圧電発振器
【課題】周波数ドリフト特性が良い圧電発振器を提供する。
【解決手段】基板部と、基板部の一方の主面に第１の枠部が設けられて、第１の凹部空間が形成され、基板部の他方の主面に第２の枠部が設けられて、第２の凹部空間が形成された容器体と、第１の凹部空間内に露出した基板部の一方の主面に設けられた２個一対の圧電振動素子搭載パッドに搭載され、励振用電極が設けられている圧電振動素子と、第２の凹部空間内に露出した基板部の他方の主面に設けられた集積回路素子搭載パッドに搭載されている集積回路素子と、第１の凹部空間を気密封止する蓋体と、を備え、集積回路素子搭載パッドの内の１つである電源電圧パッドと接続されているビア導体と、ビア導体と接続されている第１の電極膜が、第２の凹部空間内の第２の枠部に設けられていることを特徴とするものである。
【解決手段】基板部と、基板部の一方の主面に第１の枠部が設けられて、第１の凹部空間が形成され、基板部の他方の主面に第２の枠部が設けられて、第２の凹部空間が形成された容器体と、第１の凹部空間内に露出した基板部の一方の主面に設けられた２個一対の圧電振動素子搭載パッドに搭載され、励振用電極が設けられている圧電振動素子と、第２の凹部空間内に露出した基板部の他方の主面に設けられた集積回路素子搭載パッドに搭載されている集積回路素子と、第１の凹部空間を気密封止する蓋体と、を備え、集積回路素子搭載パッドの内の１つである電源電圧パッドと接続されているビア導体と、ビア導体と接続されている第１の電極膜が、第２の凹部空間内の第２の枠部に設けられ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発振器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電子機器には、電子部品として圧電発振器が用いられている。
図８は、従来の圧電発振器を示す断面図である。図９（ａ）は、従来の圧電発振器を構成する容器体の基板部の一方の主面を示す透視平面図であり、図９（ｂ）は、従来の圧電発振器を構成する容器体の基板部の内層面を示す透視平面図であり、図９（ｃ）は、従来の圧電発振器を構成する容器体の基板部の他方の主面を示す透視平面図である。
図８〜図９に示すように、従来の圧電発振器２００は、その例として容器体２０１、圧電振動素子２０７、集積回路素子２０８、蓋体２０９とから主に構成されている。
容器体２０１は、基板部２０１ａと２つの枠部２０１ｂ、２０１ｃで構成されている。
この容器体２０１は、基板部２０１ａの一方の主面に枠部２０１ｂが設けられて第１の凹部空間２０２が形成され、基板部２０１ａの他方主面に枠部２０１ｃが設けられて第２の凹部空間２０４が形成される。
その第１の凹部空間２０２内に露出する基板部２０１ａの一方の主面には、図９（ａ）に示すように、一対の圧電振動素子搭載パッド２０３ａ、２０３ｂが設けられている。
また、第２の凹部空間２０４内に露出する基板部２０１ａの他方の主面には、図９（ｃ）に示すように、集積回路素子搭載パッド２０５が設けられている。
また、基板部２０１ａは、積層構造となっており、図９（ｂ）に示すように、基板部２０１ａの内層には、第１の配線パターン２１２ａや第２の配線パターン２１２ｂ等が設けられている。
この圧電振動素子搭載パッド２０３ａ、２０３ｂ上には、導電性接着剤２０６を介して電気的に接続される一対の励振用電極を表裏主面に有した圧電振動素子２０７が搭載されている。この圧電振動素子２０７を囲繞する容器体２０１の枠部２０１ｂの頂面には金属製の蓋体２０９を被せられ、接合されている。これにより第１の凹部空間２０２が気密封止されている。
また、集積回路素子搭載パッド２０５上に半田等の導電性接合材を介して集積回路素子２０８が電気的、機械的に接合されている。この状態を搭載という。
【０００３】
また、集積回路素子２０８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。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。このような圧電発振器２００が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００４】
【特許文献１】特許第３４０６８４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の圧電発振器２００においては、集積回路素子２０８で発生した熱により、集積回路素子２０８に内蔵されている温度センサが感知する温度と、実際の圧電振動素子２０７の周囲の温度が異なることがある。これらにより、従来の圧電発振器２００は、誤った温度データ信号（電圧値）により補正されるため、圧電発振器に電圧を印加した時点での発振周波数と、電圧を印加してから一定時間が経過した時点での発振周波数との周波数変動差を示している周波数ドリフト特性が悪くなるといった課題があった。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、周波数ドリフト特性が良い圧電発振器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】
【０００７】
本発明の圧電発振器は、基板部と、基板部の一方の主面に第１の枠部が設けられて、第１の凹部空間が形成され、基板部の他方の主面に第２の枠部が設けられて、第２の凹部空間が形成された容器体と、第１の凹部空間内に露出した基板部の一方の主面に設けられた２個一対の圧電振動素子搭載パッドに搭載され、励振用電極が設けられている圧電振動素子と、第２の凹部空間内に露出した基板部の他方の主面に設けられた集積回路素子搭載パッドに搭載されている集積回路素子と、第１の凹部空間を気密封止する蓋体と、を備え、集積回路素子搭載パッドの内の１つである電源電圧パッドと接続されているビア導体と、ビア導体と接続されている第１の電極膜が、第２の凹部空間内の第２の枠部に設けられていることを特徴とするものである。
【０００８】
また、第２の枠部の主面にビア導体及び第１の電極膜と接続されている第２の電極膜が設けられていることを特徴とするものである。
【０００９】
また、第２の枠部の主面に露出するビア導体及び第２の電極膜を覆う保護膜を備えていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の圧電発振器によれば、前記集積回路素子搭載パッドの内の１つである電源電圧パッドと接続されているビア導体と接続されている第１の電極膜を設けることによって、電源電圧が電源電圧パッドに印加されることで発生する熱を第１の電極膜を介して空気中に放熱することができる。放熱することで集積回路素子の温度が下がり、その下がった温度で、集積回路素子と圧電振動素子の温度が近い値になる。これにより、集積回路素子に内蔵されている温度センサが感知する温度と、実際の圧電振動素子の周囲の温度が同じ値に近づくことになる。よって、正しい温度データ信号（電圧値）により補正されるため圧電発振器の周波数ドリフト特性を良くすることが可能となる。
【００１１】
また、第２の枠部の主面にビア導体及び第１の電極膜と接続されている第２の電極膜が設けられていることによって、集積回路素子で発生した熱を第２の電極膜を介して空気中に、さらに放熱することができる。
【００１２】
第２の枠部の主面に露出するビア導体及び第２の電極膜を覆う保護膜を備えていることによって、ビア導体と外部接続用電極端子との間、第２の電極膜と外部接続用電極端子との間に導電性の異物が付着することがなくなるため、短絡を防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
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。
【００１４】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る圧電発振器を示す分解斜視図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。図３は、本発明の第１の実施形態に係る圧電発振器を示す集積回路素子搭載側から見た斜視図である。図４（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る圧電発振器を構成する容器体の基板部の一方の主面を示す透視平面図であり、図４（ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る圧電発振器を構成する容器体の基板部の内層面を示す透視平面図であり、図４（ｃ）は、本発明の第１の実施形態に係る圧電発振器を構成する容器体の基板部の他方の主面を示す透視平面図であり、（ｄ）は、本発明の第１
の実施形態に係る圧電発振器を構成する容器体の他方主面を示す平面図である。また、図示した寸法も一部誇張して示している。
【００１５】
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、容器体１１０と圧電振動素子１２０と蓋体１３０と集積回路素子１４０で主に構成されている。この圧電発振器１００は、前記容器体１１０に形成されている第１の凹部空間１１１内に圧電振動素子１２０が搭載され、第２の凹部空間１１４内には、集積回路素子１４０が搭載されている。その第１の凹部空間１１１が蓋体１３０により気密封止された構造となっている。
【００１６】
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、前記水晶素板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と第１の凹部空間１１１内底面に形成されている圧電振動素子搭載パッド１１３とを、導電性接着剤１５０を介して電気的且つ機械的に接続することによって第１の凹部空間１１１に搭載される。このときの引き出し電極が設けられた一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１２３とする。
【００１７】
集積回路素子１４０は、図１〜図３に示すように、回路形成面に前記圧電振動素子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１１９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。
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、容器体１１０の第２の凹部空間１１４内に露出した基板部１１０ａに形成された集積回路素子搭載パッド１１５に半田等の導電性接合材を介して搭載されている。
【００１８】
図１〜図３に示すように、容器体１１０は、基板部１１０ａと、第１の枠部１１０ｂ、第２の枠部１１０ｃとで主に構成されている。
この容器体１１０は、基板部１１０ａの一方の主面に第１の枠部１１０ｂが設けられて、第１の凹部空間１１１が形成されている。また、容器体１１０の他方の主面に第２の枠部１１０ｃが設けられて、第２の凹部空間１１４が形成されている。
尚、この容器体１１０を構成する基板部１１０ａ及び第２の枠部１１０ｃは、例えば、アルミナセラミックス、ガラス−セラミック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。また、基板部１１０ａは、セラミック材が積層した構造となっている。
第１の枠部１１０ｂは、例えば、シールリングを用いる。この場合、第１の枠部１１０ｂは、４２アロイやコバール等の金属から成り、中心が打ち抜かれた枠状になっている。
また、第１の枠部１１０ｂは、基板部１１０ａの一方の主面の外周を囲繞するように設けられた封止用導体膜１１２上にロウ付けなどにより接続される。
第１の凹部空間１１１内で露出した基板部１１０ａの一方の主面には、２個一対の圧電振動素子搭載パッド１１３ａ、１１３ｂが設けられている。
また、図１〜図３に示すように容器体１１０は、基板部１１０ａの他方の主面と第２の枠部１１０ｃによって第２の凹部空間１１４が形成されている。
図４（ｂ）に示すように、基板部１１０ａの内層には、配線パターン１１７（１１７ａ、１１７ｂ）等が設けられている。
図４（ｃ）及び図４（ｄ）に示すように、第２の凹部空間１１４内で露出した基板部１１０ａの他方の主面には、複数の集積回路素子搭載パッド１１５と２個一対の圧電振動素子測定用パッド１１６ａ、１１６ｂが形成されている。
集積回路素子搭載パッド１１５の１つには、外部接続用電極端子１１９の電源電圧端子（図示せず）と接続されている電源電圧パッド１１５ａがあり、その電源電圧パッド１１５ａとビア導体１１８ｃが接続されている。つまり、電源電圧パッド１１５ａには、電源電圧が印加されることになる。
図３及び図４（ｄ）に示すように、第２の枠部１１０ｃの主面には、ビア導体１１８ｃと、外部接続用電極端子１１９が設けられている。つまり、基板部１１０ａの集積回路素子搭載パッド１１５が設けられている主面と平行となる第２の枠部１１０ｃの主面の４隅には、外部接続用電極端子１１９が設けられ、外部接続用電極端子１１９の間にはビア導体１１８ｃの端部が露出するように設けられている。
【００１９】
図４（ａ）〜図４（ｄ）に示すように、一方の圧電振動素子搭載パッド１１３ａは、１つの基板部側ビア導体１１８ａで、容器体１１０の基板部１１０ａの内層に形成されている配線パターン１１７ａと接続されている。また、図４（ａ）〜図４（ｄ）に示すように、前記配線パターン１１７ａは、基板部側ビア導体１１８ｂで他方の圧電振動素子測定用パッド１１６ｂと接続されている。これにより、前記一方の圧電振動素子搭載パッド１１３ａは、前記他方の圧電振動素子測定用パッド１１６ｂと接続されることになる。
他方の圧電振動素子搭載パッド１１３ｂは、１つの基板部側ビア導体１１８ａで、前記容器体１１０の基板部１１０ａの内層に設けられている配線パターン１１７ｂと接続されている。
また、前記配線パターン１１７ｂは、基板部側ビア導体１１８ｂで、一方の圧電振動素子測定用パッド１１６ａと接続されている。これにより、前記他方の圧電振動素子搭載パッド１１３ｂは、前記一方の圧電振動素子測定用パッド１１６ａと接続されることになる。
集積回路素子搭載パッド１１５と外部接続用電極端子１１９は、前記容器体１１０の第２の凹部空間１１４内の基板部１１０ａに形成された部分を有する配線パターン（図示せず）と第２の枠部１１０ｃの内部に形成されたビア導体（図示せず）により接続されている。
【００２０】
図３及び図４（ｄ）に示すように、第１の電極膜Ｄ１は、第２の枠部１１０ｃの第２の凹部空間１１４内に露出するように設けられている。具体的には、第２の枠部１１０ｃの厚さ方向に、例えば、Ｕ字型の溝を設けておき、この溝の中に、例えば、タングステン等の導体を形成することでビア導体１１８ｃを設ける。このビア導体１１８ｃと接続するように、第１の電極膜Ｄ１が形成されている。
第１の電極膜Ｄ１は、第２の枠部１１０ｃの主面から、基板部１１０ａの主面までの長さで設けられている。基板部１１０ａの主面とは、集積回路素子搭載パッド１１５が設けられている基板部１１０ａの他方の主面のことである。
第１の電極膜Ｄ１は、第２の枠部１１０ｃの集積回路素子１５０と対向する面に露出するように設けられている。
【００２１】
２個一対の圧電振動素子測定用パッド１１６ａ、１１６ｂは、容器体１１０の第２の凹部空間１１４内の露出した基板部１１０ａに設けられている。
前記圧電振動素子測定用パッド１１６ａ、１１６ｂは、容器体１１０の第１の凹部空間１１１に搭載されている圧電振動素子１２０の発振周波数やクリスタルインピーダンス等の特性を測定するために用いられる。
【００２２】
図４（ｂ）に示すように、配線パターン１１７ａは、容器体１１０の第１の凹部空間１１１の開口側から見て、容器体１１０の中央付近に引き出され、基板部側ビア導体１１８ｂを介して、他方の圧電振動素子測定用パッド１１６ｂと接続されている。
また、図４（ｂ）に示すように、配線パターン１１７ｂは、容器体１０の第１の凹部空間１１１の開口側から見て、容器体１１０の中央付近に向かって引き出され、基板部側ビア導体１１８ｂを介して、一方の圧電振動素子測定用パッド１１６ａと接続されている。
【００２３】
蓋体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。このような蓋体１３０は、第１の凹部空間１１１を、窒素ガスや真空などで気密的に封止される。具体的には、蓋体１３０は、所定雰囲気で、容器体１１０のシールリング１１０ｂ上に載置され、シールリング１１０ｂの表面の金属と蓋体１３０の金属の一部とが溶接されるように所定電流を印加してシーム溶接を行うことにより、シールリング１１０ｂに接合される。
【００２４】
前記導電性接着剤１５０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、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】
尚、前記容器体１１０は、アルミナ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、封止用導体膜１１２、圧電振動素子搭載パッド１１３、集積回路素子搭載パッド１１５、外部接続用電極端子１１９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ビア導体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、高温で焼成することにより製作される。
【００２６】
本発明の第１の実施形態に係る圧電発振器によれば、集積回路素子搭載パッド１１５の内の１つである電源電圧パッド１１５ａと接続されているビア導体１１８ｃと接続されている第１の電極膜Ｄ１を設けることによって、電源電圧が電源電圧パッド１１５ａに印加されることで発生する熱を第１の電極膜Ｄ１を介して空気中に放熱する。放熱することで集積回路素子１４０の温度が下がり、その下がった温度で、集積回路素子１４０と圧電振動素子１２０の温度が近い値になる。そのため、集積回路素子１４０に内蔵されている温度センサが感知する温度と、実際の圧電振動素子１２０の周囲の温度が同じ値に近づくことになる。よって、正しい温度データ信号（電圧値）により補正されるため圧電発振器１００の周波数ドリフト特性を良くすることが可能となる。
周波数ドリフト特性が良いとは、圧電発振器１００に電圧を印加した時点の発振周波数と電圧を印加してから一定時間が経過した時点の発振周波数の変動差が少ないということである。例えば、横軸を経過時間、縦軸を周波数変動差とした場合に、周波数変動差が０に近付くほど、周波数ドリフト特性が良好ということである。
【００２７】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係る圧電発振器は、第２の枠部の主面に前記ビア導体及び前記第１の電極膜と接続されている第２の電極膜が形成されている点で第１の実施形態と異なる。
図５は、本発明の第２の実施形態に係る圧電発振器を示す集積回路素子搭載側から見た斜視図である。
【００２８】
図５に示すように、第１の電極膜Ｄは、第２の枠部１１０ｃの第２の凹部空間１１４内に露出するように設けられている。具体的には、第２の枠部１１０ｃの厚さ方向に、例えば、Ｕ字型の溝を設けておき、この溝の中に、例えば、タングステン等の導体を形成することでビア導体１１８ｃを設ける。このビア導体１１８ｃと接続するように、第１の電極膜Ｄ１が形成されている。
第２の凹部空間１１４内に形成されている第１の電極膜Ｄ１は、第２の枠部１１０ｃの主面から、基板部１１０ａの主面までの長さで設けられている。基板部１１０ａの主面とは、集積回路素子搭載パッド１１５が設けられている基板部１１０ａの他方の主面のことである。
第１の電極膜Ｄ１は、第２の枠部１１０ｃの集積回路素子１５０と対向する面に露出するように設けられている。
第２の電極膜Ｄ２は、第２の枠部の主面１１０ｃに設けられ、ビア導体１１８ｃ及び第１の電極膜Ｄ１と接続されている。つまり、第２の枠部１１０ｃの主面に形成されている第２の電極膜Ｄ２は、外部接続用電極端子１１９の間に設けられている。
【００２９】
本発明の第２の実施形態に係る圧電発振器によれば、第２の枠部１１０ｃの主面にビア導体１１８ｃ及び第１の電極膜Ｄ１と接続されている第２の電極膜Ｄ２が設けられていることによって、第１の実施形態よりもさらに熱を空気中に放熱することができる。よって、正しい温度データ信号（電圧値）により補正されるため圧電発振器１００の周波数ドリフト特性をさらに良くすることが可能となる。
【００３０】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態に係る圧電発振器は、第２の枠部の主面に露出した前記ビア導体の端部に保護膜を備えている点で第１の実施形態と異なる。
図６は、本発明の第３の実施形態に係る圧電発振器を示す集積回路素子搭載側から見た斜視図である。
【００３１】
図６に示すように、容器体１１０は、基板部１１０ａと、第１の枠部１１０ｂ、第２の枠部１１０ｃとで主に構成されている。
この容器体１１０は、基板部１１０ａの一方の主面に第１の枠部１１０ｂが設けられて、第１の凹部空間１１１が形成されている。また、容器体１１０の他方の主面に第２の枠部１１０ｃが設けられて、第２の凹部空間１１４が形成されている。
図６に示すように、第２の枠部１１０ｃの主面には、外部接続用電極端子１１９とビア導体１１８ｃが設けられている。つまり、基板部１１０ａの集積回路素子搭載パッド１１５が設けられている主面と平行となる第２の枠部１１０ｃの主面の４隅には、外部接続用電極端子１１９が設けられ、外部接続用電極端子１１９の間にはビア導体１１８ｃの端部が露出するように設けられている。
図６に示すように、ビア導体１１８ｃは、第２の枠部１１０ｃに設けられている。具体的には、第２の枠部１１０ｃの厚さ方向に、例えば、Ｕ字型の溝を設けておき、この溝の中に、例えば、タングステン等の導体を形成することでビア導体１１８ｃを設ける。第２の枠部１１０ｃの主面から、基板部１１０ａの主面までの長さで設けられている。
このビア導体１１８ｃの端部を被覆するように、保護膜Ｒが第２の枠部１１０ｃの主面に形成されている。この保護膜Ｒは、例えば、アルミナセラミックス等を従来周知のスクリーン印刷を用いて形成される。
【００３２】
本発明の第３の実施形態に係る圧電発振器によれば、第２の枠部１１０ｃの主面に露出するビア導体１１８ｃを覆う保護膜Ｒを備えていることによって、ビア導体１１８と外部接続用電極端子の間に導電性の異物が付着することがなくなるため、短絡を防止することが可能となる。
【００３３】
（実施例）
本発明の第１の実施形態に係る圧電発振器と従来の圧電発振器についての実施例を以下に示す。
図７は、本発明の第１の実施形態に係る圧電発振器と従来の圧電発振器の周波数ドリフト特性を示す図である。
実施例として、図１〜図４に示す本発明の第１の実施形態に係る圧電発振器１００の構造に従って、前記第２の枠部１１０ｃの主面と、第２の凹部空間１１４内の第２の枠部１１０ｃの側面に前記集積回路素子搭載パッド１１５と接続されているビア導体１１８ｃを露出して設けた。
【００３４】
また、比較例として、図８及び図９に示す従来の圧電発振器２００の構造に従って設けた。
【００３５】
尚、今回作製した本発明の第１の実施形態に係る圧電発振器１００と従来の圧電発振器２００の基準発振周波数ｆ０は、２７．４５６ＭＨｚとした。
【００３６】
まず、本発明の圧電発振器１００と従来の圧電発振器２００の発振周波数を測定した。
測定方法は、まず、本発明の圧電発振器１００と従来の圧電発振器２００の電源を印加してから０．１５秒後に測定し、０．１５秒後から０．１秒ステップで発振周波数ｆｓを測定する。この時、０．１５秒後に測定した発振周波数ｆ１、０．１５秒後以降の発振周波数ｆｓを計算式（１）に代入し、周波数変動差（ｄｆ／ｆ）を算出した。
ｄｆ／ｆ＝（ｆｓ−ｆ１）／ｆ１・・・（１）
このときの周波数変動差（ｄｆ／ｆ）を周波数ドリフト値として算出した。
【００３７】
この結果として、図７示すように、本発明の圧電発振器１００では、算出した周波数ドリフト値の最大値が１３．９６ｐｐｂであった。また、図６に示すように、従来の圧電発振器２００では、算出した周波数ドリフト値の最大値は、２１．１９ｐｐｂであった。
これにより、本発明の圧電発振器１００の方が、周波数変動差が０に近いため、周波数ドリフト特性が良くなることがわかる。つまり、本発明の第１の実施形態に係る圧電発振器１００の第２の凹部空間１１４内の第２の枠部１１０ｃに設けられ、集積回路素子搭載パッド１１５の内の１つ電源電圧パッド１１５ａと接続されているビア導体１１８ｃと、前記ビア導体１１８ｃと接続される第１の電極膜Ｄ１を設けることによって、周波数ドリフト特性が良くなることがわかる。
【００３８】
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。
また、保護膜Ｒは、例えば、エポキシ樹脂等の絶縁性樹脂によって形成しても構わない。
また、ビア導体１１８ｃの溝の形状をＵ字状としたが、Ｖ字状で形成しても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る圧電発振器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１の実施形態に係る圧電発振器を示す集積回路素子搭載側から見た斜視図である。
【図４】（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る圧電発振器を構成する容器体の基板部の一方の主面を示す透視平面図であり、（ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る圧電発振器を構成する容器体の基板部の内層面を示す透視平面図であり、（ｃ）は、本発明の第１の実施形態に係る圧電発振器を構成する容器体の基板部の他方の主面を示す透視平面図であり、（ｄ）は、本発明の第１の実施形態に係る圧電発振器を構成する容器体の他方主面を示す平面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る圧電発振器を示す集積回路素子搭載側から見た斜視図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る圧電発振器を示す集積回路素子搭載側から見た斜視図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る圧電発振器と従来の圧電発振器の周波数ドリフト特性を示す図である。
【図８】従来における圧電発振器を示す断面図である。
【図９】（ａ）は、従来の圧電発振器を構成する容器体の基板部の一方の主面を示す透視平面図であり、（ｂ）は、従来の圧電発振器を構成する容器体の基板部の内層面を示す透視平面図であり、（ｃ）は、従来の圧電発振器を構成する容器体の基板部の他方の主面を示す透視平面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１１０・・・容器体
１１０ａ・・・基板部
１１０ｂ・・・第１の枠部（シールリング）
１１０ｃ・・・第２の枠部
１１１・・・第１の凹部空間
１１２・・・封止用導体膜
１１３ａ、１１３ｂ・・・圧電振動素子搭載パッド
１１４・・・第２の凹部空間
１１５・・・集積回路素子搭載パッド
１１６ａ、１１６ｂ・・・圧電振動素子測定用パッド
１１７（１１７ａ、１１７ｂ）・・・配線パターン
１１８ａ、１１８ｂ・・・基板部側ビア導体
１１８ｃ・・・ビア導体
１１９・・・外部接続用電極端子
Ｄ１・・・第１の電極膜
Ｄ２・・・第２の電極膜
Ｒ・・・保護膜
１２０・・・圧電振動素子
１２１・・・水晶素板
１２２・・・励振用電極
１２３・・・先端部
１３０・・・蓋体
１４０・・・集積回路素子
１５０・・・導電性接着剤
１００・・・圧電発振器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器等に用いられる圧電発振器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電子機器には、電子部品として圧電発振器が用いられている。
図８は、従来の圧電発振器を示す断面図である。図９（ａ）は、従来の圧電発振器を構成する容器体の基板部の一方の主面を示す透視平面図であり、図９（ｂ）は、従来の圧電発振器を構成する容器体の基板部の内層面を示す透視平面図であり、図９（ｃ）は、従来の圧電発振器を構成する容器体の基板部の他方の主面を示す透視平面図である。
図８〜図９に示すように、従来の圧電発振器２００は、その例として容器体２０１、圧電振動素子２０７、集積回路素子２０８、蓋体２０９とから主に構成されている。
容器体２０１は、基板部２０１ａと２つの枠部２０１ｂ、２０１ｃで構成されている。
この容器体２０１は、基板部２０１ａの一方の主面に枠部２０１ｂが設けられて第１の凹部空間２０２が形成され、基板部２０１ａの他方主面に枠部２０１ｃが設けられて第２の凹部空間２０４が形成される。
その第１の凹部空間２０２内に露出する基板部２０１ａの一方の主面には、図９（ａ）に示すように、一対の圧電振動素子搭載パッド２０３ａ、２０３ｂが設けられている。
また、第２の凹部空間２０４内に露出する基板部２０１ａの他方の主面には、図９（ｃ）に示すように、集積回路素子搭載パッド２０５が設けられている。
また、基板部２０１ａは、積層構造となっており、図９（ｂ）に示すように、基板部２０１ａの内層には、第１の配線パターン２１２ａや第２の配線パターン２１２ｂ等が設けられている。
この圧電振動素子搭載パッド２０３ａ、２０３ｂ上には、導電性接着剤２０６を介して電気的に接続される一対の励振用電極を表裏主面に有した圧電振動素子２０７が搭載されている。この圧電振動素子２０７を囲繞する容器体２０１の枠部２０１ｂの頂面には金属製の蓋体２０９を被せられ、接合されている。これにより第１の凹部空間２０２が気密封止されている。
また、集積回路素子搭載パッド２０５上に半田等の導電性接合材を介して集積回路素子２０８が電気的、機械的に接合されている。この状態を搭載という。
【０００３】
また、集積回路素子２０８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。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。このような圧電発振器２００が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００４】
【特許文献１】特許第３４０６８４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の圧電発振器２００においては、集積回路素子２０８で発生した熱により、集積回路素子２０８に内蔵されている温度センサが感知する温度と、実際の圧電振動素子２０７の周囲の温度が異なることがある。これらにより、従来の圧電発振器２００は、誤った温度データ信号（電圧値）により補正されるため、圧電発振器に電圧を印加した時点での発振周波数と、電圧を印加してから一定時間が経過した時点での発振周波数との周波数変動差を示している周波数ドリフト特性が悪くなるといった課題があった。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、周波数ドリフト特性が良い圧電発振器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】
【０００７】
本発明の圧電発振器は、基板部と、基板部の一方の主面に第１の枠部が設けられて、第１の凹部空間が形成され、基板部の他方の主面に第２の枠部が設けられて、第２の凹部空間が形成された容器体と、第１の凹部空間内に露出した基板部の一方の主面に設けられた２個一対の圧電振動素子搭載パッドに搭載され、励振用電極が設けられている圧電振動素子と、第２の凹部空間内に露出した基板部の他方の主面に設けられた集積回路素子搭載パッドに搭載されている集積回路素子と、第１の凹部空間を気密封止する蓋体と、を備え、集積回路素子搭載パッドの内の１つである電源電圧パッドと接続されているビア導体と、ビア導体と接続されている第１の電極膜が、第２の凹部空間内の第２の枠部に設けられていることを特徴とするものである。
【０００８】
また、第２の枠部の主面にビア導体及び第１の電極膜と接続されている第２の電極膜が設けられていることを特徴とするものである。
【０００９】
また、第２の枠部の主面に露出するビア導体及び第２の電極膜を覆う保護膜を備えていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の圧電発振器によれば、前記集積回路素子搭載パッドの内の１つである電源電圧パッドと接続されているビア導体と接続されている第１の電極膜を設けることによって、電源電圧が電源電圧パッドに印加されることで発生する熱を第１の電極膜を介して空気中に放熱することができる。放熱することで集積回路素子の温度が下がり、その下がった温度で、集積回路素子と圧電振動素子の温度が近い値になる。これにより、集積回路素子に内蔵されている温度センサが感知する温度と、実際の圧電振動素子の周囲の温度が同じ値に近づくことになる。よって、正しい温度データ信号（電圧値）により補正されるため圧電発振器の周波数ドリフト特性を良くすることが可能となる。
【００１１】
また、第２の枠部の主面にビア導体及び第１の電極膜と接続されている第２の電極膜が設けられていることによって、集積回路素子で発生した熱を第２の電極膜を介して空気中に、さらに放熱することができる。
【００１２】
第２の枠部の主面に露出するビア導体及び第２の電極膜を覆う保護膜を備えていることによって、ビア導体と外部接続用電極端子との間、第２の電極膜と外部接続用電極端子との間に導電性の異物が付着することがなくなるため、短絡を防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
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。
【００１４】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る圧電発振器を示す分解斜視図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。図３は、本発明の第１の実施形態に係る圧電発振器を示す集積回路素子搭載側から見た斜視図である。図４（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る圧電発振器を構成する容器体の基板部の一方の主面を示す透視平面図であり、図４（ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る圧電発振器を構成する容器体の基板部の内層面を示す透視平面図であり、図４（ｃ）は、本発明の第１の実施形態に係る圧電発振器を構成する容器体の基板部の他方の主面を示す透視平面図であり、（ｄ）は、本発明の第１
の実施形態に係る圧電発振器を構成する容器体の他方主面を示す平面図である。また、図示した寸法も一部誇張して示している。
【００１５】
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、容器体１１０と圧電振動素子１２０と蓋体１３０と集積回路素子１４０で主に構成されている。この圧電発振器１００は、前記容器体１１０に形成されている第１の凹部空間１１１内に圧電振動素子１２０が搭載され、第２の凹部空間１１４内には、集積回路素子１４０が搭載されている。その第１の凹部空間１１１が蓋体１３０により気密封止された構造となっている。
【００１６】
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、前記水晶素板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と第１の凹部空間１１１内底面に形成されている圧電振動素子搭載パッド１１３とを、導電性接着剤１５０を介して電気的且つ機械的に接続することによって第１の凹部空間１１１に搭載される。このときの引き出し電極が設けられた一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１２３とする。
【００１７】
集積回路素子１４０は、図１〜図３に示すように、回路形成面に前記圧電振動素子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１１９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。
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、容器体１１０の第２の凹部空間１１４内に露出した基板部１１０ａに形成された集積回路素子搭載パッド１１５に半田等の導電性接合材を介して搭載されている。
【００１８】
図１〜図３に示すように、容器体１１０は、基板部１１０ａと、第１の枠部１１０ｂ、第２の枠部１１０ｃとで主に構成されている。
この容器体１１０は、基板部１１０ａの一方の主面に第１の枠部１１０ｂが設けられて、第１の凹部空間１１１が形成されている。また、容器体１１０の他方の主面に第２の枠部１１０ｃが設けられて、第２の凹部空間１１４が形成されている。
尚、この容器体１１０を構成する基板部１１０ａ及び第２の枠部１１０ｃは、例えば、アルミナセラミックス、ガラス−セラミック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。また、基板部１１０ａは、セラミック材が積層した構造となっている。
第１の枠部１１０ｂは、例えば、シールリングを用いる。この場合、第１の枠部１１０ｂは、４２アロイやコバール等の金属から成り、中心が打ち抜かれた枠状になっている。
また、第１の枠部１１０ｂは、基板部１１０ａの一方の主面の外周を囲繞するように設けられた封止用導体膜１１２上にロウ付けなどにより接続される。
第１の凹部空間１１１内で露出した基板部１１０ａの一方の主面には、２個一対の圧電振動素子搭載パッド１１３ａ、１１３ｂが設けられている。
また、図１〜図３に示すように容器体１１０は、基板部１１０ａの他方の主面と第２の枠部１１０ｃによって第２の凹部空間１１４が形成されている。
図４（ｂ）に示すように、基板部１１０ａの内層には、配線パターン１１７（１１７ａ、１１７ｂ）等が設けられている。
図４（ｃ）及び図４（ｄ）に示すように、第２の凹部空間１１４内で露出した基板部１１０ａの他方の主面には、複数の集積回路素子搭載パッド１１５と２個一対の圧電振動素子測定用パッド１１６ａ、１１６ｂが形成されている。
集積回路素子搭載パッド１１５の１つには、外部接続用電極端子１１９の電源電圧端子（図示せず）と接続されている電源電圧パッド１１５ａがあり、その電源電圧パッド１１５ａとビア導体１１８ｃが接続されている。つまり、電源電圧パッド１１５ａには、電源電圧が印加されることになる。
図３及び図４（ｄ）に示すように、第２の枠部１１０ｃの主面には、ビア導体１１８ｃと、外部接続用電極端子１１９が設けられている。つまり、基板部１１０ａの集積回路素子搭載パッド１１５が設けられている主面と平行となる第２の枠部１１０ｃの主面の４隅には、外部接続用電極端子１１９が設けられ、外部接続用電極端子１１９の間にはビア導体１１８ｃの端部が露出するように設けられている。
【００１９】
図４（ａ）〜図４（ｄ）に示すように、一方の圧電振動素子搭載パッド１１３ａは、１つの基板部側ビア導体１１８ａで、容器体１１０の基板部１１０ａの内層に形成されている配線パターン１１７ａと接続されている。また、図４（ａ）〜図４（ｄ）に示すように、前記配線パターン１１７ａは、基板部側ビア導体１１８ｂで他方の圧電振動素子測定用パッド１１６ｂと接続されている。これにより、前記一方の圧電振動素子搭載パッド１１３ａは、前記他方の圧電振動素子測定用パッド１１６ｂと接続されることになる。
他方の圧電振動素子搭載パッド１１３ｂは、１つの基板部側ビア導体１１８ａで、前記容器体１１０の基板部１１０ａの内層に設けられている配線パターン１１７ｂと接続されている。
また、前記配線パターン１１７ｂは、基板部側ビア導体１１８ｂで、一方の圧電振動素子測定用パッド１１６ａと接続されている。これにより、前記他方の圧電振動素子搭載パッド１１３ｂは、前記一方の圧電振動素子測定用パッド１１６ａと接続されることになる。
集積回路素子搭載パッド１１５と外部接続用電極端子１１９は、前記容器体１１０の第２の凹部空間１１４内の基板部１１０ａに形成された部分を有する配線パターン（図示せず）と第２の枠部１１０ｃの内部に形成されたビア導体（図示せず）により接続されている。
【００２０】
図３及び図４（ｄ）に示すように、第１の電極膜Ｄ１は、第２の枠部１１０ｃの第２の凹部空間１１４内に露出するように設けられている。具体的には、第２の枠部１１０ｃの厚さ方向に、例えば、Ｕ字型の溝を設けておき、この溝の中に、例えば、タングステン等の導体を形成することでビア導体１１８ｃを設ける。このビア導体１１８ｃと接続するように、第１の電極膜Ｄ１が形成されている。
第１の電極膜Ｄ１は、第２の枠部１１０ｃの主面から、基板部１１０ａの主面までの長さで設けられている。基板部１１０ａの主面とは、集積回路素子搭載パッド１１５が設けられている基板部１１０ａの他方の主面のことである。
第１の電極膜Ｄ１は、第２の枠部１１０ｃの集積回路素子１５０と対向する面に露出するように設けられている。
【００２１】
２個一対の圧電振動素子測定用パッド１１６ａ、１１６ｂは、容器体１１０の第２の凹部空間１１４内の露出した基板部１１０ａに設けられている。
前記圧電振動素子測定用パッド１１６ａ、１１６ｂは、容器体１１０の第１の凹部空間１１１に搭載されている圧電振動素子１２０の発振周波数やクリスタルインピーダンス等の特性を測定するために用いられる。
【００２２】
図４（ｂ）に示すように、配線パターン１１７ａは、容器体１１０の第１の凹部空間１１１の開口側から見て、容器体１１０の中央付近に引き出され、基板部側ビア導体１１８ｂを介して、他方の圧電振動素子測定用パッド１１６ｂと接続されている。
また、図４（ｂ）に示すように、配線パターン１１７ｂは、容器体１０の第１の凹部空間１１１の開口側から見て、容器体１１０の中央付近に向かって引き出され、基板部側ビア導体１１８ｂを介して、一方の圧電振動素子測定用パッド１１６ａと接続されている。
【００２３】
蓋体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。このような蓋体１３０は、第１の凹部空間１１１を、窒素ガスや真空などで気密的に封止される。具体的には、蓋体１３０は、所定雰囲気で、容器体１１０のシールリング１１０ｂ上に載置され、シールリング１１０ｂの表面の金属と蓋体１３０の金属の一部とが溶接されるように所定電流を印加してシーム溶接を行うことにより、シールリング１１０ｂに接合される。
【００２４】
前記導電性接着剤１５０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、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】
尚、前記容器体１１０は、アルミナ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、封止用導体膜１１２、圧電振動素子搭載パッド１１３、集積回路素子搭載パッド１１５、外部接続用電極端子１１９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ビア導体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、高温で焼成することにより製作される。
【００２６】
本発明の第１の実施形態に係る圧電発振器によれば、集積回路素子搭載パッド１１５の内の１つである電源電圧パッド１１５ａと接続されているビア導体１１８ｃと接続されている第１の電極膜Ｄ１を設けることによって、電源電圧が電源電圧パッド１１５ａに印加されることで発生する熱を第１の電極膜Ｄ１を介して空気中に放熱する。放熱することで集積回路素子１４０の温度が下がり、その下がった温度で、集積回路素子１４０と圧電振動素子１２０の温度が近い値になる。そのため、集積回路素子１４０に内蔵されている温度センサが感知する温度と、実際の圧電振動素子１２０の周囲の温度が同じ値に近づくことになる。よって、正しい温度データ信号（電圧値）により補正されるため圧電発振器１００の周波数ドリフト特性を良くすることが可能となる。
周波数ドリフト特性が良いとは、圧電発振器１００に電圧を印加した時点の発振周波数と電圧を印加してから一定時間が経過した時点の発振周波数の変動差が少ないということである。例えば、横軸を経過時間、縦軸を周波数変動差とした場合に、周波数変動差が０に近付くほど、周波数ドリフト特性が良好ということである。
【００２７】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係る圧電発振器は、第２の枠部の主面に前記ビア導体及び前記第１の電極膜と接続されている第２の電極膜が形成されている点で第１の実施形態と異なる。
図５は、本発明の第２の実施形態に係る圧電発振器を示す集積回路素子搭載側から見た斜視図である。
【００２８】
図５に示すように、第１の電極膜Ｄは、第２の枠部１１０ｃの第２の凹部空間１１４内に露出するように設けられている。具体的には、第２の枠部１１０ｃの厚さ方向に、例えば、Ｕ字型の溝を設けておき、この溝の中に、例えば、タングステン等の導体を形成することでビア導体１１８ｃを設ける。このビア導体１１８ｃと接続するように、第１の電極膜Ｄ１が形成されている。
第２の凹部空間１１４内に形成されている第１の電極膜Ｄ１は、第２の枠部１１０ｃの主面から、基板部１１０ａの主面までの長さで設けられている。基板部１１０ａの主面とは、集積回路素子搭載パッド１１５が設けられている基板部１１０ａの他方の主面のことである。
第１の電極膜Ｄ１は、第２の枠部１１０ｃの集積回路素子１５０と対向する面に露出するように設けられている。
第２の電極膜Ｄ２は、第２の枠部の主面１１０ｃに設けられ、ビア導体１１８ｃ及び第１の電極膜Ｄ１と接続されている。つまり、第２の枠部１１０ｃの主面に形成されている第２の電極膜Ｄ２は、外部接続用電極端子１１９の間に設けられている。
【００２９】
本発明の第２の実施形態に係る圧電発振器によれば、第２の枠部１１０ｃの主面にビア導体１１８ｃ及び第１の電極膜Ｄ１と接続されている第２の電極膜Ｄ２が設けられていることによって、第１の実施形態よりもさらに熱を空気中に放熱することができる。よって、正しい温度データ信号（電圧値）により補正されるため圧電発振器１００の周波数ドリフト特性をさらに良くすることが可能となる。
【００３０】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態に係る圧電発振器は、第２の枠部の主面に露出した前記ビア導体の端部に保護膜を備えている点で第１の実施形態と異なる。
図６は、本発明の第３の実施形態に係る圧電発振器を示す集積回路素子搭載側から見た斜視図である。
【００３１】
図６に示すように、容器体１１０は、基板部１１０ａと、第１の枠部１１０ｂ、第２の枠部１１０ｃとで主に構成されている。
この容器体１１０は、基板部１１０ａの一方の主面に第１の枠部１１０ｂが設けられて、第１の凹部空間１１１が形成されている。また、容器体１１０の他方の主面に第２の枠部１１０ｃが設けられて、第２の凹部空間１１４が形成されている。
図６に示すように、第２の枠部１１０ｃの主面には、外部接続用電極端子１１９とビア導体１１８ｃが設けられている。つまり、基板部１１０ａの集積回路素子搭載パッド１１５が設けられている主面と平行となる第２の枠部１１０ｃの主面の４隅には、外部接続用電極端子１１９が設けられ、外部接続用電極端子１１９の間にはビア導体１１８ｃの端部が露出するように設けられている。
図６に示すように、ビア導体１１８ｃは、第２の枠部１１０ｃに設けられている。具体的には、第２の枠部１１０ｃの厚さ方向に、例えば、Ｕ字型の溝を設けておき、この溝の中に、例えば、タングステン等の導体を形成することでビア導体１１８ｃを設ける。第２の枠部１１０ｃの主面から、基板部１１０ａの主面までの長さで設けられている。
このビア導体１１８ｃの端部を被覆するように、保護膜Ｒが第２の枠部１１０ｃの主面に形成されている。この保護膜Ｒは、例えば、アルミナセラミックス等を従来周知のスクリーン印刷を用いて形成される。
【００３２】
本発明の第３の実施形態に係る圧電発振器によれば、第２の枠部１１０ｃの主面に露出するビア導体１１８ｃを覆う保護膜Ｒを備えていることによって、ビア導体１１８と外部接続用電極端子の間に導電性の異物が付着することがなくなるため、短絡を防止することが可能となる。
【００３３】
（実施例）
本発明の第１の実施形態に係る圧電発振器と従来の圧電発振器についての実施例を以下に示す。
図７は、本発明の第１の実施形態に係る圧電発振器と従来の圧電発振器の周波数ドリフト特性を示す図である。
実施例として、図１〜図４に示す本発明の第１の実施形態に係る圧電発振器１００の構造に従って、前記第２の枠部１１０ｃの主面と、第２の凹部空間１１４内の第２の枠部１１０ｃの側面に前記集積回路素子搭載パッド１１５と接続されているビア導体１１８ｃを露出して設けた。
【００３４】
また、比較例として、図８及び図９に示す従来の圧電発振器２００の構造に従って設けた。
【００３５】
尚、今回作製した本発明の第１の実施形態に係る圧電発振器１００と従来の圧電発振器２００の基準発振周波数ｆ０は、２７．４５６ＭＨｚとした。
【００３６】
まず、本発明の圧電発振器１００と従来の圧電発振器２００の発振周波数を測定した。
測定方法は、まず、本発明の圧電発振器１００と従来の圧電発振器２００の電源を印加してから０．１５秒後に測定し、０．１５秒後から０．１秒ステップで発振周波数ｆｓを測定する。この時、０．１５秒後に測定した発振周波数ｆ１、０．１５秒後以降の発振周波数ｆｓを計算式（１）に代入し、周波数変動差（ｄｆ／ｆ）を算出した。
ｄｆ／ｆ＝（ｆｓ−ｆ１）／ｆ１・・・（１）
このときの周波数変動差（ｄｆ／ｆ）を周波数ドリフト値として算出した。
【００３７】
この結果として、図７示すように、本発明の圧電発振器１００では、算出した周波数ドリフト値の最大値が１３．９６ｐｐｂであった。また、図６に示すように、従来の圧電発振器２００では、算出した周波数ドリフト値の最大値は、２１．１９ｐｐｂであった。
これにより、本発明の圧電発振器１００の方が、周波数変動差が０に近いため、周波数ドリフト特性が良くなることがわかる。つまり、本発明の第１の実施形態に係る圧電発振器１００の第２の凹部空間１１４内の第２の枠部１１０ｃに設けられ、集積回路素子搭載パッド１１５の内の１つ電源電圧パッド１１５ａと接続されているビア導体１１８ｃと、前記ビア導体１１８ｃと接続される第１の電極膜Ｄ１を設けることによって、周波数ドリフト特性が良くなることがわかる。
【００３８】
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。
また、保護膜Ｒは、例えば、エポキシ樹脂等の絶縁性樹脂によって形成しても構わない。
また、ビア導体１１８ｃの溝の形状をＵ字状としたが、Ｖ字状で形成しても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る圧電発振器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１の実施形態に係る圧電発振器を示す集積回路素子搭載側から見た斜視図である。
【図４】（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る圧電発振器を構成する容器体の基板部の一方の主面を示す透視平面図であり、（ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る圧電発振器を構成する容器体の基板部の内層面を示す透視平面図であり、（ｃ）は、本発明の第１の実施形態に係る圧電発振器を構成する容器体の基板部の他方の主面を示す透視平面図であり、（ｄ）は、本発明の第１の実施形態に係る圧電発振器を構成する容器体の他方主面を示す平面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る圧電発振器を示す集積回路素子搭載側から見た斜視図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る圧電発振器を示す集積回路素子搭載側から見た斜視図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る圧電発振器と従来の圧電発振器の周波数ドリフト特性を示す図である。
【図８】従来における圧電発振器を示す断面図である。
【図９】（ａ）は、従来の圧電発振器を構成する容器体の基板部の一方の主面を示す透視平面図であり、（ｂ）は、従来の圧電発振器を構成する容器体の基板部の内層面を示す透視平面図であり、（ｃ）は、従来の圧電発振器を構成する容器体の基板部の他方の主面を示す透視平面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１１０・・・容器体
１１０ａ・・・基板部
１１０ｂ・・・第１の枠部（シールリング）
１１０ｃ・・・第２の枠部
１１１・・・第１の凹部空間
１１２・・・封止用導体膜
１１３ａ、１１３ｂ・・・圧電振動素子搭載パッド
１１４・・・第２の凹部空間
１１５・・・集積回路素子搭載パッド
１１６ａ、１１６ｂ・・・圧電振動素子測定用パッド
１１７（１１７ａ、１１７ｂ）・・・配線パターン
１１８ａ、１１８ｂ・・・基板部側ビア導体
１１８ｃ・・・ビア導体
１１９・・・外部接続用電極端子
Ｄ１・・・第１の電極膜
Ｄ２・・・第２の電極膜
Ｒ・・・保護膜
１２０・・・圧電振動素子
１２１・・・水晶素板
１２２・・・励振用電極
１２３・・・先端部
１３０・・・蓋体
１４０・・・集積回路素子
１５０・・・導電性接着剤
１００・・・圧電発振器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板部と、前記基板部の一方の主面に第１の枠部が設けられて、第１の凹部空間が形成され、前記基板部の他方の主面に第２の枠部が設けられて、第２の凹部空間が形成された容器体と、
前記第１の凹部空間内に露出した基板部の一方の主面に設けられた２個一対の圧電振動素子搭載パッドに搭載され、励振用電極が設けられている圧電振動素子と、
前記第２の凹部空間内に露出した基板部の他方の主面に設けられた集積回路素子搭載パッドに搭載されている集積回路素子と、
前記第１の凹部空間を気密封止する蓋体と、を備え、
前記集積回路素子搭載パッドの内の１つである電源電圧パッドと接続されているビア導体と、
前記ビア導体と接続されている第１の電極膜が、前記第２の凹部空間内の前記第２の枠部に設けられていることを特徴とする圧電発振器。
【請求項２】
前記第２の枠部の主面に前記ビア導体及び前記第１の電極膜と接続されている第２の電極膜が設けられていることを特徴とする請求項１記載の圧電発振器。
【請求項３】
前記第２の枠部の主面に露出する前記ビア導体及び前記第２の電極膜を覆う保護膜を備えていることを特徴とする請求項１及び請求項２記載の圧電発振器。
【請求項１】
基板部と、前記基板部の一方の主面に第１の枠部が設けられて、第１の凹部空間が形成され、前記基板部の他方の主面に第２の枠部が設けられて、第２の凹部空間が形成された容器体と、
前記第１の凹部空間内に露出した基板部の一方の主面に設けられた２個一対の圧電振動素子搭載パッドに搭載され、励振用電極が設けられている圧電振動素子と、
前記第２の凹部空間内に露出した基板部の他方の主面に設けられた集積回路素子搭載パッドに搭載されている集積回路素子と、
前記第１の凹部空間を気密封止する蓋体と、を備え、
前記集積回路素子搭載パッドの内の１つである電源電圧パッドと接続されているビア導体と、
前記ビア導体と接続されている第１の電極膜が、前記第２の凹部空間内の前記第２の枠部に設けられていることを特徴とする圧電発振器。
【請求項２】
前記第２の枠部の主面に前記ビア導体及び前記第１の電極膜と接続されている第２の電極膜が設けられていることを特徴とする請求項１記載の圧電発振器。
【請求項３】
前記第２の枠部の主面に露出する前記ビア導体及び前記第２の電極膜を覆う保護膜を備えていることを特徴とする請求項１及び請求項２記載の圧電発振器。
【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２０１０−１０９８８２（Ｐ２０１０−１０９８８２Ａ）
【公開日】平成２２年５月１３日（２０１０．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２８１８１９（Ｐ２００８−２８１８１９）
【出願日】平成２０年１０月３１日（２００８．１０．３１）
【出願人】（０００１０４７２２）京セラキンセキ株式会社 (870)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月１３日（２０１０．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月３１日（２００８．１０．３１）
【出願人】（０００１０４７２２）京セラキンセキ株式会社 (870)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]