JP2015076634A

JP2015076634A - Piezoelectric device

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Publication number: JP2015076634A
Application number: JP2013209578A
Authority: JP
Inventors: 秀憲高瀬; Hidenori Takase
Original assignee: Daishinku Corp
Current assignee: Daishinku Corp
Priority date: 2013-10-04
Filing date: 2013-10-04
Publication date: 2015-04-20
Anticipated expiration: 2033-10-04
Also published as: JP6127889B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a piezoelectric device capable of performing temperature compensation with high accuracy by suppressing frequency fluctuation.SOLUTION: In a crystal oscillator 1, a crystal element 3 having an excitation electrode 30 (30a, 30b) on front and rear main surfaces is housed in the upper recess E1 of a container body 2, an IC 4 is housed in the lower recess E2 of the container body 2, and the upper recess E1 is airtightly sealed by a lid 5. One end 10 of a via hole 2 electrically connected to an IC mounting pad is exposed in a position not overlapped with the excitation electrode 30 on an inner bottom surface of the upper recess E1 in a plan view and also in the vicinity of a pair of crystal element mounting pads 7, 7.

Description

本発明は表面実装型の圧電デバイスに関する。 The present invention relates to a surface mount type piezoelectric device.

圧電デバイスの例として表面実装型の水晶振動子や水晶発振器がある。表面実装型の水晶発振器には、特許文献１乃至３に示すように両面に凹部が設けられたセラミックパッケージの一方の凹部に水晶素子を搭載し、他方の凹部にＩＣチップを搭載した断面視Ｈ型の構造のものがある。このような構造の水晶発振器では水晶素子とＩＣチップとが別々の空間に収容されているため、ＩＣチップに内蔵された温度センサが感知する温度と水晶素子の実際の温度との間に温度差が生じる。 Examples of piezoelectric devices include surface-mounted crystal units and crystal oscillators. In the surface mount type crystal oscillator, as shown in Patent Documents 1 to 3, a crystal element is mounted in one recess of a ceramic package having recesses on both sides, and an IC chip is mounted in the other recess. There is a type structure. In the crystal oscillator having such a structure, since the crystal element and the IC chip are accommodated in different spaces, there is a temperature difference between the temperature sensed by the temperature sensor built in the IC chip and the actual temperature of the crystal element. Occurs.

特許文献１に示す温度補償型の水晶発振器では、水晶素子とＩＣチップとを接続するビア（貫通電極）がパッケージの両凹部の底面間の基材を貫通するように形成されている。そして前記ビアは水晶素子によって覆われる領域で凹部の中央部に形成されている。しかし、このような構成の水晶発振器の場合、ビアは水晶素子の表裏面の略中央部分に形成される励振電極によって覆われることになる。そのため、ＩＣチップで発生した熱のビアからの輻射によって、ビアの上方に位置する励振電極に伝わりやすくなる。前記励振電極は金属膜であるため水晶よりも熱伝導率が高く、水晶素子の温度が急激に上昇しやすくなる。つまり、熱平衡状態に至るまでにより多くの時間を要することになり、このような温度情報に基づく温度補償によって周波数変動が大きくなって、安定した周波数を得ることが困難となる。 In the temperature-compensated crystal oscillator disclosed in Patent Document 1, vias (through electrodes) that connect a crystal element and an IC chip are formed so as to penetrate through the base material between the bottom surfaces of both concave portions of the package. The via is formed in the center of the recess in the region covered with the quartz element. However, in the case of the crystal oscillator having such a configuration, the via is covered with an excitation electrode formed at a substantially central portion of the front and back surfaces of the crystal element. For this reason, the heat generated in the IC chip is easily transmitted to the excitation electrode located above the via due to radiation from the via. Since the excitation electrode is a metal film, it has higher thermal conductivity than quartz, and the temperature of the quartz element is likely to rise rapidly. That is, more time is required to reach the thermal equilibrium state, and the frequency compensation becomes large due to temperature compensation based on such temperature information, and it becomes difficult to obtain a stable frequency.

特許文献２においては、水晶素子が搭載される側の凹部の内底面に設けられた熱伝導層と、接続部とを介してＩＣチップの熱を水晶発振器の外部へ放熱させる構成が開示されている。このような熱伝導層を有する水晶発振器であっても、熱伝導層からの輻射熱によって、熱伝導層の上方に位置する水晶素子の励振電極にもＩＣからの熱が伝わり、安定した周波数を得ることが困難となる。 Patent Document 2 discloses a configuration in which heat of an IC chip is radiated to the outside of a crystal oscillator through a heat conductive layer provided on an inner bottom surface of a concave portion on a side where a crystal element is mounted and a connection portion. Yes. Even in a crystal oscillator having such a heat conductive layer, the heat from the IC is also transmitted to the excitation electrode of the crystal element located above the heat conductive layer by the radiant heat from the heat conductive layer, and a stable frequency is obtained. It becomes difficult.

一方、特許文献３では水晶保持端子から延伸する放熱用電極が、容器の凹部の内底面の、水晶素子の励振電極の外側領域に設けられた構成が開示されている。当該構成であればＩＣチップからの熱は、励振電極の外側領域にある放熱用電極に伝導するため前述の問題は解消できるものの、浮遊容量が発生するため周波数が変化してしまう。また、放熱用電極を水晶素子の長辺に沿って長く形成することによって使用金属量が増大してコストアップとなってしまう。 On the other hand, Patent Document 3 discloses a configuration in which a heat radiation electrode extending from a crystal holding terminal is provided in an outer region of an excitation electrode of a crystal element on an inner bottom surface of a concave portion of a container. With this configuration, the heat from the IC chip is conducted to the heat radiation electrode in the outer region of the excitation electrode, so that the above problem can be solved, but the stray capacitance is generated and the frequency is changed. Further, by forming the heat dissipating electrode long along the long side of the crystal element, the amount of metal used increases and the cost increases.

特開２０１２−１０９８８６号JP 2012-109886 A 特開２０１０−１３５９９５号JP 2010-135995 A 特開２０１０−１８７２６３号JP 2010-187263 A

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、周波数変動を抑制し、高精度な温度補償を行うことができる圧電デバイスを提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of this point, and an object of the present invention is to provide a piezoelectric device capable of suppressing frequency fluctuation and performing highly accurate temperature compensation.

上記目的を達成するために本発明は、基板部と、当該基板部の上面から上方に伸びる上枠部と、前記基板部の下面から下方に伸びる下枠部とを備えた容器体の、前記上枠部と前記基板部の上面とで形成される上凹部に、表裏主面に励振電極が形成された圧電素子を収容し、前記下枠部と前記基板部の下面とで形成される下凹部に、少なくとも温度検出機能を有する電子部品素子を収容し、蓋で上凹部を気密封止した圧電デバイスであって、前記上凹部は平面視略矩形であり、当該上凹部の内底面の一方の短辺側には、圧電素子が搭載される一対の圧電素子搭載用パッドが設けられ、前記下凹部の内底面には、前記電子部品素子が搭載される電子部品素子搭載用パッドが設けられてなり、上凹部の内底面には、前記電子部品素子搭載用パッドと電気的に接続されたビアの一端部が露出し、少なくとも１つの前記ビアの一端部が、上凹部の内底面の前記励振電極と平面視で重ならない位置で、かつ前記一対の圧電素子搭載用パッドの近傍に露出している。 In order to achieve the above object, the present invention provides a container body comprising a substrate portion, an upper frame portion extending upward from the upper surface of the substrate portion, and a lower frame portion extending downward from the lower surface of the substrate portion. A piezoelectric element having excitation electrodes formed on the front and back main surfaces is accommodated in an upper recess formed by the upper frame portion and the upper surface of the substrate portion, and a lower portion formed by the lower frame portion and the lower surface of the substrate portion. A piezoelectric device in which an electronic component element having at least a temperature detection function is accommodated in a recess, and the upper recess is hermetically sealed with a lid, wherein the upper recess is substantially rectangular in plan view, and one of the inner bottom surfaces of the upper recess A pair of piezoelectric element mounting pads on which a piezoelectric element is mounted is provided on the short side of the lower side, and an electronic component element mounting pad on which the electronic component element is mounted is provided on the inner bottom surface of the lower recess. The electronic component element mounting pad and the inner bottom surface of the upper recess One end of an air-connected via is exposed, and one end of at least one of the vias does not overlap with the excitation electrode on the inner bottom surface of the upper recess in plan view, and for mounting the pair of piezoelectric elements It is exposed near the pad.

上記発明によれば、圧電素子の温度変化を抑制しつつ、圧電素子の実温度により近い温度を検出することができる。本発明に係る圧電デバイスは、前記ビアの一端部が、ベースの上凹部の内底面のうち圧電素子の励振電極と平面視で重ならない位置に露出しているため、電子部品素子の駆動によって発生した熱の励振電極へ輻射を抑制することができる。これにより圧電素子の急激な温度上昇を抑制することができる。また本発明に係る圧電デバイスは、少なくとも１つの前記ビアの一端部が、上凹部の内底面の一対の圧電素子搭載用パッドの近傍に露出している。圧電素子搭載用パッドは電子部品素子からの熱の直接の伝導経路の終端であるとともに、圧電素子との接続部位である。このような圧電素子搭載用パッドの近傍において圧電素子の周囲の温度を検出することによって、圧電素子の実温度により近い温度を検出することができる。 According to the above invention, it is possible to detect a temperature closer to the actual temperature of the piezoelectric element while suppressing the temperature change of the piezoelectric element. In the piezoelectric device according to the present invention, one end of the via is exposed at a position on the inner bottom surface of the upper concave portion of the base that does not overlap with the excitation electrode of the piezoelectric element in plan view. Radiation to the heated excitation electrode can be suppressed. Thereby, the rapid temperature rise of the piezoelectric element can be suppressed. In the piezoelectric device according to the present invention, at least one end portion of the via is exposed in the vicinity of the pair of piezoelectric element mounting pads on the inner bottom surface of the upper recess. The piezoelectric element mounting pad is a terminal of a direct conduction path of heat from the electronic component element and a connection portion with the piezoelectric element. By detecting the temperature around the piezoelectric element in the vicinity of the piezoelectric element mounting pad, a temperature closer to the actual temperature of the piezoelectric element can be detected.

なお、上凹部の内底面の励振電極と平面視で重ならない位置で、かつ一対の圧電素子搭載用パッドに近接する位置に露出するビアは、２本以上形成されていてもよい。この場合、より多くの熱容量を確保することができるため、さらに圧電素子の実温度に近い温度を検出することができる。 Note that two or more vias may be formed at positions that do not overlap with the excitation electrode on the inner bottom surface of the upper recess in a plan view and at positions close to the pair of piezoelectric element mounting pads. In this case, since a larger heat capacity can be secured, a temperature closer to the actual temperature of the piezoelectric element can be detected.

また上記目的を達成するために、前記一対の圧電素子搭載用パッドが、前記上凹部の内底面の一短辺側に、互いに対向するように所定の隙間を隔てて前記一短辺に沿って形成され、前記ビアの一端部が露出する位置が、上凹部の内底面の前記隙間に対応する領域であってもよい。 In order to achieve the above-mentioned object, the pair of piezoelectric element mounting pads are arranged along the one short side with a predetermined gap so as to face each other on the one short side of the inner bottom surface of the upper recess. The position where the one end portion of the via is exposed may be a region corresponding to the gap on the inner bottom surface of the upper recess.

上記発明によれば、圧電素子の温度変化を抑制しつつ、圧電素子の実温度により近い温度を検出することができる。これはビアの一端部が露出する位置が、上凹部の内底面の前記隙間に対応する領域であるため、互いに対向する一対の圧電素子搭載用パッドの各々からの輻射熱が相殺されて温度分布が生じ難い領域で圧電素子の周囲の温度を検出することができることによる。 According to the above invention, it is possible to detect a temperature closer to the actual temperature of the piezoelectric element while suppressing the temperature change of the piezoelectric element. This is because the position where one end of the via is exposed is a region corresponding to the gap on the inner bottom surface of the upper recess, so that the radiant heat from each of the pair of piezoelectric element mounting pads facing each other is offset and the temperature distribution is This is because the temperature around the piezoelectric element can be detected in a region where it is difficult to occur.

また上記目的を達成するために、少なくとも１つの前記ビアの一端部が、圧電素子の下方であって、前記上凹部の内底面の前記励振電極と平面視で重ならない位置に露出していてもよい。 In order to achieve the above object, one end of at least one of the vias may be exposed at a position below the piezoelectric element and not overlapping the excitation electrode on the inner bottom surface of the upper recess in plan view. Good.

上記発明によれば、圧電素子の温度変化を抑制しつつ、圧電素子の実温度により近い温度を検出することができる。これは前記ビアの一端部が、励振電極と平面視で重ならない状態で圧電素子との距離を縮小することができるためである。 According to the above invention, it is possible to detect a temperature closer to the actual temperature of the piezoelectric element while suppressing the temperature change of the piezoelectric element. This is because the distance from the piezoelectric element can be reduced in a state where the one end of the via does not overlap the excitation electrode in plan view.

また上記目的を達成するために、前記電子部品素子がサーミスタ、ダイオード、トランジスタのいずれか１つの温度検出素子であり、前記電子部品素子搭載用パッドは一対で形成され、前記容器体の外底面である下枠部の底面領域の４隅には、一対の圧電素子用端子と一対の電子部品素子用端子とからなる計４つの外部接続端子が形成されてなり、前記一対の圧電素子搭載用パッドは、圧電素子と接続される前記一対の圧電素子用端子とのみ電気的に接続され、一対の電子部品素子搭載用パッドのうち一方は、金属製の前記蓋と一対の電子部品素子用端子の一方とに電気的に接続され、一対の電子部品素子搭載用パッドのうち他方は、一対の電子部品素子用端子の他方と前記ビアとに電気的に接続されていてもよい。 In order to achieve the above object, the electronic component element is a temperature detection element of any one of a thermistor, a diode, and a transistor, and the electronic component element mounting pads are formed in a pair, and are formed on the outer bottom surface of the container body. A total of four external connection terminals comprising a pair of piezoelectric element terminals and a pair of electronic component element terminals are formed at the four corners of the bottom area of a certain lower frame portion, and the pair of piezoelectric element mounting pads. Is electrically connected only to the pair of piezoelectric element terminals connected to the piezoelectric element, and one of the pair of electronic component element mounting pads is composed of the metal lid and the pair of electronic component element terminals. The other of the pair of electronic component element mounting pads may be electrically connected to one side and the other of the pair of electronic component element terminals and the via.

上記発明によれば、一対の電子部品素子搭載用パッドのうち一方は、金属製の前記蓋と一対の電子部品素子用端子の一方とに電気的に接続されているため、電磁的シールド効果を得ることができる。そして金属製の蓋と接続されていない方の電子部品素子搭載用パッドに前記ビアが接続されることによって、ビアよりも相対的に熱容量が大きい蓋に熱が奪われるのを防止することができる。これにより、圧電素子の温度と電子部品素子で検出された温度との差を小さくすることができる。 According to the above invention, one of the pair of electronic component element mounting pads is electrically connected to the metal lid and one of the pair of electronic component element terminals. Can be obtained. By connecting the via to the electronic component element mounting pad that is not connected to the metal lid, it is possible to prevent heat from being taken away by the lid having a relatively larger heat capacity than the via. . Thereby, the difference between the temperature of the piezoelectric element and the temperature detected by the electronic component element can be reduced.

以上のように、周波数変動を抑制し、高精度な温度補償を行うことができる圧電デバイス圧電デバイスを提供することができる。 As described above, it is possible to provide a piezoelectric device that can suppress frequency fluctuation and perform highly accurate temperature compensation.

本発明の第１の実施形態に係る水晶振動子の断面模式図1 is a schematic cross-sectional view of a crystal resonator according to a first embodiment of the invention. 本発明の第１の実施形態に係る水晶振動子の上面模式図Schematic top view of the crystal resonator according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第１の実施形態の変形例に係る水晶振動子の上面模式図The upper surface schematic diagram of the crystal oscillator which concerns on the modification of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施形態の変形例に係る水晶振動子の上面模式図The upper surface schematic diagram of the crystal oscillator which concerns on the modification of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施形態に係る水晶振動子の断面模式図Cross-sectional schematic diagram of a crystal resonator according to a second embodiment of the present invention 本発明の第２の実施形態に係る水晶振動子の上面模式図Schematic top view of a crystal resonator according to a second embodiment of the present invention 本発明の第２の実施形態に係る水晶振動子の上面から見た透視図The perspective view seen from the upper surface of the crystal oscillator based on the 2nd Embodiment of this invention 本発明の第２の実施形態に係る水晶振動子の底面模式図Schematic bottom view of the crystal resonator according to the second embodiment of the present invention. 本発明の第２の実施形態の変形例に係る水晶振動子の上面模式図The upper surface schematic diagram of the crystal oscillator which concerns on the modification of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３の実施形態に係る水晶振動子の上面模式図Schematic top view of a crystal resonator according to a third embodiment of the present invention 本発明の第３の実施形態に係る水晶振動子の上面から見た透視図The perspective view seen from the upper surface of the crystal oscillator based on the 3rd Embodiment of this invention

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
−第１の実施形態−
本発明の第１の実施形態を、圧電デバイスとして温度補償型の水晶発振器を例に挙げて説明する。なお図１は図２のＡ−Ａ線における断面図となっている。図１において水晶発振器１は略直方体状のパッケージであり、平面視では略矩形となっている。水晶発振器１は、ベース（容器）２と、水晶素子３と、電子部品素子４と、蓋５とが主な構成部材となっている。本実施形態では電子部品素子４として、発振回路や温度補償回路、温度センサ等を１チップ化した集積回路素子（ＩＣ）が用いられている。本実施形態では水晶発振器１の平面視の外形サイズは縦横が２．５ｍｍ×２．０ｍｍとなっている。なお、前述の水晶発振器の平面視の外形サイズは一例であり、前記外形サイズ以外のパッケージサイズであってもよい。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
-First embodiment-
The first embodiment of the present invention will be described by taking a temperature compensated crystal oscillator as an example of a piezoelectric device. 1 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. In FIG. 1, a crystal oscillator 1 is a substantially rectangular parallelepiped package, which is substantially rectangular in plan view. The crystal oscillator 1 includes a base (container) 2, a crystal element 3, an electronic component element 4, and a lid 5 as main components. In this embodiment, an integrated circuit element (IC) in which an oscillation circuit, a temperature compensation circuit, a temperature sensor, and the like are integrated on one chip is used as the electronic component element 4. In this embodiment, the external size of the crystal oscillator 1 in plan view is 2.5 mm × 2.0 mm in length and width. The external size in plan view of the crystal oscillator described above is an example, and a package size other than the external size may be used.

図１においてベース２は、平板状の基板部２０と、基板部２０の上面である一主面２０１の外周部から上方に伸びる上枠部２１と、基板部２０の下面である他主面２０２の外周部から下方に伸びる下枠部２２とを備えた容器体である（断面視で「Ｈ」型のパッケージ構造）。ベース２は平面視では略矩形となっている。本実施形態では基板部２０と上枠部２１と下枠部２２の各々は、セラミックグリーンシート（アルミナ）となっており、ベース２はこれら３つのシートが積層された状態で焼成によって一体成形されている。なお、これらのシートの積層間には所定形状の内部配線が形成されている。 In FIG. 1, the base 2 includes a flat plate-like substrate portion 20, an upper frame portion 21 extending upward from the outer peripheral portion of one main surface 201 that is the upper surface of the substrate portion 20, and another main surface 202 that is the lower surface of the substrate portion 20. The container body is provided with a lower frame portion 22 extending downward from the outer peripheral portion (“H” type package structure in cross-sectional view). The base 2 is substantially rectangular in plan view. In this embodiment, each of the substrate part 20, the upper frame part 21, and the lower frame part 22 is a ceramic green sheet (alumina), and the base 2 is integrally formed by firing in a state where these three sheets are laminated. ing. In addition, the internal wiring of the predetermined shape is formed between the lamination | stacking of these sheets.

ベース２の上枠部２１と基板部２０の一主面２０１とで形成される空間は上凹部Ｅ１となっており、平面視では略矩形となっている。そして図２に示すように上凹部Ｅ１の内底面（一主面２０１）の一方の短辺側には、水晶素子３と導電接合される一対の水晶素子搭載用パッド７，７が並列して形成されている。具体的には一対の水晶素子搭載用パッド７，７は上凹部Ｅ１の内底面の一短辺側に、互いに対向するように所定の隙間ＧＰ１を隔てて当該一短辺に沿って形成されている。 A space formed by the upper frame portion 21 of the base 2 and the one main surface 201 of the substrate portion 20 is an upper recess E1, which is substantially rectangular in plan view. As shown in FIG. 2, a pair of crystal element mounting pads 7, 7 conductively joined to the crystal element 3 are arranged in parallel on one short side of the inner bottom surface (one main surface 201) of the upper recess E <b> 1. Is formed. Specifically, the pair of crystal element mounting pads 7 and 7 are formed on one short side of the inner bottom surface of the upper recess E1 along the one short side with a predetermined gap GP1 so as to face each other. Yes.

上凹部Ｅ１の内底面の他方の短辺側には、導電性材料からなる平面視略長方形の枕部Ｐが形成されている。枕部Ｐは、その長辺がベース短辺と略平行となるように配置されており、水晶素子３をベース２に搭載した状態で水晶素子の他短辺部３１２の下方に位置するとともに励振電極３０と平面視で重ならない位置となっている。枕部Ｐはタングステンの印刷処理によって形成されており、その表面にニッケルめっき層、金めっき層が順次積層されている。なお、水晶素子３は定常状態で他短辺部３１２と枕部Ｐとの間に僅かな隙間が生じるように、水晶素子搭載用パッド７の上に導電性接着剤８を介して一短辺部３１１が導電接合される。 On the other short side of the inner bottom surface of the upper recess E1, a pillow portion P made of a conductive material and having a substantially rectangular shape in plan view is formed. The pillow part P is arranged so that its long side is substantially parallel to the short side of the base, and is located below the other short side part 312 of the crystal element with the crystal element 3 mounted on the base 2 and excited. The electrode 30 does not overlap with the electrode 30 in plan view. The pillow part P is formed by a printing process of tungsten, and a nickel plating layer and a gold plating layer are sequentially laminated on the surface thereof. The crystal element 3 has a short side on the crystal element mounting pad 7 with a conductive adhesive 8 so that a slight gap is generated between the other short side part 312 and the pillow part P in a steady state. Part 311 is conductively joined.

ベース２の下枠部２２と基板部２０の他主面２０２とで形成される空間は下凹部Ｅ２となっており、平面視では略矩形となっている。下凹部Ｅ２の内底面（他主面２０２）には、ＩＣ４と導電接合される図示しない複数の電子部品素子搭載用パッド（以下、ＩＣ搭載用パッドと略）が形成されている。これら複数のＩＣ搭載用パッドの上に、複数の金属製のバンプＢＰを介して、ＩＣの能動面側に設けられた複数の機能端子が一対一で導電接合される。 A space formed by the lower frame portion 22 of the base 2 and the other main surface 202 of the substrate portion 20 is a lower recess E2, which is substantially rectangular in plan view. A plurality of electronic component element mounting pads (hereinafter abbreviated as IC mounting pads) (not shown) that are conductively bonded to the IC 4 are formed on the inner bottom surface (other main surface 202) of the lower recess E2. A plurality of functional terminals provided on the active surface side of the IC are conductively bonded one-to-one on the plurality of IC mounting pads via a plurality of metal bumps BP.

ＩＣ４の前記複数の機能端子のうち２つの水晶用端子は、内部配線とビアを介して一対の水晶素子搭載用パッド７，７とそれぞれ電気的に接続されている。このうち図１では、ＩＣの１つの水晶用端子が、内部配線Ｍ１とビアＶ１を経由して１つの水晶素子搭載用パッド７と電気的に接続されている状態を図示している。水晶素子３の温度情報はＩＣ４に内蔵された温度センサによって検出される。 Of the plurality of functional terminals of the IC 4, two crystal terminals are electrically connected to the pair of crystal element mounting pads 7 and 7 through internal wiring and vias, respectively. Among these, FIG. 1 shows a state in which one crystal terminal of the IC is electrically connected to one crystal element mounting pad 7 via the internal wiring M1 and the via V1. The temperature information of the crystal element 3 is detected by a temperature sensor built in the IC 4.

図２に示すように前記ＩＣ搭載用パッドと電気的に接続されたビアＶ２の一端部１０は、上凹部Ｅ１の内底面（２０１）の励振電極３０と平面視で重ならない位置で、かつ一対の水晶素子搭載用パッド７，７の近傍に露出している。これを水晶素子３との相対位置関係に基づいて詳述すると、ビアＶ２の一端部１０は、水晶素子３の下方であって、上凹部Ｅ１の内底面の励振電極３０と平面視で重ならない位置で、かつ上凹部Ｅ１の内底面の一対の水晶素子搭載用パッド７，７の間の隙間ＧＰ１に対応する領域に露出している。ビアＶ２の他端部は内部配線Ｍ（図１で点線で表示）と接続されており、内部配線ＭはＩＣ４の複数の機能端子の１つに接続されている。なお前記ビアとは、ベースの基材を厚さ方向に貫く貫通孔に導電性材料が充填された貫通電極のことをいう。 As shown in FIG. 2, one end 10 of the via V2 electrically connected to the IC mounting pad is located at a position where it does not overlap with the excitation electrode 30 on the inner bottom surface (201) of the upper recess E1 in plan view. The crystal element mounting pads 7 and 7 are exposed in the vicinity. This will be described in detail based on the relative positional relationship with the crystal element 3. The one end 10 of the via V2 is below the crystal element 3 and does not overlap with the excitation electrode 30 on the inner bottom surface of the upper recess E1 in plan view. And is exposed in a region corresponding to the gap GP1 between the pair of crystal element mounting pads 7, 7 on the inner bottom surface of the upper recess E1. The other end of the via V2 is connected to an internal wiring M (indicated by a dotted line in FIG. 1), and the internal wiring M is connected to one of a plurality of functional terminals of the IC 4. The via means a through electrode in which a through hole penetrating a base material in the thickness direction is filled with a conductive material.

上記構成によれば、水晶素子３の温度変化を抑制しつつ、水晶素子の実温度により近い温度を検出することができる。水晶素子３の温度変化の抑制については、前記ビアＶ２の一端部１０が、ベースの上凹部Ｅ１の内底面のうち水晶素子３の励振電極３０と平面視で重ならない位置に露出しているため、ＩＣ４の駆動によって発生した熱の励振電極へ輻射を抑制することができる。これにより水晶素子３の急激な温度上昇を抑制することができる。 According to the above configuration, it is possible to detect a temperature closer to the actual temperature of the crystal element while suppressing the temperature change of the crystal element 3. Regarding the suppression of the temperature change of the crystal element 3, the one end 10 of the via V2 is exposed at a position that does not overlap the excitation electrode 30 of the crystal element 3 in plan view on the inner bottom surface of the upper recess E1 of the base. Further, radiation to the excitation electrode of heat generated by driving the IC 4 can be suppressed. Thereby, a rapid temperature rise of the crystal element 3 can be suppressed.

また本実施形態に係る水晶発振器は、ビアＶ２の一端部１０が、上凹部Ｅ１の内底面の一対の水晶素子搭載用パッド７，７の近傍に露出している。水晶素子搭載用パッド７はＩＣ４からの熱の直接の伝導経路の終端であるとともに、水晶素子３との接続部位である。このような水晶素子搭載用パッドの近傍において水晶素子３の周囲の温度を検出することによって、水晶素子の実温度により近い温度を検出することができる。 In the crystal oscillator according to the present embodiment, one end 10 of the via V2 is exposed in the vicinity of the pair of crystal element mounting pads 7, 7 on the inner bottom surface of the upper recess E1. The crystal element mounting pad 7 is a terminal portion of a direct conduction path of heat from the IC 4 and a connection portion with the crystal element 3. By detecting the temperature around the crystal element 3 in the vicinity of such a crystal element mounting pad, a temperature closer to the actual temperature of the crystal element can be detected.

また上記構成によれば、水晶素子３の温度変化を抑制しつつ、水晶素子の実温度により近い温度を検出することができる。これはビアＶ２の一端部１０が露出する位置が、上凹部Ｅ１の内底面の隙間ＧＰ１に対応する領域であるため、互いに対向する一対の水晶素子搭載用パッド７，７の各々からの輻射熱が相殺されて温度分布が生じ難い領域で圧電素子の周囲の温度を検出することができることによる。 Moreover, according to the said structure, the temperature close | similar to the actual temperature of a crystal element is detectable, suppressing the temperature change of the crystal element 3. FIG. Since the position where the one end 10 of the via V2 is exposed is a region corresponding to the gap GP1 on the inner bottom surface of the upper recess E1, the radiant heat from each of the pair of crystal element mounting pads 7, 7 facing each other is generated. This is because the temperature around the piezoelectric element can be detected in a region where the temperature distribution is less likely to occur due to cancellation.

さらに上記構成によれば、ビアＶ２の一端部１０が水晶素子３の下方であって、上凹部Ｅ１の内底面の励振電極３０と平面視で重ならない位置に露出しているため、ビアの一端部が励振電極と平面視で重ならない状態で水晶素子との距離を縮小することができる。これにより、水晶素子３の温度変化を抑制しつつ、水晶素子の実温度により近い温度を検出することができる。 Furthermore, according to the above configuration, one end 10 of the via V2 is exposed below the crystal element 3 and at a position not overlapping the excitation electrode 30 on the inner bottom surface of the upper recess E1 in plan view. The distance from the quartz crystal element can be reduced in a state where the portion does not overlap the excitation electrode in plan view. Thereby, it is possible to detect a temperature closer to the actual temperature of the crystal element while suppressing the temperature change of the crystal element 3.

下枠部の底面２２０（ベース２の外底面）の外周縁は平面視略矩形となっており、前記矩形の４隅には４つの外部接続端子（９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ）が形成されている。図１では、これら４つの外部接続端子のうち、９ａ，９ｂの２つについて図示している。なおＩＣの複数の機能端子は、内部配線とビアを経由して４つの外部接続端子と電気的に接続されている。図１ではＩＣの１つの機能端子がベースの内部配線から下枠部の外側面に引き回された配線Ｍ２を経由して１つの外部接続端子９ｂと電気的に接続されている状態のみを表示している。前記４つの外部接続端子が外部基板と半田を介して接合されることによって、水晶発振器１が外部基板に実装されることになる。 The outer peripheral edge of the bottom surface 220 of the lower frame portion (the outer bottom surface of the base 2) is substantially rectangular in plan view, and four external connection terminals (9a, 9b, 9c, 9d) are formed at the four corners of the rectangle. ing. In FIG. 1, two of 9 a and 9 b are illustrated among these four external connection terminals. Note that the plurality of functional terminals of the IC are electrically connected to four external connection terminals via internal wiring and vias. FIG. 1 shows only a state in which one functional terminal of the IC is electrically connected to one external connection terminal 9b via a wiring M2 routed from the base internal wiring to the outer surface of the lower frame portion. doing. The crystal oscillator 1 is mounted on the external substrate by joining the four external connection terminals to the external substrate via solder.

本実施形態において４つの外部接続端子９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄは、いずれも３種類の金属が積層された構成となっている。具体的にはベースの基材（セラミック）上に印刷処理によってタングステン層が形成され、当該タングステン層の上に、ニッケルめっき層、金めっき層の順でめっき層が積層された構成となっている。前記ニッケルめっき層および前記金めっき層は電解めっき法によって形成されており、外部接続端子とパッド等が一括同時に形成されている。 In the present embodiment, each of the four external connection terminals 9a, 9b, 9c, 9d has a configuration in which three kinds of metals are laminated. Specifically, a tungsten layer is formed on a base substrate (ceramic) by a printing process, and a plating layer is laminated on the tungsten layer in the order of a nickel plating layer and a gold plating layer. . The nickel plating layer and the gold plating layer are formed by electrolytic plating, and external connection terminals, pads, and the like are formed simultaneously.

ベース２の上枠部２１の上面２１０にはコバールからなる金属製リング６が取り付けられている。この金属製リング６は金属製の蓋５とシーム溶接法によって接合される（図１参照）。 A metal ring 6 made of Kovar is attached to the upper surface 210 of the upper frame portion 21 of the base 2. The metal ring 6 is joined to the metal lid 5 by a seam welding method (see FIG. 1).

図２において、水晶素子３はＡＴカット水晶振動板の表裏主面に各種電極が形成された平面視矩形状の圧電素子である。水晶振動板の略中央部分には励振電極３０（３０ａ，３０ｂ。３０ｂは図示省略）が表裏で対向するように一対で形成されている。そして一対の励振電極３０ａ，３０ｂの各々から水晶振動板の表裏主面の一短辺部３１１に向かって一対の引出電極３１ａ，３１ｂが引き出されている。この引出電極３１ａ，３１ｂの終端部は接着電極３２ａ，３２ｂとなっており、前述した一対の水晶素子搭載用パッド７，７と導電性接着剤８を介して一対一で導電接合されるようになっている。本実施形態では導電性接着剤８にシリコーン系の樹脂が含有された接着剤が使用されている。なお導電性接着剤はシリコーン系以外のものを使用してもよい。 In FIG. 2, a crystal element 3 is a piezoelectric element having a rectangular shape in plan view in which various electrodes are formed on the front and back main surfaces of an AT-cut crystal diaphragm. A pair of excitation electrodes 30 (30a, 30b, 30b are not shown) are formed at a substantially central portion of the quartz diaphragm so as to face each other. A pair of extraction electrodes 31a and 31b are extracted from each of the pair of excitation electrodes 30a and 30b toward one short side portion 311 of the front and back main surfaces of the crystal diaphragm. The terminal portions of the lead electrodes 31a and 31b are adhesive electrodes 32a and 32b, and are electrically conductively connected in a one-to-one relationship with the pair of crystal element mounting pads 7 and 7 and the conductive adhesive 8 described above. It has become. In the present embodiment, an adhesive containing a silicone resin in the conductive adhesive 8 is used. In addition, you may use things other than a silicone type as a conductive adhesive.

図１において、蓋５は平面視略矩形の平板である。蓋５はコバールが基材となっており、基材の表面にニッケルメッキが施されている。 In FIG. 1, the lid 5 is a flat plate having a substantially rectangular shape in plan view. The cover 5 is made of Kovar as a base material, and the surface of the base material is nickel-plated.

−第１の実施形態の変形例−
本発明の第１の実施形態の変形例を図３乃至４に示す。図３乃至４においては、上凹部Ｅ１の内底面に露出する、ＩＣ搭載用パッドと電気的に接続されたビアの本数は２本（一対）となっている。 -Modification of the first embodiment-
A modification of the first embodiment of the present invention is shown in FIGS. 3 to 4, the number of vias electrically connected to the IC mounting pads exposed on the inner bottom surface of the upper recess E1 is two (a pair).

前記２本のビアの一端部１１，１１は、水晶素子３の下方であって、上凹部Ｅ１の内底面の励振電極３０と平面視で重ならない位置で、かつ上凹部Ｅ１の内底面の一対の水晶素子搭載用パッド７，７の励振電極３０に最も近い側にある角部の近傍に露出している。この一対のビアの一端部１１，１１は、平面視略矩形のベース２の２つの短辺の中央同士を結ぶ仮想直線ＶＬを基準として線対称の位置に形成されている。なお２つのビアの一端部１１，１１は、平面視で引出電極３１ａ，３１ｂと重ならない位置に形成されている。これは導体同士が重畳することによる不要な容量（浮遊容量）の発生を防止するためである。これにより浮遊容量の発生に伴う周波数の僅かな変化を防止することができる。 The one end portions 11, 11 of the two vias are a pair of the inner bottom surface of the upper recess E1 at a position below the crystal element 3 and not overlapping the excitation electrode 30 on the inner bottom surface of the upper recess E1 in plan view. The crystal element mounting pads 7 and 7 are exposed in the vicinity of the corner portion on the side closest to the excitation electrode 30. The one end portions 11, 11 of the pair of vias are formed at positions symmetrical with respect to a virtual straight line VL that connects the centers of two short sides of the base 2 that is substantially rectangular in plan view. Note that the one end portions 11, 11 of the two vias are formed at positions that do not overlap with the extraction electrodes 31a, 31b in plan view. This is to prevent generation of unnecessary capacitance (floating capacitance) due to overlapping of conductors. As a result, it is possible to prevent a slight change in frequency due to the generation of stray capacitance.

図４において上凹部Ｅ１の内底面に露出するビアは図３と同様に２本（一対）であるが、ビアの一端部が露出する位置が異なっている。すなわち、ビアの一端部１２，１２は水晶素子３の外側であって、上凹部Ｅ１の内底面の一対の水晶素子搭載用パッド７，７の近傍に露出している。具体的にビアの一端部１２は、平面視略矩形の水晶素子搭載用パッド７を構成する４辺のうち、励振電極３０に近い側にある長辺の近傍に形成されている。そして一対のビアの一端部１２，１２は、平面視略矩形のベース２の２つの短辺の中央同士を結ぶ仮想直線ＶＬ２を基準として線対称の位置に形成されている。 In FIG. 4, the number of vias exposed on the inner bottom surface of the upper recess E1 is two (a pair) as in FIG. 3, but the positions at which one end of the via is exposed are different. That is, the one end portions 12 and 12 of the via are outside the crystal element 3 and exposed in the vicinity of the pair of crystal element mounting pads 7 and 7 on the inner bottom surface of the upper recess E1. Specifically, the one end portion 12 of the via is formed in the vicinity of the long side on the side close to the excitation electrode 30 among the four sides constituting the crystal element mounting pad 7 having a substantially rectangular shape in plan view. The one end portions 12, 12 of the pair of vias are formed at positions symmetrical with respect to a virtual straight line VL2 that connects the centers of the two short sides of the base 2 that is substantially rectangular in plan view.

図３および図４に示す本発明の第１の実施形態の変形例によれば、ビアの露出面積が増大するため、前述した本発明の第１の実施形態の作用効果をさらに高めることができる。 According to the modification of the first embodiment of the present invention shown in FIG. 3 and FIG. 4, the exposed area of the via increases, so that the operational effects of the first embodiment of the present invention described above can be further enhanced. .

−第２の実施形態−
次に本発明の第２の実施形態を図５乃至８を用いて説明する。なお第２の実施形態を含め以下に述べる本発明の実施形態の全てにおいて、第１の実施形態と同一の構成については説明を割愛するとともに、第１の実施形態と同一の作用効果を奏する。 -Second Embodiment-
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In all of the embodiments of the present invention described below including the second embodiment, the description of the same configuration as that of the first embodiment is omitted, and the same effect as that of the first embodiment is achieved.

本発明の第２の実施形態では、圧電デバイスとして、サーミスタを内蔵した表面実装型の水晶振動子を例に挙げて説明する。なお図５は図６のＢ−Ｂ線における断面図となっている。図５において水晶振動子１００は略直方体状のパッケージであり、平面視では略矩形となっている。水晶振動子１００は、ベース１５と、水晶素子１６と、電子部品素子１７と、蓋１８とが主な構成部材となっている。本実施形態では水晶振動子１００の平面視の外形サイズは縦横が２．５ｍｍ×２．０ｍｍであり、発振周波数は１９．２ＭＨｚとなっている。水晶振動子１００は電子部品素子としてサーミスタを内蔵しており、サーミスタから得られた温度情報に基づいて外部で温度補償が行われる。なお、前述の水晶振動子の平面視外形サイズおよび発振周波数は一例であり、前記外形サイズ以外のパッケージサイズおよび前記発振周波数以外の周波数であっても本発明は適用可能である。 In the second embodiment of the present invention, a surface-mount type crystal resonator incorporating a thermistor will be described as an example of a piezoelectric device. 5 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. In FIG. 5, the crystal unit 100 is a substantially rectangular parallelepiped package, and has a substantially rectangular shape in plan view. The crystal resonator 100 includes a base 15, a crystal element 16, an electronic component element 17, and a lid 18 as main constituent members. In this embodiment, the external size of the crystal unit 100 in plan view is 2.5 mm × 2.0 mm in length and width, and the oscillation frequency is 19.2 MHz. The crystal unit 100 incorporates a thermistor as an electronic component element, and temperature compensation is performed externally based on temperature information obtained from the thermistor. Note that the above-described external size and oscillation frequency in plan view of the crystal unit are examples, and the present invention can be applied to package sizes other than the external size and frequencies other than the oscillation frequency.

図５においてベース１５は、平板状の基板部１５０と、基板部１５０の上面である一主面１５０１の外周部から上方に伸びる上枠部１５１と、基板部１５０の下面である他主面１５０２の外周部から下方に伸びる下枠部１５２とを備えた、断面視で「Ｈ」型構造の容器体である。本実施形態では基板部１５０と上枠部１５１と下枠部１５２の各々は、第１の実施形態と同様にセラミックグリーンシート（アルミナ）となっており、ベース１５はこれら３つのシートが積層された状態で焼成によって一体成形されている。 In FIG. 5, the base 15 includes a plate-shaped substrate portion 150, an upper frame portion 151 extending upward from the outer peripheral portion of one main surface 1501 that is the upper surface of the substrate portion 150, and another main surface 1502 that is the lower surface of the substrate portion 150. And a lower frame portion 152 extending downward from the outer periphery of the container. In this embodiment, each of the substrate part 150, the upper frame part 151, and the lower frame part 152 is a ceramic green sheet (alumina) as in the first embodiment, and the base 15 is formed by stacking these three sheets. In this state, it is integrally formed by firing.

ベース１５の上枠部１５１と基板部の一主面１５０１とで形成される空間は上凹部ＥＥ１となっており、平面視で略矩形となっている。そして図６に示すように上凹部ＥＥ１の内底面の一方の短辺側には、水晶素子１６と導電接合される一対の水晶素子搭載パッド４０，４０が並列して形成されている。一対の水晶素子搭載パッド４０，４０の上には導電性接着剤８を介して水晶素子１６の一短辺部１６１１が片持ち接合される。 A space formed by the upper frame portion 151 of the base 15 and the one principal surface 1501 of the substrate portion is an upper concave portion EE1, which is substantially rectangular in plan view. As shown in FIG. 6, a pair of crystal element mounting pads 40, 40 that are conductively bonded to the crystal element 16 are formed in parallel on one short side of the inner bottom surface of the upper recess EE1. A short side portion 1611 of the crystal element 16 is cantilevered on the pair of crystal element mounting pads 40, 40 via the conductive adhesive 8.

上凹部EＥ１の内底面の他方の短辺側には、導電性材料からなる枕部Ｐが形成されており、その詳細は第１の実施形態と同様であるため説明は割愛する。 A pillow portion P made of a conductive material is formed on the other short side of the inner bottom surface of the upper concave portion EE1, and the details thereof are the same as those in the first embodiment, and the description thereof is omitted.

図６乃至８に示すように一対の水晶素子搭載パッド４０，４０の一方は、基板部１５０を厚さ方向に貫くビアＶ５と、内部配線４２とキャスタレーション２３ｄとを経由して水晶素子用端子５０ｄに電気的に接続されている。また一対の水晶素子搭載パッド４０，４０の他方は、内部配線４１と基板部１５０を厚さ方向に貫くビアＶ４と、キャスタレーション２３ｂとを経由して水晶素子用端子５０ｂに電気的に接続されている。なお前記キャスタレーションは、ベースの外側面稜部を平面視で四分の一円状に切り欠かれた切り欠き部に電極が被着されたベース外側面の電極のことである。 As shown in FIGS. 6 to 8, one of the pair of crystal element mounting pads 40, 40 is a crystal element terminal via a via V5 penetrating the substrate portion 150 in the thickness direction, an internal wiring 42 and a castellation 23d. 50d is electrically connected. The other of the pair of crystal element mounting pads 40, 40 is electrically connected to the crystal element terminal 50b via the internal wiring 41 and the via V4 penetrating the substrate portion 150 in the thickness direction and the castellation 23b. ing. The castellation is an electrode on the outer surface of the base in which an electrode is attached to a cutout portion formed by cutting the outer surface ridge portion of the base into a quarter circle in plan view.

図８に示すように、下枠部１５２の外周縁および下凹部ＥＥ２は平面視略矩形となっている。そして下凹部ＥＥ２の長辺は、下枠部１５２の外周縁の短辺と略平行となっている。このような方向に下凹部を形成することにより、水晶振動子の外部基板への実装後の半田のクラック発生を抑制することができる。これは下凹部の上記配置によって、水晶振動子を外部基板に半田実装した後のベースの反りが抑制されるためである。なお、下凹部ＥＥ２は上凹部ＥＥ１よりも平面視の大きさが小さくなっており、平面視透過では下凹部ＥＥ２は上凹部ＥＥ１に内包される位置関係となっている。 As shown in FIG. 8, the outer peripheral edge of the lower frame portion 152 and the lower recess EE2 are substantially rectangular in a plan view. The long side of the lower recess EE2 is substantially parallel to the short side of the outer peripheral edge of the lower frame portion 152. By forming the lower concave portion in such a direction, it is possible to suppress the occurrence of solder cracks after the crystal resonator is mounted on the external substrate. This is because the warpage of the base after the crystal resonator is solder-mounted on the external substrate is suppressed by the above arrangement of the lower concave portion. Note that the lower recess EE2 is smaller in plan view than the upper recess EE1, and the lower recess EE2 is in a positional relationship included in the upper recess EE1 in plan view transmission.

図７乃至８に示すように下凹部ＥＥ２の内底面には、サーミスタ１７と導電接合される一対のサーミスタ搭載用パッド２４ａ，２４ｂが互いに対向するように形成されている。この一対のサーミスタ搭載用パッド２４ａ，２４ｂからは一対の導出電極２５ａ，２５ｂがそれぞれベースの下枠部１５２に向かう方向に引き出されている。一対のサーミスタ搭載用パッド２４ａ，２４ｂの上には、半田Ｓを介してサーミスタ１７の両端の電極が導電接合される。 As shown in FIGS. 7 to 8, a pair of thermistor mounting pads 24a and 24b that are conductively joined to the thermistor 17 are formed on the inner bottom surface of the lower recess EE2 so as to face each other. From the pair of thermistor mounting pads 24a and 24b, a pair of lead-out electrodes 25a and 25b are led out in a direction toward the lower frame portion 152 of the base. Electrodes at both ends of the thermistor 17 are conductively joined via solder S on the pair of thermistor mounting pads 24a and 24b.

導出電極２５ａは内部配線２５１とキャスタレーション２３ｃを経由してサーミスタ用端子５０ｃと電気的に接続されている。なお、内部配線２５１はビアＶ６（後述）を介して金属製の蓋５とも電気的に接続されている。一方、導出電極２５ｂは内部配線２５２とキャスタレーション２３ａを経由して後述するサーミスタ用端子５０ａと電気的に接続されている（図８参照）。また、サーミスタ搭載用パッド２４ｂからは内部配線２５３が引き出されており、基板部１５０を厚さ方向に貫くビアＶ３の他端部と接続されている。このビアＶ３の一端部は上凹部ＥＥ１の内底面の隙間ＧＰ２に露出している。 The lead-out electrode 25a is electrically connected to the thermistor terminal 50c through the internal wiring 251 and the castellation 23c. The internal wiring 251 is also electrically connected to the metal lid 5 through a via V6 (described later). On the other hand, the lead-out electrode 25b is electrically connected to a thermistor terminal 50a described later via an internal wiring 252 and a castellation 23a (see FIG. 8). Further, an internal wiring 253 is drawn from the thermistor mounting pad 24b, and is connected to the other end of the via V3 that penetrates the substrate portion 150 in the thickness direction. One end of the via V3 is exposed in the gap GP2 on the inner bottom surface of the upper recess EE1.

本実施形態では図５に示すように、上枠部１５１と基板部１５０の内部を貫通する貫通孔の内部に導体が充填されたビアＶ６が形成されている。ビアＶ６の一端は上枠部１５１の上面に露出しており、金属製リング６と電気的に接続されている。ビアＶ６の他端はベースの内部配線２５１と接続されている。つまり、金属製の蓋５とサーミスタ用端子５０ｃとはグランド接続されている。このようにグランド接続することによって電磁的シールド効果を得ることができる。 In the present embodiment, as shown in FIG. 5, a via V <b> 6 in which a conductor is filled is formed in a through hole that penetrates the inside of the upper frame portion 151 and the substrate portion 150. One end of the via V6 is exposed on the upper surface of the upper frame portion 151 and is electrically connected to the metal ring 6. The other end of the via V6 is connected to the internal wiring 251 of the base. That is, the metal lid 5 and the thermistor terminal 50c are grounded. An electromagnetic shielding effect can be obtained by grounding in this way.

本実施形態で用いられるサーミスタ１７は、温度上昇に対して抵抗値が減少する、いわゆるＮＴＣサーミスタ（ＮｅｇａｔｉｖｅＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＣｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔＴｈｅｒｍｉｓｔｏｒ）である。本実施形態では圧電デバイスの小型化に対応したチップタイプのサーミスタが用いられている。図８においてサーミスタ１７は略直方体形状であり、その平面視の大きさは０．６ｍｍ×０．３ｍｍとなっている。なお本実施形態におけるサーミスタの大きさは一例であり、前記サイズ以外のサーミスタを用いてもよい。 The thermistor 17 used in the present embodiment is a so-called NTC thermistor (Negative Temperature Coefficient Thermistor) whose resistance value decreases with increasing temperature. In this embodiment, a chip type thermistor corresponding to miniaturization of the piezoelectric device is used. In FIG. 8, the thermistor 17 has a substantially rectangular parallelepiped shape, and the size in plan view is 0.6 mm × 0.3 mm. The size of the thermistor in the present embodiment is an example, and a thermistor other than the above size may be used.

図７に示すように、下枠部の底面１５２０（ベース１５の外底面）の外周縁は平面視略矩形となっている。下枠部の底面１５２０の４隅には、一対の水晶素子用端子５０ｂ，５０ｄと、一対のサーミスタ用端子５０ａ，５０ｃとからなる計４つの外部接続端子が形成されている。 As shown in FIG. 7, the outer peripheral edge of the bottom surface 1520 (the outer bottom surface of the base 15) of the lower frame portion is substantially rectangular in plan view. At four corners of the bottom surface 1520 of the lower frame portion, a total of four external connection terminals including a pair of crystal element terminals 50b and 50d and a pair of thermistor terminals 50a and 50c are formed.

前述したように水晶素子用端子５０ｂと５０ｄは、水晶素子３の表裏主面の励振電極１６０（１６０ａ，１６０ｂ）と電気的に接続されており、サーミスタ用端子５０ａ，５０ｃはサーミスタ１７の両端の電極と電気的に接続されている。ここで水晶素子用端子５０ｂと５０ｄは、サーミスタ用端子５０ａと５０ｄとは互いに電気的に接続されることはなく、別個独立した状態となっている。換言すれば、一対の水晶素子搭載パッド４０，４０は、一対の水晶素子用端子５０ｂ，５０ｄとのみ電気的に接続されている。そして、一対のサーミスタ搭載用パッド２４ａ，２４ｂのうち一方（２４ａ）は、蓋５とサーミスタ用端子５０ｃと電気的に接続され、一対のサーミスタ搭載用パッド２４ａ，２４ｂのうち他方（２４ｂ）は、ビアＶ３とサーミスタ用端子５０ａと電気的に接続されている。 As described above, the crystal element terminals 50 b and 50 d are electrically connected to the excitation electrodes 160 (160 a and 160 b) on the front and back main surfaces of the crystal element 3, and the thermistor terminals 50 a and 50 c are provided at both ends of the thermistor 17. It is electrically connected to the electrode. Here, the crystal element terminals 50b and 50d are not electrically connected to each other, and the thermistor terminals 50a and 50d are in an independent state. In other words, the pair of crystal element mounting pads 40, 40 is electrically connected only to the pair of crystal element terminals 50b, 50d. One (24a) of the pair of thermistor mounting pads 24a, 24b is electrically connected to the lid 5 and the thermistor terminal 50c, and the other (24b) of the pair of thermistor mounting pads 24a, 24b is The via V3 and the thermistor terminal 50a are electrically connected.

上記構成によれば、一対のサーミスタ搭載用パッド２４ａ，２４ｂのうちのうち一方（２４ａ）は、金属製の蓋５と一対のサーミスタ用端子の一方（サーミスタ用端子５０ｃ）とに電気的に接続されているため、電磁的シールド効果を得ることができる。そして金属製の蓋５と接続されていない方のサーミスタ搭載用パッド（２４ｂ）にビアＶ３が接続されることによって、ビアよりも相対的に熱容量が大きい蓋に熱が奪われるのを防止することができる。これにより、水晶素子の温度とサーミスタで検出された温度との差を小さくすることができる。 According to the above configuration, one of the pair of thermistor mounting pads 24a and 24b (24a) is electrically connected to the metal lid 5 and one of the pair of thermistor terminals (thermistor terminal 50c). Therefore, an electromagnetic shielding effect can be obtained. By connecting the via V3 to the thermistor mounting pad (24b) that is not connected to the metal lid 5, it is possible to prevent heat from being taken away by the lid having a relatively larger heat capacity than the via. Can do. Thereby, the difference between the temperature of the crystal element and the temperature detected by the thermistor can be reduced.

−第２の実施形態の変形例−
本発明の第２の実施形態の変形例を図９に示す。図９と図６との相違点は、上凹部の内底面に露出するビアの本数と形成位置である。すなわち、２本のビアの一端部１４Ａ，１４Ｂが露出する位置が、上凹部ＥＥ１の内底面の隙間ＧＰ３に対応する領域となっている。具体的にビアの一端部１４Ａ，１４Ｂは、ベースの長辺方向であって一対の水晶素子搭載用パッド４０，４０同士が対向する辺に沿って整列して形成されている。 -Modification of the second embodiment-
A modification of the second embodiment of the present invention is shown in FIG. The difference between FIG. 9 and FIG. 6 is the number of vias exposed at the inner bottom surface of the upper recess and the formation position. That is, the position where the one end portions 14A and 14B of the two vias are exposed is a region corresponding to the gap GP3 on the inner bottom surface of the upper recess EE1. Specifically, the one end portions 14A and 14B of the vias are formed along the long side direction of the base and along the side where the pair of crystal element mounting pads 40 and 40 face each other.

上凹部ＥＥ１の内底面の隙間ＧＰ３に対応する領域は、互いに対向する一対の水晶素子搭載用パッドの各々からの輻射熱が相殺されて温度分布が生じ難い領域であるため、水晶素子の実温度により近い温度を検出することができる。本発明の第２の実施形態の変形例では２つのビアの一端部の径は略同一となっているが、異なった径であってもよい。例えば水晶素子３の下方に位置する側のビアの一端部（図９でいう１４Ｂ）の径を、水晶素子３の外側に位置するビアの一端部（図９でいう１４Ａ）の径よりも大きくすることによって、水晶素子の実温度により近い温度を検出することができる。 The region corresponding to the gap GP3 on the inner bottom surface of the upper recess EE1 is a region in which the radiant heat from each of the pair of crystal element mounting pads facing each other is offset and the temperature distribution hardly occurs. A near temperature can be detected. In the modification of the second embodiment of the present invention, the diameters of the one end portions of the two vias are substantially the same, but may be different diameters. For example, the diameter of one end (14B in FIG. 9) of the via located on the lower side of the crystal element 3 is larger than the diameter of one end of the via (14A in FIG. 9) located outside the crystal element 3. By doing so, a temperature closer to the actual temperature of the crystal element can be detected.

−第３の実施形態−
次に本発明の第３の実施形態を図１０乃至１１を用いて説明する。第３の実施形態では図１０に示すようにサーミスタ搭載用パッドと電気的に接続されたビアの本数は２本となっている。前記２本のビアの一端部２６、２７のうち、一端部２６が露出する位置は、上凹部ＥＥ１の内底面の隙間ＧＰ４に対応する領域となっている（本発明の第２の実施形態と同様の領域）。一方、一端部２７が露出する位置は、水晶素子３の他短辺側（他短辺部１６１２）の外側の領域となっている。そして一端部２７は導電性材料からなる枕部Ｐ２と接続部２８を介して電気的に接続されている。 -Third embodiment-
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the third embodiment, as shown in FIG. 10, the number of vias electrically connected to the thermistor mounting pad is two. Of the one end portions 26 and 27 of the two vias, the position where the one end portion 26 is exposed is a region corresponding to the gap GP4 on the inner bottom surface of the upper recess EE1 (with the second embodiment of the present invention). Similar areas). On the other hand, the position where the one end portion 27 is exposed is a region outside the other short side (other short side portion 1612) of the crystal element 3. The one end portion 27 is electrically connected to the pillow portion P2 made of a conductive material via the connection portion 28.

ビアの一端部２６，２７と外部接続端子との電気的接続は図１１に示すようになっている。すなわちビアの一端部２６は、内部配線２５３を経由してサーミスタ搭載用パッド２４ｂと接続されており、導出電極２５ｂと内部配線２５２とキャスタレーション２３ａを経由してサーミスタ用端子５０ａと電気的に接続されている。 The electrical connection between the one end portions 26 and 27 of the vias and the external connection terminals is as shown in FIG. That is, one end portion 26 of the via is connected to the thermistor mounting pad 24b via the internal wiring 253, and is electrically connected to the thermistor terminal 50a via the lead-out electrode 25b, the internal wiring 252 and the castellation 23a. Has been.

一方、ビアの一端部２７は、内部配線２５４を経由してサーミスタ搭載用パッド２４ｂと接続されており、サーミスタ搭載用パッド２４ｂからは導出電極２５ｂと内部配線２５２とキャスタレーション２３ａを経由してサーミスタ用端子５０ａと電気的に接続されている。つまり、ビアの一端部２６，２７とは共通接続されている。 On the other hand, one end portion 27 of the via is connected to the thermistor mounting pad 24b via the internal wiring 254, and the thermistor mounting pad 24b is connected to the thermistor via the lead-out electrode 25b, the internal wiring 252 and the castellation 23a. The terminal 50a is electrically connected. That is, the via ends 26 and 27 are connected in common.

上記構成によれば、上凹部ＥＥ１の内底面の一対の水晶素子搭載パッド４０，４０の近傍に露出したビアの一端部２６に加え、上凹部ＥＥ１の内底面の他方の短辺側であって、水晶素子１６の励振電極１６０ａ（１６０ｂ）と平面視で重ならない位置に、サーミスタ搭載用パッド２４ｂと電気的に接続された導電性の枕部Ｐ２が存在している。このような構成によって、より多くの熱容量を確保できるため、水晶の実温度に近い温度を検出することができる。また、水晶素子１６が外力を受けて枕部Ｐ２と接触した場合であっても枕部Ｐ２と電気的に接続されたビアを介して水晶素子の実温度により近い温度を検出することができる。 According to the above configuration, in addition to the one end portion 26 of the via exposed in the vicinity of the pair of crystal element mounting pads 40, 40 on the inner bottom surface of the upper recess EE1, the other short side of the inner bottom surface of the upper recess EE1 The conductive pillow portion P2 electrically connected to the thermistor mounting pad 24b exists at a position not overlapping the excitation electrode 160a (160b) of the crystal element 16 in plan view. With such a configuration, a larger heat capacity can be secured, so that a temperature close to the actual temperature of the crystal can be detected. Further, even when the crystal element 16 receives an external force and comes into contact with the pillow part P2, a temperature closer to the actual temperature of the crystal element can be detected through a via electrically connected to the pillow part P2.

上述した本発明の第２乃至３実施形態では、温度検出機能を有する電子部品素子としてサーミスタを使用しているが、サーミスタ以外の感温素子を使用してもよい。例えばサーミスタの代わりにダイオードやトランジスタを用いてもよい。また本発明の実施形態において、複数のビアの直径は略同一となっているが、異なる直径のビアが混在していてもよい。 In the second to third embodiments of the present invention described above, the thermistor is used as the electronic component element having a temperature detection function. However, a temperature sensitive element other than the thermistor may be used. For example, a diode or a transistor may be used instead of the thermistor. In the embodiment of the present invention, the diameters of the plurality of vias are substantially the same, but vias having different diameters may be mixed.

本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上述の実施の形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。 The present invention can be implemented in various other forms without departing from the spirit or main features thereof. Therefore, the above-described embodiment is merely an example in all respects and should not be interpreted in a limited manner. The scope of the present invention is indicated by the claims, and is not restricted by the text of the specification. Further, all modifications and changes belonging to the equivalent scope of the claims are within the scope of the present invention.

圧電振動デバイスの量産に適用できる。 It can be applied to mass production of piezoelectric vibration devices.

１水晶発振器
１００水晶振動子
２、１５ベース
３、１６水晶素子
３０、１６０励振電極
４、１７電子部品素子
５、１８蓋
７、４０水晶素子搭載用パッド
１０、１１、１２、１３、１４Ａ、１４Ｂ、２６、２７ビアの一端部
２４ａ、２４ｂサーミスタ搭載用パッド DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Crystal oscillator 100 Crystal resonator 2,15 Base 3,16 Crystal element 30,160 Excitation electrode 4,17 Electronic component element 5,18 Lid 7,40 Crystal element mounting pad 10,11,12,13,14A, 14B , 26, 27 One end of the via 24a, 24b Thermistor mounting pad

Claims

基板部と、当該基板部の上面から上方に伸びる上枠部と、前記基板部の下面から下方に伸びる下枠部とを備えた容器体の、
前記上枠部と前記基板部の上面とで形成される上凹部に、表裏主面に励振電極が形成された圧電素子を収容し、
前記下枠部と前記基板部の下面とで形成される下凹部に、少なくとも温度検出機能を有する電子部品素子を収容し、
蓋で上凹部を気密封止した圧電デバイスであって、
前記上凹部は平面視略矩形であり、当該上凹部の内底面の一方の短辺側には、圧電素子が搭載される一対の圧電素子搭載用パッドが設けられ、
前記下凹部の内底面には、前記電子部品素子が搭載される電子部品素子搭載用パッドが設けられてなり、
上凹部の内底面には、前記電子部品素子搭載用パッドと電気的に接続されたビアの一端部が露出し、
少なくとも１つの前記ビアの一端部が、上凹部の内底面の前記励振電極と平面視で重ならない位置で、かつ前記一対の圧電素子搭載用パッドの近傍に露出していることを特徴とする圧電デバイス。 A container body comprising a substrate portion, an upper frame portion extending upward from the upper surface of the substrate portion, and a lower frame portion extending downward from the lower surface of the substrate portion,
In the upper concave portion formed by the upper frame portion and the upper surface of the substrate portion, a piezoelectric element having excitation electrodes formed on the front and back main surfaces is accommodated,
An electronic component element having at least a temperature detection function is accommodated in a lower recess formed by the lower frame portion and the lower surface of the substrate portion,
A piezoelectric device in which the upper recess is hermetically sealed with a lid,
The upper recess is substantially rectangular in plan view, and a pair of piezoelectric element mounting pads on which a piezoelectric element is mounted is provided on one short side of the inner bottom surface of the upper recess,
On the inner bottom surface of the lower recess, an electronic component element mounting pad on which the electronic component element is mounted is provided,
One end of a via electrically connected to the electronic component element mounting pad is exposed on the inner bottom surface of the upper recess,
One end of at least one of the vias is exposed at a position where it does not overlap with the excitation electrode on the inner bottom surface of the upper recess in plan view and in the vicinity of the pair of piezoelectric element mounting pads. device.

前記一対の圧電素子搭載用パッドが、前記上凹部の内底面の一短辺側に、互いに対向するように所定の隙間を隔てて前記一短辺に沿って形成され、
前記ビアの一端部が露出する位置が、上凹部の内底面の前記隙間に対応する領域であることを特徴とする請求項１に記載の圧電デバイス。 The pair of piezoelectric element mounting pads is formed on the short side of the inner bottom surface of the upper recess along the short side with a predetermined gap so as to face each other.
2. The piezoelectric device according to claim 1, wherein the position where the one end of the via is exposed is a region corresponding to the gap on the inner bottom surface of the upper recess.

少なくとも１つの前記ビアの一端部が、圧電素子の下方であって、前記上凹部の内底面の前記励振電極と平面視で重ならない位置に露出していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の圧電デバイス。 The one end of at least one of the vias is exposed at a position below the piezoelectric element and not overlapping with the excitation electrode on the inner bottom surface of the upper recess in plan view. Item 3. The piezoelectric device according to Item 2.

前記電子部品素子がサーミスタ、ダイオード、トランジスタのいずれか１つの温度検出素子であり、前記電子部品素子搭載用パッドは一対で形成され、
前記容器体の外底面である下枠部の底面領域の４隅には、一対の圧電素子用端子と一対の電子部品素子用端子とからなる計４つの外部接続端子が形成されてなり、
前記一対の圧電素子搭載用パッドは、圧電素子と接続される前記一対の圧電素子用端子とのみ電気的に接続され、
一対の電子部品素子搭載用パッドのうち一方は、金属製の前記蓋と一対の電子部品素子用端子の一方とに電気的に接続され、
一対の電子部品素子搭載用パッドのうち他方は、一対の電子部品素子用端子の他方と前記ビアとに電気的に接続されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の圧電デバイス。 The electronic component element is a temperature detection element of any one of a thermistor, a diode, and a transistor, and the electronic component element mounting pads are formed in a pair,
A total of four external connection terminals comprising a pair of piezoelectric element terminals and a pair of electronic component element terminals are formed at the four corners of the bottom surface region of the lower frame portion, which is the outer bottom surface of the container body,
The pair of piezoelectric element mounting pads are electrically connected only to the pair of piezoelectric element terminals connected to the piezoelectric element,
One of the pair of electronic component element mounting pads is electrically connected to the metal lid and one of the pair of electronic component element terminals,
The other of the pair of electronic component element mounting pads is electrically connected to the other of the pair of electronic component element terminals and the via. The piezoelectric device described.