電振動子と回路モジュールとを同一の平面に隣接されるように設ける。しかし、その圧電発振器の全体の高さは、少なくとも回路基板の厚さに圧電振動子又は回路モジュールの厚さを加えた高さである。このため更なる薄型化を図ることができないし、圧電振動子と回路モジュールとをワイヤーボンディングで接続するなどの追加工程が増えてしまいコストの上昇を招いている。
【０００７】
本発明は前述の問題に鑑み、圧電発振器の高さがより低くなり、回路の発熱によって圧電振動子が影響されない圧電発振器及び圧電発振器の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１観点における圧電振動子は、圧電振動片と圧電振動片を収容するパッケージとを含み、側面には少なくとも四つの接続端子が形成され、底面には一対の電極部と、接続端子のうちの一対の接続端子と一対の電極部とをそれぞれ接続する引出部とが形成される。
このような構成によれば、圧電発振器の小型化、薄型化に適した圧電振動子が提供できる。
【０００９】
第２観点における圧電発振器は、圧電振動片を収容し、底面に一対の第一電極部が設けられた圧電振動子と、圧電振動子と同一の平面に並んで配置され、回路素子が実装された回路モジュールと、圧電振動子と回路モジュールとを電気接続するとともに、一対の第二電極部が設けられたリードフレームとを備える。
このような構成によれば、特許文献２で必須であった回路基板が不要となり、圧電振動子と回路モジュールとが同一の平面に設けられる。なお、圧電発振器の高さは、圧電振動子の厚さと電極部の厚さとを加えた高さとなり、全体圧電発振器の薄型化が可能である。さらに、回路モジュールからの熱によって、圧電振動子の周波数がシフトし、所望の周波数からずれることを防止することができる。
【００１０】
第３観点における圧電発振器において、圧電振動子の側面は、リードフレームを介して回路モジュールに接続する四つの接続端子を含み、圧電振動子の底面は、四つの接続端子のうちの一対の接続端子と一対の第一電極部とをそれぞれ接続する引出部を含む。
【００１１】
第４観点における圧電発振器のリードフレームは、圧電振動子の接続端子に接続される第一リード部と、第二電極部に接続される第二リード部とを備える。
第３、及び第４観点によれば、回路基板が不要となり、圧電振動子と回路モジュールとが同一の平面に並んで配置される。
【００１２】
第５観点における圧電発振器は、圧電振動子と回路モジュールとを封止材により覆う。
このような構成によれば、水分などの影響を受けることを防止できる。
【００１３】
第６観点における圧電発振器において、第一リード部及び第二リード部は封止材に覆われ、一対の第一電極部と一対の第二電極部とが封止材に覆われていない。
このように封止すれば、第一電極及び第二電極が外に露出して外部電源に接続されて圧電振動子及び回路モジュールに給電することができる。
【００１４】
第７観点における圧電発振器の製造方法は、一対の第一電極部を有する圧電振動子を用意する工程と、回路素子が実装された回路モジュールを用意する工程と、一対の第二電極部が形成されたリードフレームを用意する工程と、リードフレームを介して回路モジュールを圧電振動子と同一の平面に並んで配置して電気接続する工程と、一対の第一電極部及び一対の第二電極部が表面に露出するように、圧電振動子と回路モジュールとを封止材で覆う工程とを備える。
このような方法によれば、特許文献２で必須であった回路基板が不要で、薄型化が可能となる圧電発振器が製造できる。さらに、回路モジュールからの熱によって、圧電振動子の周波数がシフトし、所望の周波数からずれることが防止できる圧電発振器が製造される。
【００１５】
第８観点における圧電発振器の製造方法において、圧電振動子を用意する工程は、回路モジュールに接続される四つの接続端子を側面に形成する工程と、一対の第一電極部と第一電極部に接続する一対の引出部とを底面に形成する工程とを備える。
【００１６】
第９観点における圧電発振器の製造方法において、リードフレームを用意する工程は、接続端子に接続される第一リード部を形成する工程と、第二電極部に接続される第二リード部を形成する工程とを備える。
【００１７】
第１０観点における圧電発振器の製造方法において、第一リード部は第一母材に複数形成されており、第二電極部及び第二リード部は第二母材に複数形成されており、第一母材は封止材で覆われる前に第一電極部及び第一リード部から切り離し、第二母材は封止材で覆われた後に第二電極部から切り離す。
このように母材を用いた製造方法は、圧電振動子と回路モジュールとをワイヤーボンディングで接続するなどの追加工程が不要となり、量産化を図ることができる。従って、製造コストを低減できる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、圧電振動子と回路モジュールとが同一の平面に並んで設けられているので、圧電発振器の薄型化が可能となる。また、回路モジュールからの熱によって、圧電振動子の周波数がシフトし、所望の周波数からずれることも防止できる。また、圧電振動子と回路モジュールとが封止材により覆われたので、水分などの影響を受けることも防止できる。さらに、圧電振動子と回路モジュールとをワイヤーボンディングで接続するなどの追加工程が不要なので、製造コストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
（第一の実施例）
以下、第一の実施例に係る圧電振動子１１、圧電発振器１０及び圧電発振器１０の製造方法について、図１ないし図６を参照しながら説明する。
【００２０】
＜圧電振動子１１について＞
図１は、本実施例に係る圧電振動子１１の構成を示す図である。そのうち、（ａ）は底面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図、（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。
【００２１】
図１（ａ）に示されたように、本実施例の圧電振動子１１は、セラミックより構成されたパッケージ１１６の長辺の両隅部に一対の第一電極部１１１が設けられ、他方の長辺の中央付近に四つの接続端子１１２が等間隔に形成される。その四つの接続端子１１２の外側の一対の接続端子１１２Ａが引出部１１３を介して一対の第一電極部１１１にそれぞれ連結される。なお、本実施例で接続端子１１２の底面は半円形であるが、側面から見ると円筒を半分に割った形状である（図２を参照）。また、接続端子１１２は他の四角柱を半分に割った形状でもよい。
【００２２】
図１（ｂ）に示されたように、本実施例の圧電振動子１１の内部に、圧電振動片１１４及び導電接着剤１１５を含んでいる。ここで、圧電振動片１１４は真空又は不活性ガスの状態であるパッケージ１１６の中に収容される。また、圧電振動片１１４は導電接着剤１１５によりパッケージ１１６の内底面に固着してパッケージ１１６の中に収容される。さらに、圧電振動片１１４は水晶振動片を含み、ＡＴ振動片、ＳＡＷ振動片、音叉型振動片などの様々な種類がある。
また、図１（ｃ）に示されたように、第一電極部１１１は引出部１１３より薄くになっている。
【００２３】
本実施例で、四つの接続端子１１２のうちの外側の一対の接続端子１１２Ａは外部電源（図示しない）に接続される第一電極部１１１に電気接続される。また、図示していないが、四つの接続端子１１２のうちの内側の一対の接続端子１１２Ｂはパッケージ１１６に設けた配線パターン及び導電接着剤１１５によって圧電振動片１１４に電気接続される。つまり、圧電振動子１１の四つの接続端子１１２のうち、外側の一対の接続端子１１２Ａは圧電振動子１１から外部へ、内側の一対の接続端子１１２Ｂは外部から圧電振動子１１へ信号を伝送する。
【００２４】
前述の構成によれば、圧電発振器１０の小型化、薄型化に適した圧電振動子１１が提供できる。
【００２５】
＜圧電発振器１０について＞
次に、圧電発振器１０について、図２ないし図４を参照しながら説明する。
【００２６】
図２は本実施例に係る圧電発振器１０の組立分解図である。
図２に示されたように、圧電発振器１０は図１に示された圧電振動子１１と、リードフレーム１２と、回路モジュール１３とを含んでいる。ここで、リードフレーム１２は、圧電振動子１１の接続端子１１２に接続される四つの第一リード部１２１（圧電振動子１１の接続端子１１２Ａ、１１２Ｂに対応する１２１Ａ、１２１Ｂを含む）と、一対の第一電極部１１１に対応する一対の第二電極部１２２と、その一対の第二電極部１２２に接続される一対の第二リード部１２３とを備える。ここで、一対の第二リード部１２３は一対の第二電極部１２２の上にそれぞれ設けられる。また、製造し易くするために、複数の第一リード部１２１は第一母材１２４により連結され、複数の第二電極部１２２及び第二リード部１２３は第二母材１２５により連結されている。さらに、回路モジュール１３は、その内に複数の回路素子（ＩＣ、トランジスタ、抵抗、コンデンサ、サーミスタなどの少なくとも１つ）が形成されている。
【００２７】
図３は本実施例に係る圧電発振器１０を組み立てた後、後述する封止材１４で覆う前の状態を示す斜視図である。
図３に示されたように、圧電振動子１１と回路モジュール１３とはリードフレーム１２によって同一の平面に並んで設置される。ここで、第一リード部１２１Ａ、１２１Ｂが図２に示された圧電振動子１１の接続端子１１２Ａ、１１２Ｂにそれぞれ接続され、圧電振動子１１の上面が第一母材１２４に当接されるように設置する。これにより、第一リード部１２１が安定して接続端子１１２に接する。また、回路モジュール１３は第一リード部１２１及び第二リード部１２３の端子より構成された平面の上に設置される。
【００２８】
図４は本実施例に係る圧電発振器１０の連結構成を示す図であり、そのうち、（ａ）は底面図、（ｂ）は側面図である。
図４（ａ）に示されたように、リードフレーム１２の第一リード部１２１と第二リード部１２３との六つの端子は、回路モジュール１３の底面に備えられた六つの端子（長手方向に２列等間隔（２×３行列）に形成される。）にそれぞれ接続される。なお、回路モジュール１３の端子は、圧電発振器１０を制御する端子（図示しない）と、圧電振動片１１４への二つの入出力端子（図示しない）と、アース接続された端子（図示しない）と、回路素子に電源供給を行う端子（図示しない）と、圧電発振器１０の出力端子（図示しない）とを含む。
【００２９】
図４（ｂ）に示されたように、第一電極部１１１及び第二電極部１２２は平面ＰＬの同一面の上にあり、他の引出部１１３、第一リード部１２１及び第二リード部１２３は全てそのＰＬと接しないように設けられている。
【００３０】
図２ないし図４に示されたように、圧電発振器１０は圧電振動子１１及び回路モジュール１３がリードフレーム１２を介して電気接続され、回路モジュール１３の発振回路や温度補償回路によって動作する。まず、圧電振動子１１の第一電極部１１１及びリードフレーム１２の第二電極部１２２が外部電源（図示しない）に接続される。また、第一電極部１１１は引出部１１３と外側の一対の接続端子１１２Ａ及び第一リード部１２１Ａとにより、第二電極部１２２は第二リード部１２３により回路モジュール１３に電気接続される。さらに、回路モジュール１３と圧電振動子１１とは内側の一対の第一リード部１２１Ｂ及び接続端子１１２Ｂによって、信号を伝送する。従って、圧電発振器１０は回路モジュール１３の発振回路または温度補償回路などによって、圧電振動片１１４を発振させ、温度補償を行う。
【００３１】
＜圧電発振器１０の製造方法について＞
次に、本実施例で説明した圧電発振器１０の製造方法について、図面を参考しながら説明する。図５は、本実施例に係る圧電発振器１０の製造工程を示すフローチャートである。以下、図５に示された順番に従って本実施例の圧電発振器１０の製造方法を説明する。
【００３２】
まず、圧電振動子１１が用意される（ステップＳ１１）。この工程は図５の破線Ｓ１１に示されたように以下のステップを含んでいる。
【００３３】
導電接着剤１１５により、圧電振動片１１４が真空又は不活性ガスの状態であるパッケージ１１６の内底面に固着して収容される（ステップＳ１１１）。ここで、導電接着剤１１５としては、銀フィラなどの導電材料を含有したシリコーン系樹脂が用いられる。圧電振動片１１４は、化学蒸着及びエッチングなどにより水晶片の両面にニッケル（Ｎｉ）又はクロム（Ｃｒ）の下地に金（Ａｕ）又は銀（Ａｇ）などの金属を順次に覆って発振用電極を形成する。また、パッケージ１１６はセラミックなどより構成され、発振回路及び温度補償回路を構成する配線パターンを有する。
【００３４】
圧電振動子１１の側面の中央付近に等間隔に接続端子１１２を形成する（ステップＳ１１２）。ここで、接続端子１１２は四つであり、圧電振動子１１の長辺の側面に円筒又は四角柱の形状になるように掘り切って形成される。
【００３５】
圧電振動子１１の底面に第一電極部１１１及び引出部１１３が形成される（ステップＳ１１３）。まず、一対の第一電極部１１１を接続端子１１２が設けられている辺に対向する他の長辺の両隅部に形成する。そして、前述の接続端子１１２の外側の一対の接続端子１１２Ａと一対の第一電極部１１１とを繋げる引出部１１３が形成される。ここで、第一電極部１１１及び引出部１１３にはＦｅ−Ｎｉ系合金が広く用いられる。
【００３６】
次に、圧電振動子１１と回路モジュール１３とを接続するリードフレーム１２が用意される（ステップＳ１２）。図５の破線Ｓ１２に示されたように、ステップＳ１２は金型によって第一リード部１２１を形成し（ステップＳ１２１）、金型で第二電極部１２２及び第二リード部１２３を形成する（ステップＳ１２２）。ここで、熱膨張、電気特性、強度から考えて第一リード部１２１、第二電極部１２２及び第二リード部１２３には、Ｆｅ−Ｎｉ系合金が広く用いられ、図２に示された形状を形成する。さらに、複数の第一リード部１２１は第一母材１２４により、複数の第二電極部１２２及び第二リード部１２３は第二母材１２５により連結されて同時に製造される。
【００３７】
また、ＩＣ、トランジスタ、抵抗、コンデンサ、サーミスタなどの回路素子が実装され、発振回路と温度補償回路とを含む回路モジュール１３が用意される（ステップＳ１３）。図５の破線Ｓ１３に示されたように、ステップＳ１３は半田により回路素子を固着し（ステップＳ１３１）、底面にリートフレーム１２の端子が接続される接続端子を形成する（ステップＳ１３２）。また、回路素子を樹脂により覆う。
【００３８】
その後、導電性接着剤又は半田などにより圧電振動子１１をリードフレーム１２に固着する（ステップＳ１４）。この時、圧電振動子１１の接続端子１１２をリードフレーム１２の第一リード部１２１に接続し、圧電振動子１１の上面に第一母材１２４が当接されることで、圧電振動子１１をリードフレーム１２に固着する。
【００３９】
また、回路モジュール１３を圧電振動子１１と同一の平面に並んで配置するようにリードフレーム１２に固着する（ステップＳ１５）。ここで、図４に示されたように、回路モジュール１３の六つの端子とリードフレーム１２の端子とを合わせるように回路モジュール１３をリードフレーム１２に固着する。
【００４０】
次に、第一リード部１２１から第一母材１２４を切り離す（ステップＳ１６）。リードフレーム１２によって圧電振動子１１と回路モジュール１３とを固着した後、複数の第一リード部１２１から図２及び図３に一点鎖線で示された第一母材１２４を切り離す。
【００４１】
また、一対の第一電極部１１１及び一対の第二電極部１２２が表面に露出するように、圧電振動子１１、リードフレーム１２及び回路モジュール１３を封止材１４で覆う（ステップＳ１７）。図４（ｂ）示されたように、第一電極部１１１及びの第二電極部１２２は引出部１１３、第一リード部１２１及び第二リード部１２３より低く設けているので、それらを表面に露出するように封止することができる。図６（ａ）及び（ｂ）は、封止材１４で封止した後の状態を示す。図６（ａ）は封止材１４としてエポキシ系樹脂などの熱硬化性樹脂が用いられて圧電振動子１１と回路モジュール１３とを覆った状態を示す斜視図である。図６（ｂ）は一対の第一電極部１１１及び一対の第二電極部１２２が表面に露出された状態を示す底面図である。
【００４２】
最後、第二電極部１２２に連結されている第二母材１２５を複数の圧電発振器１０から切り離す（ステップＳ１８）工程である。前述の過程を経て複数の圧電発振器１０が第二母材１２５に連結されている状態となる。その複数の圧電発振器１０から第二母材１２５を切り離すことで本実施例に係る圧電発振器１０の製造が終わることになる。ステップＳ１８で第二母材１２５が切り離されるまで、複数の圧電発振器１０が繋がっているため、一度に多くの圧電発振器１０を扱うことができる。
【００４３】
本実施例の製造方法によって形成された圧電発振器１０は、圧電振動子１１と回路モジュール１３とがリードフレーム１２により同一の平面に並んで設けられているので、圧電発振器１０の薄型化が可能になる。そして、回路モジュール１３からの熱によって、圧電振動子１１の周波数がシフトし、所望の周波数からずれることが防止できる。また、圧電振動子１１と回路モジュール１３とを封止材１４により覆うので、水分などの影響を受けることも防止できる。さらに、第一母材１２４及び第二母材１２５によって同時に複数の圧電発振器１０が製造できるので、製造コストを低減することができる。
【００４４】
（第二の実施形態）
以下、第二の実施例に係る圧電振動子２１、圧電発振器２０及び圧電発振器２０の製造方法について、図面を参照しながら説明する。ここで、同じ部材には同じ記号を付いて説明する。
【００４５】
＜圧電振動子２１について＞
図７は、本実施例に係る圧電発振器２０の組立分解図である。図７に示されたように、本実施例の圧電振動子２１は、真空又は不活性ガスの状態であるパッケージ２１６の中に圧電振動片１１４を収容されている。また、セラミックより構成されたパッケージ２１６の長辺の側面の中央付近に二つの接続端子２１２が等間隔に形成される。なお、本実施例で接続端子２１２は側面から見ると円筒を半分に割った形状である。接続端子２１２は他の四角柱を半分に割った形状でもよい。
【００４６】
本実施例で、二つの接続端子２１２はパッケージ２１６に設けた配線パターン（図示しない）及び圧電振動片１１４をパッケージ２１６の中に固着した導電接着剤（図示しない）によって圧電振動片１１４に電気接続されている。
【００４７】
前述の構成によれば、圧電発振器２０の小型化、薄型化に適した圧電振動子２１が提供できる。
【００４８】
＜圧電発振器２０について＞
図７に示されたように、圧電発振器２０は本実施例で説明した圧電振動子２１と、リードフレーム２２と、回路モジュール１３とを含んでいる。ここで、リードフレーム２２は、一対の第一電極部２１１と、外側の二つリード部２２１Ａが一対の第一電極部２１１に接続される四つの第一リード部２２１と、一対の第一電極部２１１に対応する一対の第二電極部１２２と、その一対の第二電極部１２２に接続される一対の第二リード部１２３とを備える。また、第一電極部２１１及び第二電極部１２２は同一の平面に位置し、第一リード部２２１及び第二リード部１２３は第一電極部２１１及び第二電極部１２２の上にそれぞれ設けている。また、製造し易くするために、複数の第一電極部２１１及び第一リード部２２１は第一母材２２４により連結され、複数の第二電極部１２２は第二母材１２５により連結されている。さらに、図示しなかったが、圧電振動子２１及び回路モジュール１３は、図３のようにリードフレーム２２によって同一の平面に並んで配置される。
【００４９】
なお、本実施例の圧電発振器２０の連結構成は図４に示された構成と同じなので、ここで説明を省略する。第一の実施例のように、第一電極部２１１及び第二電極部１２２は同一の平面の上にあり、第一リード部２２１及び第二リード部１２３はその平面の上に設けられている。
【００５０】
本実施例の圧電発振器２０は、圧電振動子２１及び回路モジュール１３がリードフレーム２２を介して電気接続され、回路モジュール１３の発振回路や温度補償回路によって動作する。まず、リードフレーム２２の第一電極部２１１及び第二電極部２２２が外部電源（図示しない）に接続される。ここで、一対の第一電極部２１１は外側の一対の第一リード部２２１Ａにより、一対の第二電極部１２２は一対の第二リード部１２３により回路モジュール１３に電気接続される。また、回路モジュール１３と圧電振動子２１とはリードフレーム２２の内側の一対の第一リード部２２１Ｂ及び圧電振動子２１に設けた一対の接続端子２１２によって信号を伝送する。従って、圧電発振器２０は回路モジュール１３の発振回路または温度補償回路などによって、圧電振動片１１４を発振させ、温度補償を行う。
【００５１】
＜圧電発振器２０の製造方法について＞
図８は、本実施例に係る圧電発振器２０の製造工程を示すフローチャートである。以下、図８に示された順番に従って本実施例の圧電発振器２０の製造方法を説明する。
【００５２】
まず、圧電振動子２１が用意される（ステップＳ２１）。図８の破線Ｓ２１に示されたように以下のステップを含んでいる。
【００５３】
導電接着剤（図示しない）により、圧電振動片１１４が真空又は不活性ガスの状態であるパッケージ２１６の内底面に固着して収容される（ステップＳ２１１）。ここで、パッケージ２１６は、セラミックなどより構成され、発振回路及び温度補償回路を構成する配線パターンを有する。
【００５４】
圧電振動子２１の側面の中央付近に一対の接続端子２１２が形成される（ステップＳ２１２）。ここで、接続端子２１２は圧電振動子２１の長辺の側面に円筒の形状又は四角柱になるように掘り切って形成される。
【００５５】
次に、圧電振動子２１と回路モジュール１３とを接続するリードフレーム２２が用意される（ステップＳ２２）。図８の破線Ｓ２２に示されたように、ステップＳ２２は金型によって第一電極部２１１及び第一リード部２２１を形成し（ステップＳ２２１）、金型によって第二電極部１２２及び第二リード部１２３を形成する（ステップＳ２２２）。ここで、熱膨張、電気特性、強度から考えて、第一電極部２１１及び第一リード部２２１は、Ｆｅ−Ｎｉ系合金が広く用いられ、図７に示されたような形状を形成する。さらに、複数の第一電極部２１１及び第一リード部２２１は第一母材２２４により、複数の第二電極部１２２及び第二リード部１２３は第二母材１２５により連結されて同時に製造される。
【００５６】
また、ＩＣ、トランジスタ、抵抗、コンデンサ、サーミスタなどの回路素子が実装され、発振回路と温度補償回路とを含む回路モジュール１３が用意される（ステップＳ２３）。図８の破線Ｓ２３に示されたように、ステップＳ２３は半田により回路素子を固着し（ステップＳ２３１）、底面にリートフレーム２２の端子が接続される接続端子を形成する（ステップＳ２３２）。また、回路素子を樹脂により覆う。
【００５７】
その後、導電性接着剤又は半田などにより圧電振動子２１がリードフレーム２２に固着される（ステップＳ２４）。この時、圧電振動子２１を外側の一対の第一リード部２２１Ａの上に搭載し、圧電振動子２１の接続端子２１２を内側の一対の第一リード部２２１Ｂに当接することで、圧電振動子２１をリードフレーム２２に固着する。
【００５８】
また、回路モジュール１３を圧電振動子２１と同一の平面に並んで配置するようにリードフレーム２２に固着する（ステップＳ２５）。ここで、図４のように、回路モジュール１３の六つの端子とリードフレーム２２の端子とを合わせるように回路モジュール１３をリードフレーム２２に固着する。
【００５９】
また、第一電極部２１１及び第一リード部２２１から第一母材２２４を切り離す（ステップＳ２６）。リードフレーム２２によって圧電振動子２１と回路モジュール１３とを固着した後、複数の第一電極部２１１及び第一リード部２２１から図７に一点鎖線で示された第一母材２２４を切り離す。
【００６０】
また、一対の第一電極部２１１及び一対の第二電極部１２２が表面に露出するように、圧電振動子２１、リードフレーム２２及び回路モジュール１３を封止材（図示しない）で覆う（ステップＳ２７）。第一電極部２１１及び第二電極部１２２は第一リード部２２１Ａ、２２１Ｂ及び第二リード部１２３より低い平面に設けているので、それらを表面に露出するように封止することができる。図６（ａ）及び（ｂ）は封止材１４により封止した後の状態を示す。
【００６１】
最後、第二電極部１２２に連結されている第二母材１２５を圧電発振器２０から切り離す（ステップＳ２８）。前述の過程を経て複数の圧電発振器２０が第二母材１２５に連結されている状態となる。その複数の圧電発振器２０から第二母材１２５を切り離すことで本実施例に係る圧電発振器２０の製造が終わることになる。
【００６２】
本実施例の製造方法によって形成された圧電発振器２０は、圧電振動子２１と回路モジュール１３とがリードフレーム２２により同一の平面に並んで設けられているので、圧電発振器２０の薄型化が可能になる。そして、回路モジュール１３からの熱によって、圧電振動子２１の周波数がシフトし、所望の周波数からずれることが防止できる。また、圧電振動子２１と回路モジュール１３とを封止材により覆うので、水分などの影響を受けることも防止できる。さらに、第一母材２２４及び第二母材１２５によって同時に複数の圧電発振器２０が製造できるので、製造コストを低減することができる。
【００６３】
また、第一の実施例に比べると、圧電振動子１１の底面に第一電極部１１１及び引出部１１３を設ける代わりに、第一電極部２１１が第一リード部２２１と一緒に製造される。さらに、四つの接続端子１１２の代わりに、二つの接続端子２１２のみ形成されて圧電振動子２１の製造工程がより簡単になる。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
以上、薄型化を達成すると共に、発振周波数の安定化、電力の低消費化、組立性の向上、及び低コスト化という各種要求を同時に満足することができる薄型の圧電発振器が得られる。
【００６５】
また、本発明の最適な実施例について詳細に説明したが、当業者に明らかなように、本発明はその技術的範囲内において実施例に様々な変更・変形を加えて実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】第一の実施例に係る圧電振動子の構成を示す図である。そのうち、（ａ）は底面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図、（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。
【図２】第一の実施例に係る圧電発振器の組立分解図である。
【図３】第一の実施例に係る圧電発振器を組立した後の斜視図である。
【図４】第一の実施例に係る圧電発振器の連結構成を示す図である。そのうち、（ａ）は底面図、（ｂ）は側面図である。
【図５】第一の実施例に係る圧電発振器の製造工程を示すフローチャートである。
【図６】本発明に係る圧電振動子と回路モジュールとを封止材により覆った状態を示す図である。そのうち、（ａ）は斜視図、（ｂ）は底面図である。
【図７】第二の実施例に係る圧電発振器の組立分解図である。
【図８】第二の実施例に係る圧電発振器の製造工程を示すフローチャートである。
【図９】従来の圧電振動子と半導体部品とが上下に形成された圧電発振器の構成を示す図である。そのうち、（ａ）は一例の断面図、（ｂ）は（ａ）の底面図である。
【図１０】従来の圧電振動子と回路モジュールとが回路基板の上に隣接するように形成された圧電発振器の構成を示す図である。そのうち、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【符号の説明】
【００６７】
１０、２０ …… 圧電発振器
１１、２１ …… 圧電振動子
１２、２２ …… リードフレーム
１３ …… 回路モジュール
１４ …… 封止材
１１１、２１１ …… 第一電極部
１１２、１１２Ａ、１１２Ｂ、２１２ …… 接続端子
１１３ …… 引出部
１１４ …… 圧電振動片
１１５ …… 導電接着剤
１１６、２１６ …… パッケージ
１２１、１２１Ａ、１２１Ｂ、２２１、２２１Ａ、２２１Ｂ …… 第一リード部
１２２ …… 第二電極部
１２３ …… 第二リード部
１２４、２２４ …… 第一母材
１２５ …… 第二母材
４０ …… パッケージ
４１ …… 圧電振動片
４２ …… 半導体部品
４３ …… 蓋体
４４ …… 電極
４５ …… 回路基板
４６ …… 圧電振動子
４７ …… モジュール基板
４８ …… 回路素子
４９ …… 封止材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電振動片と前記圧電振動片を収容するパッケージとを含む圧電振動子であって、
側面には、少なくとも四つの接続端子が形成され、
底面には、一対の電極部と、前記接続端子のうちの一対の接続端子と前記一対の電極部とをそれぞれ接続する引出部とが形成されることを特徴とする圧電振動子。
【請求項２】
圧電振動片を収容し、底面に一対の第一電極部が設けられた圧電振動子と、
前記圧電振動子と同一の平面に並んで配置され、回路素子が実装された回路モジュールと、
前記圧電振動子と前記回路モジュールとを電気接続するとともに、一対の第二電極部が設けられたリードフレームと、
を備えることを特徴とする圧電発振器。
【請求項３】
前記圧電振動子の側面は、前記リードフレームを介して前記回路モジュールに接続される四つの接続端子を含み、
前記圧電振動子の底面は、前記四つの接続端子のうちの一対の接続端子と前記一対の第一電極部とをそれぞれ接続する引出部を含むことを特徴とする請求項２に記載の圧電発振器。
【請求項４】
前記リードフレームは、前記圧電振動子の接続端子に接続される第一リード部と、前記第二電極部に接続される第二リード部とを備えることを特徴とする請求項３に記載の圧電発振器。
【請求項５】
前記圧電振動子と前記回路モジュールとを封止材により覆うことを特徴とする請求項４に記載の圧電発振器。
【請求項６】
前記第一リード部及び第二リード部は前記封止材に覆われ、前記一対の第一電極部と前記一対の第二電極部とが前記封止材に覆われていないことを特徴とする請求項５に記載の圧電発振器。
【請求項７】
一対の第一電極部を有する圧電振動子を用意する工程と、
回路素子が実装された回路モジュールを用意する工程と、
一対の第二電極部が形成されたリードフレームを用意する工程と、
前記リードフレームを介して前記回路モジュールを前記圧電振動子と同一の平面に並んで配置して電気接続する工程と、
前記一対の第一電極部及び前記一対の第二電極部が表面に露出するように、前記圧電振動子と前記回路モジュールとを封止材で覆う工程と、
を備えることを特徴とする圧電発振器の製造方法。
【請求項８】
前記圧電振動子を用意する工程は、
前記回路モジュールに接続される四つの接続端子を側面に形成する工程と、
前記一対の第一電極部と前記第一電極部に接続する一対の引出部とを底面に形成する工程と、
を備えることを特徴とする請求項７に記載の圧電発振器の製造方法。
【請求項９】
前記リードフレームを用意する工程は、
前記接続端子に接続される第一リード部を形成する工程と、
前記第二電極部に接続される第二リード部を形成する工程と、
を備えることを特徴とする請求項７に記載の圧電発振器の製造方法。
【請求項１０】
前記第一リード部は第一母材に複数形成されており、前記第二電極部及び第二リード部は第二母材に複数形成されており、
前記第一母材は、前記封止材で覆われる前に第一電極部及び前記第一リード部から切り離し、
前記第二母材は、前記封止材で覆われた後に前記第二電極部から切り離すことを特徴とする請求項９に記載の圧電発振器の製造方法。
【請求項１】
圧電振動片と前記圧電振動片を収容するパッケージとを含む圧電振動子であって、
側面には、少なくとも四つの接続端子が形成され、
底面には、一対の電極部と、前記接続端子のうちの一対の接続端子と前記一対の電極部とをそれぞれ接続する引出部とが形成されることを特徴とする圧電振動子。
【請求項２】
圧電振動片を収容し、底面に一対の第一電極部が設けられた圧電振動子と、
前記圧電振動子と同一の平面に並んで配置され、回路素子が実装された回路モジュールと、
前記圧電振動子と前記回路モジュールとを電気接続するとともに、一対の第二電極部が設けられたリードフレームと、
を備えることを特徴とする圧電発振器。
【請求項３】
前記圧電振動子の側面は、前記リードフレームを介して前記回路モジュールに接続される四つの接続端子を含み、
前記圧電振動子の底面は、前記四つの接続端子のうちの一対の接続端子と前記一対の第一電極部とをそれぞれ接続する引出部を含むことを特徴とする請求項２に記載の圧電発振器。
【請求項４】
前記リードフレームは、前記圧電振動子の接続端子に接続される第一リード部と、前記第二電極部に接続される第二リード部とを備えることを特徴とする請求項３に記載の圧電発振器。
【請求項５】
前記圧電振動子と前記回路モジュールとを封止材により覆うことを特徴とする請求項４に記載の圧電発振器。
【請求項６】
前記第一リード部及び第二リード部は前記封止材に覆われ、前記一対の第一電極部と前記一対の第二電極部とが前記封止材に覆われていないことを特徴とする請求項５に記載の圧電発振器。
【請求項７】
一対の第一電極部を有する圧電振動子を用意する工程と、
回路素子が実装された回路モジュールを用意する工程と、
一対の第二電極部が形成されたリードフレームを用意する工程と、
前記リードフレームを介して前記回路モジュールを前記圧電振動子と同一の平面に並んで配置して電気接続する工程と、
前記一対の第一電極部及び前記一対の第二電極部が表面に露出するように、前記圧電振動子と前記回路モジュールとを封止材で覆う工程と、
を備えることを特徴とする圧電発振器の製造方法。
【請求項８】
前記圧電振動子を用意する工程は、
前記回路モジュールに接続される四つの接続端子を側面に形成する工程と、
前記一対の第一電極部と前記第一電極部に接続する一対の引出部とを底面に形成する工程と、
を備えることを特徴とする請求項７に記載の圧電発振器の製造方法。
【請求項９】
前記リードフレームを用意する工程は、
前記接続端子に接続される第一リード部を形成する工程と、
前記第二電極部に接続される第二リード部を形成する工程と、
を備えることを特徴とする請求項７に記載の圧電発振器の製造方法。
【請求項１０】
前記第一リード部は第一母材に複数形成されており、前記第二電極部及び第二リード部は第二母材に複数形成されており、
前記第一母材は、前記封止材で覆われる前に第一電極部及び前記第一リード部から切り離し、
前記第二母材は、前記封止材で覆われた後に前記第二電極部から切り離すことを特徴とする請求項９に記載の圧電発振器の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−９８３４０（Ｐ２０１０−９８３４０Ａ）
【公開日】平成２２年４月３０日（２０１０．４．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２６４７３０（Ｐ２００８−２６４７３０）
【出願日】平成２０年１０月１４日（２００８．１０．１４）
【出願人】（０００２３２４８３）日本電波工業株式会社 (1,148)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月３０日（２０１０．４．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月１４日（２００８．１０．１４）
【出願人】（０００２３２４８３）日本電波工業株式会社 (1,148)
【Ｆターム（参考）】
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