JP2001320240A

JP2001320240A - 圧電発振器

Info

Publication number: JP2001320240A
Application number: JP2000140977A
Authority: JP
Inventors: Masatsugu Hirano; 雅嗣平野
Original assignee: Daishinku Corp
Current assignee: Daishinku Corp
Priority date: 2000-05-12
Filing date: 2000-05-12
Publication date: 2001-11-16

Abstract

(57)【要約】【課題】小型化に対応し、かつコスト安の圧電発振器
を得ることを目的とするものである。【解決手段】温度補償型水晶発振器は、チップ型の水
晶振動子（圧電振動子）１と水晶振動子の金属フタ２上
に取り付けられるＩＣチップ（回路素子）４とからな
る。金属フタにて気密封止された水晶振動子に対し、そ
の電気的特性を測定用端子Ｋ１，Ｋ２を介して測定し、
測定結果に応じて必要な定数の回路素子を金属フタ上に
搭載する。そして水晶振動子の電極パッドとＩＣチップ
の接続電極とをそれぞれ接続し、樹脂５にてＩＣチップ
等を被覆する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は携帯電話等の通信機
器あるい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。

【０００２】

【従来の技術】圧電発振器は、圧電振動子と増幅器を含
む集積回路素子とを一体的に収納する構成が一般的であ
り、さらに付加機能を付けた、圧電発振器に周波数制御
機能を付加した電圧制御型圧電発振器、あるいは温度補
償機能を付加した温度補償型圧電発振器等がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来、これら水晶振動
子、帰還増幅器、付加機能を構成する回路素子は一つの
基板上に平面的に配置していた。しかしながら、近年の
電子部品に対する小型化の要請で、これら基板への実装
はより高密度に、より集積化した方向となっており、ま
た、水晶振動子自体の小型化も検討されている。しかし
ながら平面搭載の場合どうしても実装面積に限界を生
じ、また水晶振動子の小型化についても、小型化が過ぎ
ると並列容量値が小さくなり、周波数制御回路での周波
数可変量が小さくなるという欠点があった。

【０００４】このような問題を回避するために、パッケ
ージ基板の表裏に圧電振動子並びに回路素子を配置する
構成が考えられている。特開平８−２０４４５２号には
温度補償発振器において、基板の表裏に圧電素子、電子
部品が配置されている構成が開示されている。ここで用
いられているパッケージは、上下それぞれに凹部が形成
された構成であり、各凹部に圧電素子、電子部品が収納
されている。このようなパッケージはセラミックからな
るが、このような上下に凹部を有する構成は製造が困難
で、実用上有効な製造精度を求めた場合、コストが高く
なりすぎるという問題点があった。

【０００５】また、特開平１０−７０４１４号に開示さ
れているように、集積回路素子を収納するパッケージ
（セラミックパッケージやリードフレームを樹脂モール
ドした構成）を用意し、当該パッケージ上部に水晶振動
子を搭載した構成が開示されている。この構成では気密
封止した水晶振動子を用いているので、水晶振動子の特
性に悪影響を与えることがない利点を有している。

【０００６】しかしながら、複数の構成部品を重ねる場
合、その位置決め並びに固定作業が面倒で、生産性が低
下する問題点があり、特に近年、水晶振動子の小型化が
進み、この問題が顕在化していた。また集積回路素子用
にパッケージを用意する構成であり、またアース用のパ
ッドも必要となり、全体として製造コストが高くなると
いう問題を有していた。

【０００７】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたもので、小型化に対応し、かつコスト安の圧電発振
器を得ることを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明による圧電発振器
は、圧電振動板を収納する収納部と、収納部の周囲にあ
る堤部と、当該堤部の上面内方に設けられた周状の第１
の金属層と、当該第１の金属層の外方に設けられた電極
パッドを具備し、かつ圧電振動子特性測定用端子を外表
面に形成したセラミックパッケージと、前記収納部に配
置され、励振電極が形成された圧電振動板と、前記第１
の金属層に対応して接合される第２の金属層を有し、ア
ース接続される金属フタと、前記金属フタ上に搭載さ
れ、前記電極パッドと電気的接合される接続電極を有
し、前記圧電振動板とともに発振回路を構成する回路素
子とからなり、少なくとも前記電極パッドと金属フタと
回路素子とを樹脂にて被覆したことを特徴とする圧電発
振器。

【０００９】本発明によれば、金属フタにて気密封止さ
れた圧電振動子に対し、その電気的特性を測定用端子を
介して測定し、測定結果に応じて必要な回路素子を金属
フタ上に搭載することができる。例えば温度補償機能を
有する回路素子を搭載する場合、圧電振動子の特性に対
応した定数の回路素子を搭載することができ、最適な温
度補償を行うことができる。

【００１０】そして回路素子を圧電振動子の金属フタ上
に搭載しているので、回路素子のアース接続を容易にす
ることができる。また電極パッド、金属フタ、集積回路
を樹脂にて被覆した構成であるので、回路素子に対し新
たなパッケージ、リードフレームなどを必要とせず、圧
電発振器を構成できる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を表面実装型
の温度補償型水晶発振器を例にとり図１乃至図５ととも
に説明する。図１は本実施の形態を示す分解斜視図であ
り、図２はＩＣチップ（回路素子）を取り付けた後の斜
視図、図３は樹脂被覆した状態を示す斜視図、図４は完
成した圧電発振器の内部断面図、図５はその底面図であ
る。

【００１２】温度補償型水晶発振器は、チップ型の水晶
振動子（圧電振動子）１と水晶振動子の金属フタ２上に
取り付けられるＩＣチップ（回路素子）４とからなる。

【００１３】水晶振動子１は、セラミックパッケージ１
０と、セラミックパッケージ１０に形成された収納部１
５の中に収納される水晶振動板（圧電振動板）３と、こ
れを気密封止する金属フタ２とからなる。

【００１４】セラミックパッケージ１０はアルミナ等の
セラミックスからなり、上部が開口した直方体形状であ
り、開口周囲部分の堤部上面１０ａには周状に形成され
た第１の金属層１１が形成されている。当該第１の金属
層１１はタングステン、ニッケルがそれぞれメタライズ
技術、メッキ技術を用いて積層形成されている。そして
第１の金属層１１の外方には複数の電極パッド１２が形
成されており、当該各電極パッド１２は、水晶振動子と
ＩＣチップ並びに裏面に形成された外部導出電極１６，
１７，１８，１９と適宜接続されている。前記収納部１
５には水晶振動板３を電気的機械的に接合する支持電極
１３、１４（一部図示せず）が形成されており、これら
各支持電極は周知のセラミック積層技術を用いた内部配
線を介して、適宜電極パッド、ＩＣチップ等と電気的接
続されている。

【００１５】また本実施の形態においては、セラミック
パッケージ１０の側面にはプログラム端子Ｐ１，Ｐ２が
形成されている。このプログラム端子Ｐ１，Ｐ２は前記
電極パッド１２の一部と電気的につながっており、後述
のＩＣチップと電極パッドがボンディングワイヤで接続
された後、当該プログラム端子Ｐ１，Ｐ２を介して、Ｉ
Ｃチップに温度補償用のデータ書き込みを行う。もちろ
んＩＣチップがこのような書き込みに対応していない場
合、あるいは書き込みしない場合はこのような端子は不
要となる。

【００１６】水晶振動板３は矩形状のＡＴカット水晶板
であり、表裏面に励振電極３１，３２（３２は図示せ
ず）が形成され、それぞれ支持電極１３，１４に導電性
樹脂接着剤（図示せず）により接続されるよう一端部に
引き出されている。金属フタ２はコバール等の金属板２
０を母材とし、前記金属層１１に対応して、ニッケル等
からなる金属層２１が形成されている。そして、セラミ
ックパッケージ１０と金属フタ２は不活性ガス雰囲気中
あるいは減圧雰囲気中で溶接接合される。接合方法は周
知のシーム溶接、レーザー溶接、超音波溶接等を用いる
ことができる。なお、金属フタ２は外部導出電極の１つ
と電気的接続されており、アースされている。本実施の
形態においては外部導出電極１８がアース機能を有して
おり、第１の金属層１１と第２の金属層２１そして金属
フタ２と電気的接合されている。

【００１７】また水晶振動子１の底面には測定用端子Ｋ
１，Ｋ２がセラミックの積層技術により形成されてお
り、金属フタにて気密封止された水晶振動子に対し、ま
ずその電気的特性を測定用端子Ｋ１，Ｋ２を介して測定
する。この測定結果に応じて必要な定数の回路素子を金
属フタ上に搭載する。この実施の形態においてはＩＣチ
ップに温度補償機能が組み込まれており、水晶振動子の
特性に対応した最適のＩＣチップを選択することによ
り、最適な温度補償を行うことができる。またこの温度
補償は、前述のＩＣチップへのデータ書き込みすること
と相互に補完し合って、より最適化された補償を行うこ
とができる。

【００１８】ＩＣチップ４の上面には複数の接続電極４
１が形成されており、図２に示すように金属フタ２上に
導電接合された後、セラミックパッケージに形成された
電極パッド１２各々と前記接続電極４１とが、ボンディ
ングワイヤーＷにより電気的接続される。

【００１９】その後、図示しないモールド金型を前記水
晶振動子上部に取り付け、電極パッド、金属フタ、回路
素子を当該モールド金型で覆い、この状態で流動状態に
加熱した例えばエポキシ系樹脂を当該金型に射出し、樹
脂５を被覆する。なお必要に応じて前述のＩＣチップに
温度補償データの書き込みを行ってもよい。

【００２０】なお、上記実施の形態において、回路素子
として１つのＩＣチップを例示したが、複数の回路素子
を金属フタ上に搭載してもよい。また、回路素子は発振
回路並びに温度補償回路を構成するもののみならず、電
圧制御型圧電発振回路を構成するものであってもよい。
さらに圧電振動子特性測定用端子を圧電振動子底面に形
成したが、例えば側面や堤部上面に形成してもよい。

【００２１】

【発明の効果】本発明によれば、金属フタにて気密封止
された圧電振動子に対し、その電気的特性を測定用端子
を介して測定し、測定結果に応じて必要な回路素子を金
属フタ上に搭載することができるので、圧電発振器の特
性調整を確実に行うことができる。

【００２２】また回路素子を圧電振動子の金属フタ上に
搭載し、電極パッド、金属フタ、集積回路を樹脂にて被
覆した構成であるので、新たなパッケージ、リードフレ
ームなどを必要とせずに回路素子を搭載することができ
る。しかも回路素子のアースは金属フタを介して容易に
行うことができ、従来のように別途アース端子を設ける
必要が無くなる。従って、小型化に対応し、かつコスト
安の圧電発振器を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態を示す分解斜視図

【図２】本実施の形態を示す斜視図

【図３】本実施の形態を示す斜視図

【図４】本実施の形態を示す内部断面図

【図５】本実施の形態を示す底面図

【符号の説明】

１水晶振動子（圧電振動子）１０セラミックパッケージ１１第１の金属層１５収納部２金属フタ２１第２の金属層３水晶振動板（圧電振動板）４回路素子（ＩＣチップ）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧電振動板を収納する収納部と、収納部
の周囲にある堤部と、当該堤部の上面内方に設けられた
周状の第１の金属層と、当該第１の金属層の外方に設け
られた電極パッドを具備し、かつ圧電振動子特性測定用
端子を外表面に形成したセラミックパッケージと、前記収納部に配置され、励振電極が形成された圧電振動
板と、前記第１の金属層に対応して接合される第２の金属層を
有し、アース接続される金属フタと、前記金属フタ上に搭載され、前記電極パッドと電気的接
合される接続電極を有し、前記圧電振動板とともに発振
回路を構成する回路素子とからなり、少なくとも前記電極パッドと金属フタと回路素子とを樹
脂にて被覆したことを特徴とする圧電発振器。