圧電発振器、電子機器および圧電発振器の製造方法
【課題】データの書き込み時においてプローブを確実に電極に接触させる圧電発振器、この圧電発振器を搭載した電子機器および圧電発振器の製造方法を提供する。
【解決手段】圧電発振器１０は、圧電振動片１２とこの圧電振動片１２を発振させる回路とをパッケージ１３に搭載した圧電発振器１０であって、前記回路と電気的に接続するとともに前記圧電振動片１２の下方に設けられ、前記パッケージ１３内部の気密封止に用いられるとともに、気密封止後に周波数調整を行う電極となる貫通孔３２を備えた構成である。
【解決手段】圧電発振器１０は、圧電振動片１２とこの圧電振動片１２を発振させる回路とをパッケージ１３に搭載した圧電発振器１０であって、前記回路と電気的に接続するとともに前記圧電振動片１２の下方に設けられ、前記パッケージ１３内部の気密封止に用いられるとともに、気密封止後に周波数調整を行う電極となる貫通孔３２を備えた構成である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は圧電発振器、電子機器および圧電発振器の製造方法に係り、特に小型の圧電発振器の周波数調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電発振器は様々な電子機器に搭載され、基準周波数源や基準信号源として利用されている。そして圧電発振器の構成は、例えばパッケージの凹陥部に圧電振動片と、この圧電振動片よりも大きいサイズの回路部品とが上下に配設され、パッケージ内部を気密封止する蓋が前記パッケージ上面に接合されたものがある（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
ところで圧電発振器に搭載されている回路は、圧電発振器の周波数調整等のためにデータが書き込まれる場合、図８に示すように、圧電発振器１の側面に形成され前記回路と電気的に接続されている書き込み用電極２、および圧電発振器１の裏面に形成され前記回路と電気的に接続されている外部電極（不図示）に書き込み用プローブ３が接触されて、書き込みが行われる。
【０００４】
また特許文献２に開示された水晶発振器は、基板上に水晶振動子や半導体集積回路等が実装されるとともに、側方に延設された基板上に前記半導体集積回路と電気的に接続する電極パターンが設けられた構成であり、外部機器の端子を電極パターンに接触させて水晶発振器の温度補償データが半導体集積回路に書き込まれた後、電極パターンが形成された延設部分の基板が切除されることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２１７６５０号公報
【特許文献２】特開平７−９９４１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら圧電発振器の側面に形成された書き込み電極と、裏面に形成された外部電極とにプローブを接触させる方法では、圧電発振器の異なる面に存在する電極に対して同時にプローブを接触させなければならないので、接触不良が生じ易かった。この接触不良が発生すると、データは書き込まれないので、不良となった圧電発振器は廃棄または再書き込みされ、製造コストが高くなる等の課題があった。また書き込み電極は多く設けられるので、プローブが電極に接触する面積を確保するために、パッケージを小型化できない課題があった。
【０００７】
さらに特許文献２に開示された水晶発振器は、基板の延設部分を切断・削除するので書き込み用の電極数を削減できるが、延設された基板部分を切断・削除する工程が必要になるので、製造工程の増加および製造コストが高くなる等の課題がある。
【０００８】
本発明は、データの書き込み時においてプローブを確実に電極に接触させる圧電発振器およびこの圧電発振器を搭載した電子機器を提供することを目的とする。
また圧電発振器の製造方法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】
【０００９】
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、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
［適用例１］圧電振動片とこの圧電振動片を発振させる回路を有する半導体素子とをパッケージに搭載した圧電発振器であって、前記パッケージには貫通孔が形成され、前記貫通孔は導電性の封止材によって閉塞されており、前記封止材と前記半導体素子とが電気的に接続されていることを特徴とする圧電発振器。
【００１０】
［適用例２］前記封止材は、前記貫通孔に形成された導電膜と導通されており、前記導電膜と前記半導体素子との間を電気的に接続する電気的接続手段が前記パッケージに形成されていることを特徴とする適用例１に記載の圧電発振器。
【００１１】
［適用例３］前記パッケージは内部に前記圧電振動片を収容する空間を有し、前記貫通孔が前記封止材によって閉塞されることにより前記空間が気密に封止されていることを特徴とする適用例１または２に記載の圧電発振器。
【００１２】
［適用例４］前記貫通孔は、信号の入力および出力の少なくともいずれか一方を行う入出力電極であることを特徴とする適用例１ないし３のいずれかに記載の圧電発振器。
これにより貫通孔は、パッケージ内の気密封止に用いることができるとともに、書き込み用プローブが接触する電極として利用できるので、貫通孔の有効活用を図ることができる。したがってデータ書き込み用の電極を新たに設ける必要がないので、パッケージを小型化することができる。
【００１３】
［適用例５］前記貫通孔は、前記パッケージに形成された外部電極と同じ面に形成されていることを特徴とする適用例１ないし４のいずれかに記載の圧電発振器。
これにより外部電極と回路に書き込みを行う電極（貫通孔）とを圧電発振器の同一面に設けることができるので、データの書き込みを行うプローブを確実に接触させることができる。したがってデータを確実に回路へ書き込むことができる。
【００１４】
［適用例６］前記貫通孔は、前記外部電極に隣接して配置されたことを特徴とする適用例５に記載の圧電発振器。
圧電発振器が導電性接合材を用いて実装基板に実装される場合、前記実装基板に形成された電極パターンに外部電極と貫通孔とが電気的および機械的に接続されるので、前記導電性接合材により外部電極と貫通孔とが電気的に接続される。これにより貫通孔は、前記実装基板に形成された前記電極パターンと電気的に接続するので、前記電極パターンの電位が接地等に固定されている場合は外部からのノイズの影響を受けにくくなる。
【００１５】
［適用例７］前記外部電極は、凹部を備えたことを特徴とする適用例５または６に記載の圧電発振器。
これにより凹部の側面は、プローブが接触されるときのガイドとして利用できるので、プローブを確実に外部電極へ接触させることができる。
【００１６】
［適用例８］適用例１ないし７のいずれかに記載の圧電発振器を備えたことを特徴とする電子機器。
【００１７】
［適用例９］圧電振動片とこの圧電振動片を発振させる回路を有する半導体素子とをパッケージに搭載した圧電発振器の製造方法であって、前記パッケージに形成された貫通孔を導電性の封止材で封止し、前記半導体素子と前記封止材とを電気的に接続する工程と、封止後の前記貫通孔を用いて、発振周波数調整用データを前記半導体素子に書き込む書き込み工程と、を備えたことを特徴とする圧電発振器の製造方法。
【００１８】
［適用例１０］前記書き込み工程は、前記貫通孔を封止している前記導電性の封止材に対してプローブを接触させて行うことを特徴とする適用例９に記載の圧電発振器の製造方法。
これによりパッケージを封止材で気密封止した後に、貫通孔を用いて周波数調整用のデータを回路に書き込むことができるので、高精度な圧電発振器を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１の実施形態に係る圧電発振器の説明図である。
【図２】圧電発振器にデータを書き込むときの説明図である。
【図３】第２の実施形態に係る圧電発振器の説明図である。
【図４】貫通孔の断面図である。
【図５】圧電発振器の底面図である。
【図６】外部電極の断面図である。
【図７】ディジタル式携帯電話の概略構成図である。
【図８】従来技術に係る圧電発振器のデータ書き込み時の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、本発明に係る圧電発振器、電子機器および圧電発振器の製造方法についての最良の実施形態について説明する。まず第１の実施形態について説明する。図１は第１の実施形態に係る圧電発振器の説明図であり、図１（ａ）は断面図、図１（ｂ）は平面図を示す。なお図１（ｂ）では、リッドを省略した形態で記載している。また図２は圧電発振器にデータを書き込むときの説明図である。第１の実施形態に係る圧電発振器１０は、圧電振動片１２とこの圧電振動片１２を発振させる回路をパッケージ１３内に収容した構成である。
【００２１】
前記圧電振動片１２は、圧電基板１４の中央部に励振電極１６が設けられるとともに、圧電基板１４における一方の短辺両端のそれぞれに励振電極１６と導通する接続電極１８が設けられている。これらの電極１６，１８は、例えばスパッタや蒸着等の成膜法により金属を成膜して形成されればよい。このような圧電振動片１２として、例えばＡＴカット等の圧電振動片を用いればよい。また圧電振動片１２として、屈曲振動を生じる音叉型圧電振動片や、圧電基板上に弾性表面波を励起する弾性表面波共振片を用いることもできる。
【００２２】
前記回路は、集積化されてＩＣチップ２０を構成している。このＩＣチップ２０には、電圧制御型発振回路を搭載して圧電発振器を電圧制御型圧電発振器としてもよく、温度補償型発振回路を搭載して圧電発振器を温度補償型圧電発振器としてもよい。またこれらの回路を組み合わせて圧電発振器を電圧制御−温度補償型圧電発振器としてもよい。また圧電発振器１０は、ＩＣチップ２０と共に抵抗やコンデンサ等を搭載してもよい。なお前記回路はＩＣチップ２０で形成された構成ばかりでなく、ディスクリートで形成された構成であってもよい。
【００２３】
パッケージベース２２は、平面絶縁シート２４上に枠部の幅の異なる複数の枠型絶縁シート２６（２６ａ，２６ｂ）を積層させた構成である。すなわちパッケージベース２２は、内部の側面を階段状に形成した凹陥部２８を有している。図１では３枚のセラミックシート等の絶縁シートを積層させた構成を記載しているが、積層させる枚数はこれに限定されることはない。そして凹陥部２８の底面には、圧電振動片１２を実装するためのマウント電極３０が形成され、このマウント電極３０と圧電振動片１２の接続電極１８とが導電性接着剤４６を介して導通される。なお圧電振動片１２は、パッケージベース２２に片持ち状に実装されてもよく、両持ち状に実装されてもよい。また中段の絶縁シート２６ａ上には、ＩＣチップ２０を実装するための実装電極３６が複数形成されている。この実装電極３６のうち２つは前記マウント電極３０と電気的に接続されている。このパッケージベース２２の底面には、圧電振動片１２が実装された場合、励振電極１６の下方位置に貫通孔３２が設けられている。この貫通孔３２は、圧電振動片１２（圧電発振器１０）の発振周波数の調整用、パッケージ１３内部の気密封止用、および気密封止後にＩＣチップ２０を用いて圧電発振器１０の発振周波数調整をする場合に用いられる。この貫通孔３２は、側面に導電膜３４が形成されており、この開口部に封止材４４が配置された後レーザ光により溶融されて、封止される。この導電膜３４は、例えば次のようにして形成されればよい。すなわち貫通孔３２が形成された平面絶縁シート２４上に、貫通孔３２を覆ってペースト状のタングステンがスクリーン印刷される。そしてタングステンが印刷された側と反対側から貫通孔３２を吸引すると、タングステンは、貫通孔３２を覆っていた部分が破れて貫通孔３２の側面に密着される。その後タングステンを焼成し、ニッケルと金とがタングステン上に順次メッキされる。これにより導電膜３４が形成される。
【００２４】
このような導電膜３４は、実装電極３６の１つと電気的に接続されている。また、電気的接続手段３８は、例えばメタライズ等により形成された配線パターンやスルーホール、ビアホール等であり、圧電振動片１２とは電気的に接続されていない。なお図１では、パッケージベース２２の底面に配線パターンが引き回された構成であるが、平面絶縁シートを２層構造とし、配線パターンがこの２層の間を引き回される構成であってもよい。
【００２５】
またパッケージベース２２の裏面に外部電極４０が設けられ、この外部電極４０と、導電膜３４と導通していない実装電極３６とが電気的に接続されている。そして外部電極４０と実装電極３６との電気的接続手段（不図示）は、導電膜３４と直に導通していない。
またパッケージベース２２の上面には、パッケージ１３内を気密封止するリッド４２が接合されている。
【００２６】
次に、圧電発振器１０の製造方法および圧電発振器１０の周波数調整方法について説明する。まず圧電振動片１２は、パッケージベース２２のマウント電極３０上に導電性接着剤４６等を用いて実装される。なお前記導電性接着剤４６として、例えばシリコーン系、ブタジエン系またはポリイミド系等を用いればよい。またＩＣチップ２０は、実装電極３６上に導電性接合材４８等を用いて実装され、圧電振動片１２の上方に配置される。なお前記導電性接合材４８として、例えば導電性接着剤や半田、バンプ接合材等を用いればよい。これによりＩＣチップ２０を介して外部電極４０と圧電振動片１２とが導通するとともに、ＩＣチップ２０と貫通孔３２の側面に形成された導電膜３４とが導通する。そしてパッケージベース２２の上面にリッド４２が接合される。このとき金属製のリッドを用いた場合にはシーム溶接等により接合され、ガラス製のリッドを用いた場合には低融点ガラス等を介して接合されればよい。
【００２７】
そして圧電振動片１２の励振電極１６は、貫通孔３２の上方に配置されるので、この貫通孔３２を通してイオンやレーザ、プラズマ等を照射し、励振電極１６が削られ、圧電発振器１０の発振周波数が調整される。この周波数調整は、例えば圧電発振器１０が真空装置内に収容されて発振された後、圧電発振器１０の下方に設けられたイオンガンやプラズマガン等から上方へ向けてイオンやプラズマが照射され、所定の周波数調整量になるまで励振電極が削られることにより行われる。なお実施形態によっては圧電振動片１２の励振電極１６にスパッタや蒸着等の成膜法により金属を付けて、圧電発振器１０の発振周波数を調整してもよい。
【００２８】
次に、貫通孔３２は封止材４４によって封止される。具体的には、圧電発振器１０が真空容器内または不活性ガス雰囲気中に納置された後、貫通孔３２の開口部に封止材４４が置かれる。そしてこの封止材４４にレーザ光を照射し、溶融させて貫通孔３２を塞ぐ。このときパッケージ１３内部は真空または不活性ガス雰囲気になっており、また貫通孔３２を塞ぐ封止材４４は貫通孔３２の側面に形成された導電膜３４と導通されている。なお封止材４４として、例えば金−錫、金−ゲルマニウムまたは銀ロウ等の材料からなる金属ボールを用いればよい。
【００２９】
この後、圧電発振器１０は、ソケット（不図示）に収められて周波数調整が行われる。前記ソケットは、外部電極４０および貫通孔３２の位置に対応した底面にプローブ４９が配置されたものであり、圧電発振器１０が前記ソケットに収められるとプローブ４９が外部電極４０や貫通孔３２に接触する構成となっている。なお貫通孔３２に接触するプローブ４９ａは、貫通孔３２を溶融封止した封止材４４に接触することになり、貫通孔３２がプローブ４９ａのガイドの役割を果たすので、プローブ４９ａと封止材４４とが確実に接触することが可能になる。そして圧電発振器１０は、プローブ４９を介して周波数調整用のデータが書き込まれる。このデータは、例えばＩＣチップ２０内に配設された容量アレイのスイッチをＯＮ／ＯＦＦさせるものであり、容量アレイのキャパシタンスをかえることにより圧電発振器１０の発振周波数が調整される。またＩＣチップ２０に前記電圧制御回路が設けられている場合は電圧制御用のデータが書き込まれ、ＩＣチップ２０に前記温度補償回路が設けられている場合は温度補償用のデータが書き込まれる。また圧電発振器１０がプログラマブル圧電発振器である場合には、様々な制御用のデータが書き込まれる。なお、貫通孔３２の中にプローブ４９ａの先端部分が収容された状態でＩＣチップ２０への書き込むため、書き込み中にプローブ４９ａまたは圧電発振器１０が揺れても、プローブ４９ａが貫通孔３２から外れ難く、接触不良を防止できる。
この後、圧電発振器１０は、気密性試験や特性検査、マーキング等が行われて完成する。
【００３０】
このような圧電発振器１０は、ＩＣチップ２０へデータを書き込むための電極となる貫通孔３２と外部電極４０とが同一面に設けられているので、データの書き込みプローブ４９を発振器の一つの面において接触させることができる。したがってプローブ４９を電極に確実に接触させることができるので、データの書き込み不良が発生しなくなり、書き込み不良を原因とする圧電発振器１０の廃棄や再書き込み作業がなくなり、製造コストを低くすることができる。
【００３１】
また貫通孔３２は、パッケージ１３内部の気密封止に用いられるとともに、ＩＣチップ２０のデータの書き込み用の入出力電極として用いられるので、貫通孔３２の有効活用を図ることができる。そして貫通孔３２は、プローブ４９ａが封止材４４に接触するときのガイドの役割を果たすので、プローブ４９ａとＩＣチップ２０とを確実に接続することができる。すなわち貫通孔３２の直径が小さくても確実にデータの書き込みができるので、貫通孔３２はプローブ４９ａを接触させるために大きな面積を必要とせず、パッケージ１３を小型化することができる。そしてこの圧電発振器１０の製造工程が増加することはない。
【００３２】
なお上述した実施形態は、小型の圧電発振器１０に対して好適な形態となる。すなわち、従来技術では、圧電振動片はＩＣチップよりもサイズが大きかったため、ＩＣチップの上方に圧電振動片が配置された形態の圧電発振器がほとんどであった。ところが、近年、圧電発振器の搭載される電子機器が小型化されているのに伴い、圧電発振器も小型化・薄型化されているので、圧電振動片やＩＣチップも小型化されているが、ＩＣチップの小型化には限界があるため、圧電振動片がＩＣチップよりも小型になってきている。このため従来の圧電発振器に比べてさらに小型化にするために、上述した実施形態の圧電発振器１０のように、圧電振動片１２をＩＣチップ２０の下方に配置する構成をとったのである。このときＩＣチップ２０の周波数調整だけでは、所望の圧電発振器１０の発振周波数が得られないので、圧電振動片１２の電極厚さを調整する必要がある。そこで圧電振動片１２の励振電極１６の下方に貫通孔３２を設けて、励振電極１６の厚さを調整できるようにするとともに、この貫通孔３２を用いてパッケージ１３内の気密封止とＩＣチップ２０による周波数調整をできるようにしたのである。
【００３３】
また、本実施形態の圧電発振器１０は、貫通孔３２に適用した封止材４４を溶融して気密封止を行うという構成である。この構成であれば、圧電振動片の励振電極をレーザ等によって周波数調整した後に行われる気密封止時に圧電発振器１０にかかる熱は極わずかである。したがって、圧電発振器１０は、気密封止時の熱により生じる発振周波数のずれを大幅に押さえることができる。
【００３４】
次に、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態では、第１の実施形態に係る圧電発振器１０の変形例について説明するので、第１の実施形態に係る圧電発振器１０と同構成の部分には同番号を付し、その説明を省略または簡略する。図３は第２の実施形態に係る圧電発振器の説明図である。第２の実施形態に係る圧電発振器５０は、圧電振動片１２とＩＣチップ２０とを水平方向に並べて形成した構成である。すなわち圧電発振器５０のパッケージベース５２は、平面絶縁シート２４と枠型絶縁シート２６とを積層させた２層構造であり、平面絶縁シート２４上にマウント電極３０と複数の実装電極３６とが設けられている。このマウント電極３０と２つの実装電極３６とが導通されている。マウント電極３０上には圧電振動片１２が実装され、実装電極３６上にはＩＣチップ２０が実装されている。前記圧電振動片１２に設けられた励振電極の下方におけるパッケージベース５２底面には、貫通孔３２が設けられている。この貫通孔３２に設けられた導電膜３４は、実装電極３６の１つと導通されている。なお導電膜３４は、圧電振動片１２の励振電極１６と導通されていない。またパッケージベース５２の上面には、リッド４２が接合されている。
【００３５】
そして圧電振動片１２の前記励振電極にレーザを照射することによって、電極の質量をかえて圧電発振器５０の発振周波数を調整した後、貫通孔３２に封止材４４が溶融接合されてパッケージ５４の内部が気密封止される。この後、データ書き込みプローブが圧電発振器５０の裏面に形成された外部電極４０と貫通孔３２の封止材４４に接触されて、ＩＣチップ２０にデータが書き込まれる。
【００３６】
このように形成された圧電発振器５０は、圧電振動片１２とＩＣチップ２０とを水平方向に並べて配置した構成なので、薄型にすることができる。また第１の実施形態に係る圧電発振器１０と同様の効果を得ることができる。
【００３７】
次に、第３の実施形態について説明する。第３の実施形態では、第１，２の実施形態で説明した貫通孔の変形例について説明する。なお第１，２の実施形態と同構成の部分には同番号を付し、その説明を省略または簡略する。図４は貫通孔の断面図である。第３の実施形態で説明する貫通孔は２段構造であり、パッケージベースの最下段の平面絶縁シート２４（２４ａ，２４ｂ）は２枚の平面絶縁シート２４ａ，２４ｂを積層して形成されたものである。そして貫通孔５６は、圧電振動片に形成された励振電極の下方に設けられ、上側の平面絶縁シート２４ｂと下側の平面絶縁シート２４ａとを貫通して設けられているが、下側の平面絶縁シート２４ａに設けられた孔の直径が上側の平面絶縁シート２４ｂに設けられた孔の直径よりも大きく形成されている。すなわち貫通孔５６の側面は階段状に形成され、下部の開口が上部よりも広くなった構成である。このような貫通孔５６には、上側の平面絶縁シート２４ｂの側面および底面に導電膜３４が形成されている。そして平面絶縁シート２４の上面には、ＩＣチップの実装電極と前記導電膜３４とを導通させる配線パターン５８が形成されている。
【００３８】
そして開口の広い貫通孔５６の下部に金属ボールや金属ペレット等の封止材４４が配置された後、レーザ光が封止材４４に照射される。すると封止材４４は溶融されて貫通孔５６を塞ぐ。
【００３９】
このような貫通孔５６の構成とすることにより、開口の広い下部の貫通孔５６は封止材４４の受部になるので、配置された封止材４４がレーザ光の照射前に移動することがなくなり、確実に貫通孔５６を塞ぐことができる。
【００４０】
なお貫通孔５６の側面に形成された導電膜３４とＩＣチップの実装電極とを電気的に接続させる配線パターン５８は、上述したように上側の平面絶縁シート２４ｂの上面に形成されるばかりでなく、上側の平面絶縁シート２４ｂと下側の平面絶縁シート２４ａとの間に形成されてもよい。
またパッケージベース最下段の平面絶縁シート２４は２層構造として説明したが、３枚以上の平面絶縁シートを積層させた構成であってもよい。
【００４１】
次に、第４の実施形態について説明する。まず、貫通孔が設けられる位置について説明する。図５は圧電発振器の底面図である。なお図５（ａ）は貫通孔をパッケージベースの中央部に設けた構成であり、図５（ｂ）は貫通孔を外部電極の近傍に設けた構成を示す。
【００４２】
図５（ａ）に示すように、貫通孔６２がパッケージベース６４の中央部に設けられた場合、圧電発振器６０ａが半田等の導電性接合材を用いて実装基板（不図示）に実装されると、前記実装基板上に形成された電極パターン６６と外部電極４０とが電気的および機械的に接続され、貫通孔６２が前記電極パターン６６と接続することはない。
【００４３】
また図５（ｂ）に示すように、貫通孔６２が複数の外部電極４０のうちの１つに隣接して設けられた場合、圧電発振器６０ｂが半田等の導電性接合材を用いて実装基板（不図示）に実装されると、外部電極４０と共に貫通孔６２が前記導電性接合材を介して電極パターン６６と電気的および機械的に接続される。また貫通孔６２が近傍に設けられていない外部電極４０も電極パターン６６と電気的および機械的に接続されている。なお貫通孔６２が設けられる外部電極４０は、接地電極（ＧＮＤ）や電源電圧電極（ＶＤＤ）になるものであればよい。このように貫通孔６２を配置することで、データの書き込み時には外部電極４０と貫通孔６２とを独立した電極とすることができ、圧電発振器６０が前記実装基板に実装されたときには１つの外部電極４０と貫通孔６２とが前記導電性接合材を介して一体の電極とすることができる。したがって圧電発振器６０ｂは、図５（ａ）に示すような貫通孔の配置にした圧電発振器６０ａに比べて外部からのノイズの影響を受けにくくなる。
【００４４】
次に、第５の実施形態について説明する。第５の実施形態では、外部電極の変形例について説明する。図６は外部電極の断面図である。第５の実施形態で説明する外部電極７０は凹陥部７２を設けた構成である。具体的には、パッケージベース７４の最下段にある平面絶縁シート７６（７６ａ，７６ｂ）を少なくとも２層構造とし、外部電極７０が設けられる位置に対応する下側の平面絶縁シート７６ａに開口部７８を設け、これに上側の平面絶縁シート７６ｂを積層させ、平面絶縁シート７６に凹陥部７２を設けた構成である。
【００４５】
そして凹陥部７２の表面は、例えばタングステン等がメタライズ印刷された後、ニッケルや金等がメッキされて、外部電極７０が形成される。なおニッケルは、タングステンと金との密着性を向上させるために用いられる金属である。
【００４６】
このような構成の外部電極７０は、データの書き込み時において、凹陥部７２の側面がプローブのガイドの役割を果たすので、プローブを確実に接触させることができる。したがってデータをＩＣチップへ確実に書き込むことができる。また、凹陥部７２の中にプローブの先端部分が収容された状態でＩＣチップへの書き込むため、書き込み中にプローブまたは圧電発振器が揺れても、プローブが凹陥部７２から外れ難く、プローブの接触不良を有効に防止できる。
【００４７】
次に、第６の実施形態について説明する。第６の実施形態では、前述した圧電発振器を電子機器に搭載した一例について説明する。図７はディジタル式携帯電話の概略構成図である。ディジタル式携帯電話１００は、送受信信号の送信部１０２および受信部１０４等を有し、この送信部１０２および受信部１０４に、これらを制御する中央演算装置（ＣＰＵ）１０６が接続されている。またＣＰＵ１０６は、送受信信号の変調および復調の他に表示部や情報入力のための操作キー等からなる情報の入出力部１０８や、ＲＡＭ，ＲＯＭ等からなるメモリ１１０の制御を行っている。このためＣＰＵ１０６には圧電デバイス１１２が取付けられ、その出力周波数をＣＰＵ１０６に内蔵された所定の分周回路（不図示）等により、制御内容に適合したクロック信号として利用するようにされている。またＣＰＵ１０６は温度補償型圧電発振器１１４と接続され、この温度補償型圧電発振器１１４は送信部１０２と受信部１０４とに接続されている。これによりＣＰＵ１０６からの基本クロックが、環境温度が変化した場合に変動しても、温度補償型圧電発振器１１４により修正されて、送信部１０２および受信部１０４に与えられるようになっている。
【００４８】
前述した実施形態の圧電発振器が応用されるものとして、例えば温度補償型圧電発振器１１４がある。また前述した実施形態の圧電発振器は、例えばＣＰＵ１０６を含む携帯電話に日付時刻情報を供給するリアルタイムクロックにも応用することができる。
【００４９】
また前述した実施形態に係る圧電発振器は、上記のディジタル式携帯電話に限らず、パーソナルコンピュータ、ワークステーション、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ［Ｄａｔａ］ Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ：携帯情報端末）等の、圧電発振器により制御用のクロック信号を得る電子機器に適用することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１０………圧電発振器、１２………圧電振動片、２０………ＩＣチップ、３２………貫通孔、３４………導電膜、４０………外部電極、４９………プローブ、５０………圧電発振器、５６………貫通孔、６０………圧電発振器、７０………外部電極。
【技術分野】
【０００１】
本発明は圧電発振器、電子機器および圧電発振器の製造方法に係り、特に小型の圧電発振器の周波数調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電発振器は様々な電子機器に搭載され、基準周波数源や基準信号源として利用されている。そして圧電発振器の構成は、例えばパッケージの凹陥部に圧電振動片と、この圧電振動片よりも大きいサイズの回路部品とが上下に配設され、パッケージ内部を気密封止する蓋が前記パッケージ上面に接合されたものがある（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
ところで圧電発振器に搭載されている回路は、圧電発振器の周波数調整等のためにデータが書き込まれる場合、図８に示すように、圧電発振器１の側面に形成され前記回路と電気的に接続されている書き込み用電極２、および圧電発振器１の裏面に形成され前記回路と電気的に接続されている外部電極（不図示）に書き込み用プローブ３が接触されて、書き込みが行われる。
【０００４】
また特許文献２に開示された水晶発振器は、基板上に水晶振動子や半導体集積回路等が実装されるとともに、側方に延設された基板上に前記半導体集積回路と電気的に接続する電極パターンが設けられた構成であり、外部機器の端子を電極パターンに接触させて水晶発振器の温度補償データが半導体集積回路に書き込まれた後、電極パターンが形成された延設部分の基板が切除されることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２１７６５０号公報
【特許文献２】特開平７−９９４１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら圧電発振器の側面に形成された書き込み電極と、裏面に形成された外部電極とにプローブを接触させる方法では、圧電発振器の異なる面に存在する電極に対して同時にプローブを接触させなければならないので、接触不良が生じ易かった。この接触不良が発生すると、データは書き込まれないので、不良となった圧電発振器は廃棄または再書き込みされ、製造コストが高くなる等の課題があった。また書き込み電極は多く設けられるので、プローブが電極に接触する面積を確保するために、パッケージを小型化できない課題があった。
【０００７】
さらに特許文献２に開示された水晶発振器は、基板の延設部分を切断・削除するので書き込み用の電極数を削減できるが、延設された基板部分を切断・削除する工程が必要になるので、製造工程の増加および製造コストが高くなる等の課題がある。
【０００８】
本発明は、データの書き込み時においてプローブを確実に電極に接触させる圧電発振器およびこの圧電発振器を搭載した電子機器を提供することを目的とする。
また圧電発振器の製造方法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】
【０００９】
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、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
［適用例１］圧電振動片とこの圧電振動片を発振させる回路を有する半導体素子とをパッケージに搭載した圧電発振器であって、前記パッケージには貫通孔が形成され、前記貫通孔は導電性の封止材によって閉塞されており、前記封止材と前記半導体素子とが電気的に接続されていることを特徴とする圧電発振器。
【００１０】
［適用例２］前記封止材は、前記貫通孔に形成された導電膜と導通されており、前記導電膜と前記半導体素子との間を電気的に接続する電気的接続手段が前記パッケージに形成されていることを特徴とする適用例１に記載の圧電発振器。
【００１１】
［適用例３］前記パッケージは内部に前記圧電振動片を収容する空間を有し、前記貫通孔が前記封止材によって閉塞されることにより前記空間が気密に封止されていることを特徴とする適用例１または２に記載の圧電発振器。
【００１２】
［適用例４］前記貫通孔は、信号の入力および出力の少なくともいずれか一方を行う入出力電極であることを特徴とする適用例１ないし３のいずれかに記載の圧電発振器。
これにより貫通孔は、パッケージ内の気密封止に用いることができるとともに、書き込み用プローブが接触する電極として利用できるので、貫通孔の有効活用を図ることができる。したがってデータ書き込み用の電極を新たに設ける必要がないので、パッケージを小型化することができる。
【００１３】
［適用例５］前記貫通孔は、前記パッケージに形成された外部電極と同じ面に形成されていることを特徴とする適用例１ないし４のいずれかに記載の圧電発振器。
これにより外部電極と回路に書き込みを行う電極（貫通孔）とを圧電発振器の同一面に設けることができるので、データの書き込みを行うプローブを確実に接触させることができる。したがってデータを確実に回路へ書き込むことができる。
【００１４】
［適用例６］前記貫通孔は、前記外部電極に隣接して配置されたことを特徴とする適用例５に記載の圧電発振器。
圧電発振器が導電性接合材を用いて実装基板に実装される場合、前記実装基板に形成された電極パターンに外部電極と貫通孔とが電気的および機械的に接続されるので、前記導電性接合材により外部電極と貫通孔とが電気的に接続される。これにより貫通孔は、前記実装基板に形成された前記電極パターンと電気的に接続するので、前記電極パターンの電位が接地等に固定されている場合は外部からのノイズの影響を受けにくくなる。
【００１５】
［適用例７］前記外部電極は、凹部を備えたことを特徴とする適用例５または６に記載の圧電発振器。
これにより凹部の側面は、プローブが接触されるときのガイドとして利用できるので、プローブを確実に外部電極へ接触させることができる。
【００１６】
［適用例８］適用例１ないし７のいずれかに記載の圧電発振器を備えたことを特徴とする電子機器。
【００１７】
［適用例９］圧電振動片とこの圧電振動片を発振させる回路を有する半導体素子とをパッケージに搭載した圧電発振器の製造方法であって、前記パッケージに形成された貫通孔を導電性の封止材で封止し、前記半導体素子と前記封止材とを電気的に接続する工程と、封止後の前記貫通孔を用いて、発振周波数調整用データを前記半導体素子に書き込む書き込み工程と、を備えたことを特徴とする圧電発振器の製造方法。
【００１８】
［適用例１０］前記書き込み工程は、前記貫通孔を封止している前記導電性の封止材に対してプローブを接触させて行うことを特徴とする適用例９に記載の圧電発振器の製造方法。
これによりパッケージを封止材で気密封止した後に、貫通孔を用いて周波数調整用のデータを回路に書き込むことができるので、高精度な圧電発振器を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１の実施形態に係る圧電発振器の説明図である。
【図２】圧電発振器にデータを書き込むときの説明図である。
【図３】第２の実施形態に係る圧電発振器の説明図である。
【図４】貫通孔の断面図である。
【図５】圧電発振器の底面図である。
【図６】外部電極の断面図である。
【図７】ディジタル式携帯電話の概略構成図である。
【図８】従来技術に係る圧電発振器のデータ書き込み時の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、本発明に係る圧電発振器、電子機器および圧電発振器の製造方法についての最良の実施形態について説明する。まず第１の実施形態について説明する。図１は第１の実施形態に係る圧電発振器の説明図であり、図１（ａ）は断面図、図１（ｂ）は平面図を示す。なお図１（ｂ）では、リッドを省略した形態で記載している。また図２は圧電発振器にデータを書き込むときの説明図である。第１の実施形態に係る圧電発振器１０は、圧電振動片１２とこの圧電振動片１２を発振させる回路をパッケージ１３内に収容した構成である。
【００２１】
前記圧電振動片１２は、圧電基板１４の中央部に励振電極１６が設けられるとともに、圧電基板１４における一方の短辺両端のそれぞれに励振電極１６と導通する接続電極１８が設けられている。これらの電極１６，１８は、例えばスパッタや蒸着等の成膜法により金属を成膜して形成されればよい。このような圧電振動片１２として、例えばＡＴカット等の圧電振動片を用いればよい。また圧電振動片１２として、屈曲振動を生じる音叉型圧電振動片や、圧電基板上に弾性表面波を励起する弾性表面波共振片を用いることもできる。
【００２２】
前記回路は、集積化されてＩＣチップ２０を構成している。このＩＣチップ２０には、電圧制御型発振回路を搭載して圧電発振器を電圧制御型圧電発振器としてもよく、温度補償型発振回路を搭載して圧電発振器を温度補償型圧電発振器としてもよい。またこれらの回路を組み合わせて圧電発振器を電圧制御−温度補償型圧電発振器としてもよい。また圧電発振器１０は、ＩＣチップ２０と共に抵抗やコンデンサ等を搭載してもよい。なお前記回路はＩＣチップ２０で形成された構成ばかりでなく、ディスクリートで形成された構成であってもよい。
【００２３】
パッケージベース２２は、平面絶縁シート２４上に枠部の幅の異なる複数の枠型絶縁シート２６（２６ａ，２６ｂ）を積層させた構成である。すなわちパッケージベース２２は、内部の側面を階段状に形成した凹陥部２８を有している。図１では３枚のセラミックシート等の絶縁シートを積層させた構成を記載しているが、積層させる枚数はこれに限定されることはない。そして凹陥部２８の底面には、圧電振動片１２を実装するためのマウント電極３０が形成され、このマウント電極３０と圧電振動片１２の接続電極１８とが導電性接着剤４６を介して導通される。なお圧電振動片１２は、パッケージベース２２に片持ち状に実装されてもよく、両持ち状に実装されてもよい。また中段の絶縁シート２６ａ上には、ＩＣチップ２０を実装するための実装電極３６が複数形成されている。この実装電極３６のうち２つは前記マウント電極３０と電気的に接続されている。このパッケージベース２２の底面には、圧電振動片１２が実装された場合、励振電極１６の下方位置に貫通孔３２が設けられている。この貫通孔３２は、圧電振動片１２（圧電発振器１０）の発振周波数の調整用、パッケージ１３内部の気密封止用、および気密封止後にＩＣチップ２０を用いて圧電発振器１０の発振周波数調整をする場合に用いられる。この貫通孔３２は、側面に導電膜３４が形成されており、この開口部に封止材４４が配置された後レーザ光により溶融されて、封止される。この導電膜３４は、例えば次のようにして形成されればよい。すなわち貫通孔３２が形成された平面絶縁シート２４上に、貫通孔３２を覆ってペースト状のタングステンがスクリーン印刷される。そしてタングステンが印刷された側と反対側から貫通孔３２を吸引すると、タングステンは、貫通孔３２を覆っていた部分が破れて貫通孔３２の側面に密着される。その後タングステンを焼成し、ニッケルと金とがタングステン上に順次メッキされる。これにより導電膜３４が形成される。
【００２４】
このような導電膜３４は、実装電極３６の１つと電気的に接続されている。また、電気的接続手段３８は、例えばメタライズ等により形成された配線パターンやスルーホール、ビアホール等であり、圧電振動片１２とは電気的に接続されていない。なお図１では、パッケージベース２２の底面に配線パターンが引き回された構成であるが、平面絶縁シートを２層構造とし、配線パターンがこの２層の間を引き回される構成であってもよい。
【００２５】
またパッケージベース２２の裏面に外部電極４０が設けられ、この外部電極４０と、導電膜３４と導通していない実装電極３６とが電気的に接続されている。そして外部電極４０と実装電極３６との電気的接続手段（不図示）は、導電膜３４と直に導通していない。
またパッケージベース２２の上面には、パッケージ１３内を気密封止するリッド４２が接合されている。
【００２６】
次に、圧電発振器１０の製造方法および圧電発振器１０の周波数調整方法について説明する。まず圧電振動片１２は、パッケージベース２２のマウント電極３０上に導電性接着剤４６等を用いて実装される。なお前記導電性接着剤４６として、例えばシリコーン系、ブタジエン系またはポリイミド系等を用いればよい。またＩＣチップ２０は、実装電極３６上に導電性接合材４８等を用いて実装され、圧電振動片１２の上方に配置される。なお前記導電性接合材４８として、例えば導電性接着剤や半田、バンプ接合材等を用いればよい。これによりＩＣチップ２０を介して外部電極４０と圧電振動片１２とが導通するとともに、ＩＣチップ２０と貫通孔３２の側面に形成された導電膜３４とが導通する。そしてパッケージベース２２の上面にリッド４２が接合される。このとき金属製のリッドを用いた場合にはシーム溶接等により接合され、ガラス製のリッドを用いた場合には低融点ガラス等を介して接合されればよい。
【００２７】
そして圧電振動片１２の励振電極１６は、貫通孔３２の上方に配置されるので、この貫通孔３２を通してイオンやレーザ、プラズマ等を照射し、励振電極１６が削られ、圧電発振器１０の発振周波数が調整される。この周波数調整は、例えば圧電発振器１０が真空装置内に収容されて発振された後、圧電発振器１０の下方に設けられたイオンガンやプラズマガン等から上方へ向けてイオンやプラズマが照射され、所定の周波数調整量になるまで励振電極が削られることにより行われる。なお実施形態によっては圧電振動片１２の励振電極１６にスパッタや蒸着等の成膜法により金属を付けて、圧電発振器１０の発振周波数を調整してもよい。
【００２８】
次に、貫通孔３２は封止材４４によって封止される。具体的には、圧電発振器１０が真空容器内または不活性ガス雰囲気中に納置された後、貫通孔３２の開口部に封止材４４が置かれる。そしてこの封止材４４にレーザ光を照射し、溶融させて貫通孔３２を塞ぐ。このときパッケージ１３内部は真空または不活性ガス雰囲気になっており、また貫通孔３２を塞ぐ封止材４４は貫通孔３２の側面に形成された導電膜３４と導通されている。なお封止材４４として、例えば金−錫、金−ゲルマニウムまたは銀ロウ等の材料からなる金属ボールを用いればよい。
【００２９】
この後、圧電発振器１０は、ソケット（不図示）に収められて周波数調整が行われる。前記ソケットは、外部電極４０および貫通孔３２の位置に対応した底面にプローブ４９が配置されたものであり、圧電発振器１０が前記ソケットに収められるとプローブ４９が外部電極４０や貫通孔３２に接触する構成となっている。なお貫通孔３２に接触するプローブ４９ａは、貫通孔３２を溶融封止した封止材４４に接触することになり、貫通孔３２がプローブ４９ａのガイドの役割を果たすので、プローブ４９ａと封止材４４とが確実に接触することが可能になる。そして圧電発振器１０は、プローブ４９を介して周波数調整用のデータが書き込まれる。このデータは、例えばＩＣチップ２０内に配設された容量アレイのスイッチをＯＮ／ＯＦＦさせるものであり、容量アレイのキャパシタンスをかえることにより圧電発振器１０の発振周波数が調整される。またＩＣチップ２０に前記電圧制御回路が設けられている場合は電圧制御用のデータが書き込まれ、ＩＣチップ２０に前記温度補償回路が設けられている場合は温度補償用のデータが書き込まれる。また圧電発振器１０がプログラマブル圧電発振器である場合には、様々な制御用のデータが書き込まれる。なお、貫通孔３２の中にプローブ４９ａの先端部分が収容された状態でＩＣチップ２０への書き込むため、書き込み中にプローブ４９ａまたは圧電発振器１０が揺れても、プローブ４９ａが貫通孔３２から外れ難く、接触不良を防止できる。
この後、圧電発振器１０は、気密性試験や特性検査、マーキング等が行われて完成する。
【００３０】
このような圧電発振器１０は、ＩＣチップ２０へデータを書き込むための電極となる貫通孔３２と外部電極４０とが同一面に設けられているので、データの書き込みプローブ４９を発振器の一つの面において接触させることができる。したがってプローブ４９を電極に確実に接触させることができるので、データの書き込み不良が発生しなくなり、書き込み不良を原因とする圧電発振器１０の廃棄や再書き込み作業がなくなり、製造コストを低くすることができる。
【００３１】
また貫通孔３２は、パッケージ１３内部の気密封止に用いられるとともに、ＩＣチップ２０のデータの書き込み用の入出力電極として用いられるので、貫通孔３２の有効活用を図ることができる。そして貫通孔３２は、プローブ４９ａが封止材４４に接触するときのガイドの役割を果たすので、プローブ４９ａとＩＣチップ２０とを確実に接続することができる。すなわち貫通孔３２の直径が小さくても確実にデータの書き込みができるので、貫通孔３２はプローブ４９ａを接触させるために大きな面積を必要とせず、パッケージ１３を小型化することができる。そしてこの圧電発振器１０の製造工程が増加することはない。
【００３２】
なお上述した実施形態は、小型の圧電発振器１０に対して好適な形態となる。すなわち、従来技術では、圧電振動片はＩＣチップよりもサイズが大きかったため、ＩＣチップの上方に圧電振動片が配置された形態の圧電発振器がほとんどであった。ところが、近年、圧電発振器の搭載される電子機器が小型化されているのに伴い、圧電発振器も小型化・薄型化されているので、圧電振動片やＩＣチップも小型化されているが、ＩＣチップの小型化には限界があるため、圧電振動片がＩＣチップよりも小型になってきている。このため従来の圧電発振器に比べてさらに小型化にするために、上述した実施形態の圧電発振器１０のように、圧電振動片１２をＩＣチップ２０の下方に配置する構成をとったのである。このときＩＣチップ２０の周波数調整だけでは、所望の圧電発振器１０の発振周波数が得られないので、圧電振動片１２の電極厚さを調整する必要がある。そこで圧電振動片１２の励振電極１６の下方に貫通孔３２を設けて、励振電極１６の厚さを調整できるようにするとともに、この貫通孔３２を用いてパッケージ１３内の気密封止とＩＣチップ２０による周波数調整をできるようにしたのである。
【００３３】
また、本実施形態の圧電発振器１０は、貫通孔３２に適用した封止材４４を溶融して気密封止を行うという構成である。この構成であれば、圧電振動片の励振電極をレーザ等によって周波数調整した後に行われる気密封止時に圧電発振器１０にかかる熱は極わずかである。したがって、圧電発振器１０は、気密封止時の熱により生じる発振周波数のずれを大幅に押さえることができる。
【００３４】
次に、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態では、第１の実施形態に係る圧電発振器１０の変形例について説明するので、第１の実施形態に係る圧電発振器１０と同構成の部分には同番号を付し、その説明を省略または簡略する。図３は第２の実施形態に係る圧電発振器の説明図である。第２の実施形態に係る圧電発振器５０は、圧電振動片１２とＩＣチップ２０とを水平方向に並べて形成した構成である。すなわち圧電発振器５０のパッケージベース５２は、平面絶縁シート２４と枠型絶縁シート２６とを積層させた２層構造であり、平面絶縁シート２４上にマウント電極３０と複数の実装電極３６とが設けられている。このマウント電極３０と２つの実装電極３６とが導通されている。マウント電極３０上には圧電振動片１２が実装され、実装電極３６上にはＩＣチップ２０が実装されている。前記圧電振動片１２に設けられた励振電極の下方におけるパッケージベース５２底面には、貫通孔３２が設けられている。この貫通孔３２に設けられた導電膜３４は、実装電極３６の１つと導通されている。なお導電膜３４は、圧電振動片１２の励振電極１６と導通されていない。またパッケージベース５２の上面には、リッド４２が接合されている。
【００３５】
そして圧電振動片１２の前記励振電極にレーザを照射することによって、電極の質量をかえて圧電発振器５０の発振周波数を調整した後、貫通孔３２に封止材４４が溶融接合されてパッケージ５４の内部が気密封止される。この後、データ書き込みプローブが圧電発振器５０の裏面に形成された外部電極４０と貫通孔３２の封止材４４に接触されて、ＩＣチップ２０にデータが書き込まれる。
【００３６】
このように形成された圧電発振器５０は、圧電振動片１２とＩＣチップ２０とを水平方向に並べて配置した構成なので、薄型にすることができる。また第１の実施形態に係る圧電発振器１０と同様の効果を得ることができる。
【００３７】
次に、第３の実施形態について説明する。第３の実施形態では、第１，２の実施形態で説明した貫通孔の変形例について説明する。なお第１，２の実施形態と同構成の部分には同番号を付し、その説明を省略または簡略する。図４は貫通孔の断面図である。第３の実施形態で説明する貫通孔は２段構造であり、パッケージベースの最下段の平面絶縁シート２４（２４ａ，２４ｂ）は２枚の平面絶縁シート２４ａ，２４ｂを積層して形成されたものである。そして貫通孔５６は、圧電振動片に形成された励振電極の下方に設けられ、上側の平面絶縁シート２４ｂと下側の平面絶縁シート２４ａとを貫通して設けられているが、下側の平面絶縁シート２４ａに設けられた孔の直径が上側の平面絶縁シート２４ｂに設けられた孔の直径よりも大きく形成されている。すなわち貫通孔５６の側面は階段状に形成され、下部の開口が上部よりも広くなった構成である。このような貫通孔５６には、上側の平面絶縁シート２４ｂの側面および底面に導電膜３４が形成されている。そして平面絶縁シート２４の上面には、ＩＣチップの実装電極と前記導電膜３４とを導通させる配線パターン５８が形成されている。
【００３８】
そして開口の広い貫通孔５６の下部に金属ボールや金属ペレット等の封止材４４が配置された後、レーザ光が封止材４４に照射される。すると封止材４４は溶融されて貫通孔５６を塞ぐ。
【００３９】
このような貫通孔５６の構成とすることにより、開口の広い下部の貫通孔５６は封止材４４の受部になるので、配置された封止材４４がレーザ光の照射前に移動することがなくなり、確実に貫通孔５６を塞ぐことができる。
【００４０】
なお貫通孔５６の側面に形成された導電膜３４とＩＣチップの実装電極とを電気的に接続させる配線パターン５８は、上述したように上側の平面絶縁シート２４ｂの上面に形成されるばかりでなく、上側の平面絶縁シート２４ｂと下側の平面絶縁シート２４ａとの間に形成されてもよい。
またパッケージベース最下段の平面絶縁シート２４は２層構造として説明したが、３枚以上の平面絶縁シートを積層させた構成であってもよい。
【００４１】
次に、第４の実施形態について説明する。まず、貫通孔が設けられる位置について説明する。図５は圧電発振器の底面図である。なお図５（ａ）は貫通孔をパッケージベースの中央部に設けた構成であり、図５（ｂ）は貫通孔を外部電極の近傍に設けた構成を示す。
【００４２】
図５（ａ）に示すように、貫通孔６２がパッケージベース６４の中央部に設けられた場合、圧電発振器６０ａが半田等の導電性接合材を用いて実装基板（不図示）に実装されると、前記実装基板上に形成された電極パターン６６と外部電極４０とが電気的および機械的に接続され、貫通孔６２が前記電極パターン６６と接続することはない。
【００４３】
また図５（ｂ）に示すように、貫通孔６２が複数の外部電極４０のうちの１つに隣接して設けられた場合、圧電発振器６０ｂが半田等の導電性接合材を用いて実装基板（不図示）に実装されると、外部電極４０と共に貫通孔６２が前記導電性接合材を介して電極パターン６６と電気的および機械的に接続される。また貫通孔６２が近傍に設けられていない外部電極４０も電極パターン６６と電気的および機械的に接続されている。なお貫通孔６２が設けられる外部電極４０は、接地電極（ＧＮＤ）や電源電圧電極（ＶＤＤ）になるものであればよい。このように貫通孔６２を配置することで、データの書き込み時には外部電極４０と貫通孔６２とを独立した電極とすることができ、圧電発振器６０が前記実装基板に実装されたときには１つの外部電極４０と貫通孔６２とが前記導電性接合材を介して一体の電極とすることができる。したがって圧電発振器６０ｂは、図５（ａ）に示すような貫通孔の配置にした圧電発振器６０ａに比べて外部からのノイズの影響を受けにくくなる。
【００４４】
次に、第５の実施形態について説明する。第５の実施形態では、外部電極の変形例について説明する。図６は外部電極の断面図である。第５の実施形態で説明する外部電極７０は凹陥部７２を設けた構成である。具体的には、パッケージベース７４の最下段にある平面絶縁シート７６（７６ａ，７６ｂ）を少なくとも２層構造とし、外部電極７０が設けられる位置に対応する下側の平面絶縁シート７６ａに開口部７８を設け、これに上側の平面絶縁シート７６ｂを積層させ、平面絶縁シート７６に凹陥部７２を設けた構成である。
【００４５】
そして凹陥部７２の表面は、例えばタングステン等がメタライズ印刷された後、ニッケルや金等がメッキされて、外部電極７０が形成される。なおニッケルは、タングステンと金との密着性を向上させるために用いられる金属である。
【００４６】
このような構成の外部電極７０は、データの書き込み時において、凹陥部７２の側面がプローブのガイドの役割を果たすので、プローブを確実に接触させることができる。したがってデータをＩＣチップへ確実に書き込むことができる。また、凹陥部７２の中にプローブの先端部分が収容された状態でＩＣチップへの書き込むため、書き込み中にプローブまたは圧電発振器が揺れても、プローブが凹陥部７２から外れ難く、プローブの接触不良を有効に防止できる。
【００４７】
次に、第６の実施形態について説明する。第６の実施形態では、前述した圧電発振器を電子機器に搭載した一例について説明する。図７はディジタル式携帯電話の概略構成図である。ディジタル式携帯電話１００は、送受信信号の送信部１０２および受信部１０４等を有し、この送信部１０２および受信部１０４に、これらを制御する中央演算装置（ＣＰＵ）１０６が接続されている。またＣＰＵ１０６は、送受信信号の変調および復調の他に表示部や情報入力のための操作キー等からなる情報の入出力部１０８や、ＲＡＭ，ＲＯＭ等からなるメモリ１１０の制御を行っている。このためＣＰＵ１０６には圧電デバイス１１２が取付けられ、その出力周波数をＣＰＵ１０６に内蔵された所定の分周回路（不図示）等により、制御内容に適合したクロック信号として利用するようにされている。またＣＰＵ１０６は温度補償型圧電発振器１１４と接続され、この温度補償型圧電発振器１１４は送信部１０２と受信部１０４とに接続されている。これによりＣＰＵ１０６からの基本クロックが、環境温度が変化した場合に変動しても、温度補償型圧電発振器１１４により修正されて、送信部１０２および受信部１０４に与えられるようになっている。
【００４８】
前述した実施形態の圧電発振器が応用されるものとして、例えば温度補償型圧電発振器１１４がある。また前述した実施形態の圧電発振器は、例えばＣＰＵ１０６を含む携帯電話に日付時刻情報を供給するリアルタイムクロックにも応用することができる。
【００４９】
また前述した実施形態に係る圧電発振器は、上記のディジタル式携帯電話に限らず、パーソナルコンピュータ、ワークステーション、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ［Ｄａｔａ］ Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ：携帯情報端末）等の、圧電発振器により制御用のクロック信号を得る電子機器に適用することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１０………圧電発振器、１２………圧電振動片、２０………ＩＣチップ、３２………貫通孔、３４………導電膜、４０………外部電極、４９………プローブ、５０………圧電発振器、５６………貫通孔、６０………圧電発振器、７０………外部電極。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電振動片とこの圧電振動片を発振させる回路を有する半導体素子とをパッケージに搭載した圧電発振器であって、
前記パッケージには貫通孔が形成され、
前記貫通孔は導電性の封止材によって閉塞されており、
前記封止材と前記半導体素子とが電気的に接続されていることを特徴とする圧電発振器。
【請求項２】
前記封止材は、前記貫通孔に形成された導電膜と導通されており、
前記導電膜と前記半導体素子との間を電気的に接続する電気的接続手段が前記パッケージに形成されていることを特徴とする請求項１に記載の圧電発振器。
【請求項３】
前記パッケージは内部に前記圧電振動片を収容する空間を有し、
前記貫通孔が前記封止材によって閉塞されることにより前記空間が気密に封止されていることを特徴とする請求項１または２に記載の圧電発振器。
【請求項４】
前記貫通孔は、信号の入力および出力の少なくともいずれか一方を行う入出力電極であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の圧電発振器。
【請求項５】
前記貫通孔は、前記パッケージに形成された外部電極と同じ面に形成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発振器。
【請求項６】
前記貫通孔は、前記外部電極に隣接して配置された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】
前記外部電極は、凹部を備えたことを特徴とする請求項５または６に記載の圧電発振器。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかに記載の圧電発振器を備えたことを特徴とする電子機器。
【請求項９】
圧電振動片とこの圧電振動片を発振させる回路を有する半導体素子とをパッケージに搭載した圧電発振器の製造方法であって、
前記パッケージに形成された貫通孔を導電性の封止材で封止し、前記半導体素子と前記封止材とを電気的に接続する工程と、
封止後の前記貫通孔を用いて、発振周波数調整用データを前記半導体素子に書き込む書き込み工程と、
を備えたことを特徴とする圧電発振器の製造方法。
【請求項１０】
前記書き込み工程は、前記貫通孔を封止している前記導電性の封止材に対してプローブを接触させて行う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】
圧電振動片とこの圧電振動片を発振させる回路を有する半導体素子とをパッケージに搭載した圧電発振器であって、
前記パッケージには貫通孔が形成され、
前記貫通孔は導電性の封止材によって閉塞されており、
前記封止材と前記半導体素子とが電気的に接続されていることを特徴とする圧電発振器。
【請求項２】
前記封止材は、前記貫通孔に形成された導電膜と導通されており、
前記導電膜と前記半導体素子との間を電気的に接続する電気的接続手段が前記パッケージに形成されていることを特徴とする請求項１に記載の圧電発振器。
【請求項３】
前記パッケージは内部に前記圧電振動片を収容する空間を有し、
前記貫通孔が前記封止材によって閉塞されることにより前記空間が気密に封止されていることを特徴とする請求項１または２に記載の圧電発振器。
【請求項４】
前記貫通孔は、信号の入力および出力の少なくともいずれか一方を行う入出力電極であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の圧電発振器。
【請求項５】
前記貫通孔は、前記パッケージに形成された外部電極と同じ面に形成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発振器。
【請求項６】
前記貫通孔は、前記外部電極に隣接して配置された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】
前記外部電極は、凹部を備えたことを特徴とする請求項５または６に記載の圧電発振器。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかに記載の圧電発振器を備えたことを特徴とする電子機器。
【請求項９】
圧電振動片とこの圧電振動片を発振させる回路を有する半導体素子とをパッケージに搭載した圧電発振器の製造方法であって、
前記パッケージに形成された貫通孔を導電性の封止材で封止し、前記半導体素子と前記封止材とを電気的に接続する工程と、
封止後の前記貫通孔を用いて、発振周波数調整用データを前記半導体素子に書き込む書き込み工程と、
を備えたことを特徴とする圧電発振器の製造方法。
【請求項１０】
前記書き込み工程は、前記貫通孔を封止している前記導電性の封止材に対してプローブを接触させて行う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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−１２４４９４（Ｐ２０１０−１２４４９４Ａ）
【公開日】平成２２年６月３日（２０１０．６．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−４９４４１（Ｐ２０１０−４９４４１）
【出願日】平成２２年３月５日（２０１０．３．５）
【分割の表示】特願２００４−２６０１４５（Ｐ２００４−２６０１４５）の分割
【原出願日】平成１６年９月７日（２００４．９．７）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月３日（２０１０．６．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月５日（２０１０．３．５）
【分割の表示】特願２００４−２６０１４５（Ｐ２００４−２６０１４５）の分割
【原出願日】平成１６年９月７日（２００４．９．７）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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