JP6127889B2 - 圧電デバイス - Google Patents

Description

本発明は表面実装型の圧電デバイスに関する。

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。

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。

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。

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。

特開２０１２−１０９８８６号 特開２０１０−１３５９９５号 特開２０１０−１８７２６３号

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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）。

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。

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。

−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。

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。

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。

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。

−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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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（Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｔｈｅｒｍｉｓｔｏｒ）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。

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。

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。

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。

−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。

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。

−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。

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。

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。

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。

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。

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。

圧電振動デバイスの量産に適用できる。

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

Claims (4)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。

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