JP6498899B2 - 水晶振動子 - Google Patents

Description

本発明は、電子機器等に用いられる水晶振動子に関するものである。

水晶振動子は、水晶素子の圧電効果を利用して、特定の周波数を発生させるものである。例えば、基板と、第一凹部を設けるために基板の上面に設けられた第一枠体と、第二凹部を設けるために基板の下面に設けられた第二枠体とを有しているパッケージと、基板の上面に設けられた電極パッドに実装された水晶素子と、基板の下面に設けられた接続パッドに実装された感温素子と、を備えた水晶振動子が提案されている（例えば、下記特許文献１参照）。

特開２０１１−２１１３４０号公報

上述した水晶振動子は、小型化が進んでおり、基板に設けられた接続パッドの面積も小さくなってしまう。このように小型化された水晶振動子は、接続パッドに設けられる導電性接合材の量が削減され、接続パッドと感温素子との接合強度が低下しており、落下試験を行うことで、感温素子が接続パッドから剥がれてしまう虞があった。

本発明は前記課題に鑑みてなされたものであり、感温素子が接続パッドから剥がれてしまうことを低減させることが可能な水晶振動子を提供することを課題とする。

本発明の一つの態様による水晶振動子は、矩形状の基板と、基板の下面に設けられた実装枠体と、基板の下面の外周縁に沿って設けられた接合端子と、実装枠体の上面の外周縁に沿って設けられた接合パッドと、基板の上面に設けられた一対の電極パッドと、実装枠体内で基板の下面に設けられた一対の接続パッドと、電極パッドに実装された水晶素子と、接続パッドに実装された感温素子と、基板と実装枠体との間に設けられた間隙部と、水晶素子を気密封止するための蓋体と、感温素子を被覆し、間隙部に設けられた第一絶縁性樹脂と、実装枠体の上面から基板の側面にかけて設けられた第二絶縁性樹脂と、を備え、第一絶縁性樹脂と第二絶縁性樹脂とが間隙部にて接合され、第二絶縁性樹脂が、蓋体と接合されるようにして設けられている。

本発明の一つの態様による水晶振動子は、矩形状の基板と、基板の下面に設けられた実装枠体と、基板の下面の外周縁に沿って設けられた接合端子と、実装枠体の上面の外周縁に沿って設けられた接合パッドと、基板の上面に設けられた一対の電極パッドと、実装枠体内で基板の下面に設けられた一対の接続パッドと、電極パッドに実装された水晶素子と、接続パッドに実装された感温素子と、基板と実装枠体との間に設けられた間隙部と、水晶素子を気密封止するための蓋体と、感温素子を被覆し、間隙部に設けられた第一絶縁性樹脂と、実装枠体の上面から基板の側面にかけて設けられた第二絶縁性樹脂と、を備え、第一絶縁性樹脂と第二絶縁性樹脂とが間隙部にて接合され、第二絶縁性樹脂が、蓋体と接合されるようにして設けられている。このようにすることにより、第二絶縁性樹脂が実装枠体の上面から基板の側面にかけて設けられているので、落下試験により加わった応力を吸収することができると共に、仮に第二絶縁性樹脂により吸収できなかった応力が感温素子に加わったとしても、第一絶縁性樹脂が感温素子を覆うように設けられているため、第一感温素子が接続パッドから外れることを抑えつつ、感温素子と接続パッドの接合強度を向上させることが可能となる。

本実施形態に係る水晶振動子を示す分解斜視図である。 （ａ）図１のＡ−Ａ断面図であり、（ｂ）図１のＢ−Ｂ断面図である。 図１のＣ−Ｃ断面図である。 （ａ）は、本実施形態に係る水晶振動子を構成するパッケージを上面からみた透視平面図であり、（ｂ）は、本実施形態に係る水晶振動子を構成するパッケージの基板を上面からみた透視平面図である。 （ａ）は、本実施形態に係る水晶振動子を構成するパッケージの基板を下面からみた透視平面図であり、（ｂ）は、本実施形態に係る水晶振動子を構成するパッケージを下面からみた透視平面図である。 （ａ）は、本実施形態に係る水晶振動子を構成する実装枠体を上面からみた透視平面図であり、（ｂ）は、本実施形態に係る水晶振動子を構成する実装枠体を下面からみた透視平面図である。 （ａ）は、本実施形態の第一変形例に係る水晶振動子を構成するパッケージを上面からみた透視平面図であり、（ｂ）は、本実施形態の第一変形例に係る水晶振動子を構成するパッケージの基板を上面からみた透視平面図である。 （ａ）は、本実施形態の第一変形例に係る水晶振動子を構成するパッケージの基板を下面からみた透視平面図であり、（ｂ）は、本実施形態の第一変形例に係る水晶振動子を構成するパッケージを下面からみた透視平面図である。 （ａ）は、本実施形態の第二変形例に係る水晶振動子を構成するパッケージを上面からみた透視平面図であり、（ｂ）は、本実施形態の第二変形例に係る水晶振動子を構成するパッケージの基板を上面からみた透視平面図である。 （ａ）は、本実施形態の第二変形例に係る水晶振動子を構成するパッケージの基板を下面からみた透視平面図であり、（ｂ）は、本実施形態の第二変形例に係る水晶振動子を構成するパッケージを下面からみた透視平面図である。

本実施形態における水晶振動子は、図１〜図５に示されているように、パッケージ１１０と、パッケージ１１０の上面に接合された水晶素子１２０と、パッケージ１１０の下面に接合された感温素子１５０とを含んでいる。パッケージ１１０は、基板１１０ａの上面と枠体１１０ｂの内側面によって囲まれた凹部Ｋ１が形成されている。また、基板１１０ａの下面と実装枠体１６０の内側面によって囲まれた第二凹部Ｋ２が形成されている。このような水晶振動子は、電子機器等で使用する基準信号を出力するのに用いられる。

基板１１０ａは、矩形状であり、上面に実装された水晶素子１２０及び下面に実装された感温素子１５０を実装するための実装部材として機能するものである。基板１１０ａは、上面に、水晶素子１２０を実装するための電極パッド１１１が設けられており、下面に、感温素子１５０を実装するための接続パッド１１５が設けられている。また、基板１１０ａの一辺に沿って、水晶素子１２０を接合するための第一電極パッド１１１ａ及び第二電極パッド１１１ｂが設けられている。また、基板１１０ａの下面の四隅には、接合端子１１２が設けられている。また、四つの接合端子１１２の内の二つが、水晶素子１２０と電気的に接続されており、四つの接合端子１１２の内の残りの二つが、感温素子１５０と電気的に接続されている。また、水晶素子１２０と電気的に接続されている第一接合端子１１２ａ及び第三接合端子１１２ｃは、図５に示されているように、基板１１０ａの下面の対角に位置するように設けられている。また、感温素子１５０と電気的に接続されている第二接合端子１１２ｂ及び第四接合端子１１２ｄは、水晶素子１２０と接続されている第一接合端子１１２ａ及び第三接合端子１１２ｃが設けられている対角とは異なる基板１１０ａの対角に位置するように設けられている。

基板１１０ａは、例えばアルミナセラミックス又はガラス−セラミックス等のセラミック材料である絶縁層からなる。基板１１０ａは、絶縁層を一層用いたものであっても、絶縁層を複数層積層したものであってもよい。基板１１０ａの表面及び内部には、上面に設けられた電極パッド１１１と、基板１１０ａの下面に設けられた接合端子１１２とを電気的に接続するための配線パターン１１３及びビア導体１１４が設けられている。また、基板１１０ａの表面には、下面に設けられた接続パッド１１５と、基板１１０ａの下面に設けられた接合端子１１２とを電気的に接続するための接続パターン１１６が設けられている。

枠体１１０ｂは、基板１１０ａの上面の外周縁に沿って配置され、基板１１０ａの上面に第一凹部Ｋ１を形成するためのものである。枠体１１０ｂは、例えばアルミナセラミックス又はガラス−セラミックス等のセラミック材料からなり、基板１１０ａと一体的に形成されている。

電極パッド１１１は、水晶素子１２０を実装するためのものである。電極パッド１１１は、基板１１０ａの上面に一対で設けられており、基板１１０ａの一辺に沿うように隣接して設けられている。電極パッド１１１は、図４及び図５に示されているように基板１１０ａの上面に設けられた配線パターン１１３とビア導体１１４を介して、基板１１０ａの下面に設けられた接合端子１１２と電気的に接続されている。

電極パッド１１１は、図４に示すように、第一電極パッド１１１ａ及び第二電極パッド１１１ｂによって構成されている。また、接合端子１１２は、図５に示すように第一接合端子１１２ａ、第二接合端子１１２ｂ、第三接合端子１１２ｃ及び第四接合端子１１２ｄによって構成されている。ビア導体１１４は、第一ビア導体１１４ａ、第二ビア導体１１４ｂ及び第三ビア導体１１４ｃによって構成されている。また、配線パターン１１３は、第一配線パターン１１３ａ及び第二配線パターン１１３ｂによって構成されている。第一電極パッド１１１ａは、基板１１０ａに設けられた第一配線パターン１１３ａの一端と電気的に接続されている。また、第一配線パターン１１３ａの他端は、第一ビア導体１１４ａを介して、第一接合端子１１２ａと電気的に接続されている。よって、第一電極パッド１１１ａは、第一接合端子１１２ａと電気的に接続されることになる。第二電極パッド１１１ｂは、基板１１０ａに設けられた第二配線パターン１１３ｂの一端と電気的に接続されている。また、第二配線パターン１１３ｂの他端は、第三ビア導体１１４ｃを介して、第三接合端子１１２ｃと電気的に接続されている。

接合端子１１２は、実装枠体１６０の接合パッド１６１と電気的に接合するために用いられている。接合端子１１２は、基板１１０ａの下面の四隅に設けられている。接合端子１１２の内の二つの端子は、基板１１０ａの上面に設けられた一対の電極パッド１１１とそれぞれ電気的に接続されている。また、電極パッド１１１と電気的に接続されている接合端子１１２は、基板１１０ａの下面の対角に位置するように設けられている。また、第二接合端子１１２ｂは、第二ビア導体１１４ｂを介して、封止用導体パターン１１８と電気的に接続されている。また、導電性接合材１７０は、接合端子１１２と実装枠体１６０の接合パッド１６１との間に設けられている。

配線パターン１１３は、基板１１０ａの上面に設けられ、電極パッド１１１から近傍のビア導体１１４に向けて引き出されている。また、配線パターン１１３は、図４に示すように、第一配線パターン１１３ａ及び第二配線パターン１１３ｂによって構成されている。

ビア導体１１４は、基板１１０ａの内部に設けられ、その両端は、配線パターン１１３、接続パターン１１６又は、封止用導体パターン１１８と電気的に接続されている。ビア導体１１４は、基板１１０ａに設けられた貫通孔の内部に導体を充填することで設けられている。また、ビア導体１１４は、図４及び図５に示すように、第一ビア導体１１４ａ、第二ビア導体１１４ｂ及び第三ビア導体１１４ｃによって構成されている。

接続パッド１１５は、矩形状であり、後述する感温素子１５０を実装するために用いられている。また、接続パッド１１５は、図５に示すように、第一接続パッド１１５ａ及び第二接続パッド１１５ｂによって構成されている。また、導電性接合材１７０は、接続パッド１１５の下面と感温素子１５０の接続端子１５１との間にも設けられている。

ここで基板１１０ａを平面視したときの長辺の寸法が、１．２〜２．５ｍｍであり、短辺の寸法が、１．０〜２．０ｍｍである場合を例にして、接続パッド１１５の大きさを説明する。接続パッド１１５の基板１１０ａの短辺と平行な辺の長さは、０．２〜０．５ｍｍであり、基板１１０ａの長辺と平行な辺の長さは、０．２５〜０．５５ｍｍとなっている。また、第一接続パッド１１５ａと第二接続パッド１１５ｂとの間の長さは、０．１〜０．３ｍｍとなっている。

第一接続パッド１１５ａと第二接合端子１１２ｂとは、基板１１０ａの下面に設けられた第一接続パターン１１６ａにより接続されている。また、第二接続パッド１１５ｂと第四接合端子１１２ｄとは、基板１１０ａの下面に設けられた第二接続パターン１１６ｂにより接続されている。

接続パターン１１６は、基板１１０ａの下面に設けられ、接続パッド１１５から近傍の接合端子１１２に向けて引き出されている。また、接続パターン１１６は、図５に示すように、第一接続パターン１１６ａ及び第二接続パターン１１６ｂによって構成されている。第一接続パターン１１６ａの長さと第二接続パターン１１６ｂの長さは、略等しい長さとなる。ここで、略等しい長さとは、基板１１０ａの下面に設けられた第一接続パターン１１６ａの長さと基板１１０ａの下面に設けられた第二接続パターン１１６ｂの長さとの差が０〜２００μｍ異なるものを含むものとする。接続パターン１１６の長さは、各接続パターン１１６の中心を通る直線の長さを測定したものとする。つまり、第一接続パターン１１６ａの配線長と、第二接続パターン１１６ｂの配線長とが略等しい長さとなることによって、発生する抵抗値が等しくなり、感温素子１５０に付与される負荷抵抗も均一になるため、安定して電圧を出力することが可能となる。

また、第二接続パターン１１６ｂは、図４及び図５に示すように、平面視して、一対の電極パッド１１１の間を位置するようにして設けられている。また、このようにすることによって、水晶素子１２０から伝わる熱が、電極パッド１１１から直下にある基板１１０ａを介して、第二接続パターン１１６ｂから第二接続パッド１１５ｂに伝わることになる。よって、このような水晶振動子は、熱伝導経路をさらに短くすることができるので、水晶素子１２０の温度と感温素子１５０の温度とが近似することになり、感温素子１５０から出力された電圧を換算することで得られた温度と、実際の水晶素子１２０の周囲の温度との差異をさらに低減することが可能となる。

また、第二接続パターン１１６ｂの一部は、図４及び図５に示すように、平面視して、第一電極パッド１１１ａと重なるようにして設けられている。また、このようにすることによって、水晶素子１２０から伝わる熱が、第一電極パッド１１１から直下にある基板１１０ａを介して、第二接続パターン１１６ｂから第二接続パッド１１５ｂに伝わることになる。よって、このような水晶振動子は、熱伝導経路をさらに短くすると共に熱伝導経路の数をさらに増やすことにより、水晶素子１２０の温度と感温素子１５０の温度とが近似することになり、感温素子１５０から出力された電圧を換算することで得られた温度と、実際の水晶素子１２０の周囲の温度との差異をさらに低減することが可能となる。

封止用導体パターン１１８は、蓋体１３０と封止部材１３１を介して接合する際に、封止部材１３１の濡れ性をよくする役割を果たしている。封止用導体パターン１１８は、図３及び図４に示すように、第二ビア導体１１４ｂを介して、第二接合端子１１２ｂと電気的に接続されている。封止用導体パターン１１８は、例えばタングステン又はモリブデン等から成る導体パターンの表面にニッケルメッキ及び金メッキを順次、枠体１１０ｂの上面を環状に囲む形態で施すことによって、例えば１０〜２５μｍの厚みに形成されている。

ここで、基板１１０ａの作製方法について説明する。基板１１０ａがアルミナセラミックスから成る場合、まず所定のセラミック材料粉末に適当な有機溶剤等を添加・混合して得た複数のセラミックグリーンシートを準備する。また、セラミックグリーンシートの表面或いは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、従来周知のスクリーン印刷等によって所定の導体ペーストを塗布する。さらに、これらのグリーンシートを積層してプレス成形したものを、高温で焼成する。最後に、導体パターンの所定部位、具体的には、電極パッド１１１、接合端子１１２、配線パターン１１３、ビア導体１１４、接続パッド１１５、接続パターン１１６及び封止用導体パターン１１８となる部位にニッケルメッキ又、金メッキ、銀パラジウム等を施すことにより作製される。また、導体ペーストは、例えばタングステン、モリブデン、銅、銀又は銀パラジウム等の金属粉末の焼結体等から構成されている。

実装枠体１６０は、基板１１０ａの下面の外周縁に沿って接合され、基板１１０ａの下面に第二凹部Ｋ２を形成するためのものである。実装枠体１６０は、例えばガラスエポキシ樹脂等の絶縁性基板からなり、基板１１０ａの下面と導電性接合材１７０を介して接合される。実装枠体１６０の内部には、図６に示すように、上面に設けられた接合パッド１６１と、実装枠体１６０の下面に設けられた外部端子１６２とを電気的に接続するための導体部１６３が設けられている。実装枠体１６０の上面の四隅には、接合パッド１６１が設けられ、下面の四隅には、外部端子１６２が設けられている。実装枠体１６０の上面及び下面の接合パッド１６１の間及び外部端子１６２の間には、保護膜１６４が設けられている。また、四つの外部端子１６２の内の二つが、水晶素子１２０と電気的に接続されて、水晶素子１２０の入出力端子として用いられる。また、四つの外部端子１６２の内の二つが、感温素子１５０と電気的に接続されている。また、水晶素子１２０と電気的に接続されている第一外部端子１６２ａ及び第三外部端子１６２ｃは、実装枠体１６０の下面の対角に位置するように設けられている。また、感温素子１５０と電気的に接続されている第二外部端子１６２ｂ及び第四外部端子１６２ｄは、水晶素子１２０と接続されている第一外部端子１６２ａ及び第三外部端子１６２ｃが設けられている対角とは異なる実装枠体１６０の対角に位置するように設けられている。

接合パッド１６１は、基板１１０ａの接合端子１１２と導電性接合材１７０を介して電気的に接合するためのものである。接合パッド１６１は、図６（ａ）に示すように、第一接合パッド１６１ａ、第二接合パッド１６１ｂ、第三接合パッド１６１ｃ及び第四接合パッド１６１ｄによって構成されている。この内、第二接合パッド１６１ｂは、第二接合端子１１２ｂ、第一接続パターン１１６ａ及び第一接続パッド１１５ａと、導電性接合材１７０によって接合されている。また、第四接合パッド１６１ｄは、第四接合端子１１２ｄ、第二接続パターン１１６ｂ及び第二接続パッド１１５ｂと、導電性接合材１７０によって接合されている。

外部端子１６２は、電子機器等の実装基板に実装するためのものである。外部端子１６２は、実装枠体１６０の下面の四隅に設けられている。外部端子１６２の内の二つの端子は、基板１１０ａの上面に設けられた一対の電極パッド１１１とそれぞれ電気的に接続されている。外部端子１６２の内の残りの二つの端子は、基板１１０ａの下面に設けられた一対の接続パッド１１５と電気的に接続されている。また、第二外部端子１６２ｂは、電子機器等の実装基板上の基準電位であるグランド電位と接続されている実装パッドと接続されている。これにより、封止用導体パターン１１８に接合された蓋体１３０がグランド電位となっている第二外部端子１６２ｂに接続される。よって、蓋体１３０による第一凹部Ｋ１内のシールド性が向上する。

また、外部端子１６２は、図６（ｂ）に示すように、第一外部端子１６２ａ、第二外部端子１６２ｂ、第三外部端子１６２ｃ及び第四外部端子１６２ｄによって構成されている。導体部１６３は、第一導体部１６３ａ、第二導体部１６３ｂ、第三導体部１６３ｃ及び第四導体部１６３ｄによって構成されている。第一接合パッド１６１ａは、第一導体部１６３ａを介して、第一外部端子１６２ａと電気的に接続され、第二接合パッド１６１ｂは、第二導体部１６３ｂを介して、第二外部端子１６２ｂと電気的に接続されている。第三接合パッド１６１ｃは、第三導体部１６３ｃを介して、第三外部端子１６２ｃと電気的に接続され、第四接合パッド１６１ｄは、第四導体部１６３ｄを介して、第四外部端子１６２ｄと電気的に接続されている。

導体部１６３は、基板１１０ａの上面の接合パッド１６１と、下面の外部端子１６２を電気的に接続するためのものである。導体部１６３は、実装枠体１６０の四隅に貫通孔を設け、貫通孔の内壁面に導電部材を形成し、その上面を接合パッド１６１で塞ぎ、その下面を外部端子１６２で塞ぐことにより形成されている。

保護膜１６４は、図６に示されているように、実装枠体１６０の上面又は下面に設けられている。保護膜１６４は、顔料等を含んだ熱硬化性樹脂（例えばエポキシ樹脂）からなる。保護膜１６４は、例えば、複数の接合パッド１６１又は外部端子１６２を露出させつつ、実装枠体１６０の上面又は下面を覆うようにして設けられている。保護膜１６４は、例えば、接合パッド１６１及び外部端子１６２よりも厚く形成されている。例えば、接合パッド１６１及び外部端子１６２の厚さが１５μｍ以上４０μｍ以下であるのに対して、保護膜１６４の厚さは、これよりも１０μｍ以上厚く、２５μｍ以上１００μｍ以下である。保護膜１６４は、図５（ｂ）及び図６に示すように、接合パッド１６１又は外部端子１６２を配置領域以外にも、保護膜１６４の非配置領域が設けられている。非配置領域は、第一非配置領域Ｒ１、第二非配置領域Ｒ２、第三非配置領域Ｒ３及び第四非配置領域Ｒ４を有している。第一非配置領域Ｒ１は、例えば、第二凹部Ｋ２の内周面全体とされている。

第二非配置領域Ｒ２は、図６に示されているように、第二凹部Ｋ２の開口部と、接合パッド１６１及び外部端子１６２を結ぶ位置に設けられている。第二非配置領域Ｒ２は、後述する第三非配置領域Ｒ３と第四非配置領域Ｒ４との交差している箇所に設けられている。また、第二非配置領域Ｒ２は、第三非配置領域Ｒ３及び第四非配置領域Ｒ４を含有するように設けられている。

第三非配置領域Ｒ３は、図６に示されているように、接合パッド１６１及び外部端子１６２に隣接し、接合パッド１６１を基板１１０の外周縁と共に囲むようにして設けられている。第三非配置領域Ｒ３は、例えば、概略一定の幅で接合パッド１６１の縁部に沿って延出され、溝状となるように形成されている。なお、ここでいう「囲む」は、例えば、第三非配置領域Ｒ３が接合パッド１６１の縁部の半分以上に亘っていればよいものとする。

第四非配置領域Ｒ４は、第二凹部Ｋ２の開口部に隣接し、その開口部を囲むようにして設けられている。第四非配置領域Ｒ４は、例えば、概略一定の幅で第二凹部Ｋ２の開口部の縁部に沿って延出され、溝状となるように形成されている。なお、ここでいう「囲む」は、例えば、一又は複数の第四非配置領域Ｒ４が第二凹部Ｋ２の開口部の縁部の半分以上に亘っているか、第二凹部Ｋ２の開口部の縁部を１２０°以下の中心角で３等分以上に分割した各区間の少なくとも一部に第四非配置領域Ｒ４が位置していればよいものとする。

第二非配置領域Ｒ２、第三非配置領域Ｒ３及び第四非配置領域Ｒ４の幅は適宜に設定されてよい。例えば、これらの幅は、３０μｍ以上２００μｍ以下である。これらの幅は、保護膜１６４の厚みよりも小さくてもよいし、大きくても構わない。

第二凹部Ｋ２の開口部の形状は、平面視して、矩形状となっている。ここで基板１１０ａを平面視したときの長辺の寸法が、１．２〜２．５ｍｍであり、短辺の寸法が、１．０〜２．０ｍｍである場合を例にして、第二凹部Ｋ２の開口部の大きさを説明する。第二凹部Ｋ２の長辺の長さは、０．６〜１．２ｍｍであり、短辺の長さは、０．３〜１．０ｍｍとなっている。

実装枠体１６０の基板１１０ａへの接合方法について説明する。まず、導電性接合材１７０は、例えばディスペンサ及びスクリーン印刷によって第一接合パッド１６１ａ、第二接合パッド１６１ｂ、第三接合パッド１６１ｃ及び第四接合パッド１６１ｄ上に塗布される。基板１１０ａは、基板１１０ａの接合端子１１２が実装枠体１６０の接合パッド１６１上に塗布された導電性接合材１７０上に位置するようにして搬送され、導電性接合材１７０上に載置される。これによって、導電性接合材１７０を加熱溶融させることによって、基板１１０ａの接合端子１１２は、接合パッド１６１に接合される。つまり、基板１１０ａの第一接合端子１１２ａは、第一接合パッド１６１ａと接合され、基板１１０ａの第二接合端子１１２ｂは、第二接合パッド１６１ｂと接合される。また、基板１１０ａの第三接合端子１１２ｃは、第三接合パッド１６１ｃと接合され、基板１１０ａの第四接合端子１１２ｄは、第四接合パッド１６１ｄと接合されることになる。

また、基板１１０ａの接合端子１１２と実装枠体１６０の接合パッド１６１とを導電性接合材１７０を介して接合されることで、図２（ｂ）に示すように、基板１１０ａと実装枠体１６０との間に導電性接合材１７０の厚みと、接合端子１１２と接合パッド１６１の厚みとを足した分の間隙部Ｈが設けられ、その間隙部Ｈに感温素子１５０を被覆する第一絶縁性樹脂１８０が設けられている。また、実装枠体１６０の上面及び基板１１０の側面には、第二絶縁性樹脂１９０が設けられている。また、第二絶縁性樹脂１９０は、図３に示すように、第一絶縁性樹脂１８０と接合されている。これにより、仮に、本実施形態の水晶振動子が電子機器等の実装基板に実装されている場合に、この実装基板に実装されている他のパワーアンプ等の電子部品が発熱し、その熱が実装基板を介して第二凹部Ｋ２内に伝わったとしても、その熱が第二凹部Ｋ２内の第一絶縁性樹脂１８０から間隙部Ｈに設けられた第一絶縁性樹脂１８０まで伝わることになる。次に、熱は、間隙部Ｈに設けられた第一絶縁性樹脂１８０と接合されている第二絶縁性樹脂１９０に伝わることになる。最後に、第二絶縁性樹脂１９０が外部に露出しているため、熱が大気中に放出される。このようにすることで、第二凹部Ｋ２内に実装された感温素子１５０に対して熱の影響を緩和することができる。よって、このような水晶振動子は、感温素子１５０から出力された電圧を換算することで得られた温度と、実際の水晶素子１２０の周囲の温度との差異を低減することができる。

また、このような間隙部Ｈに第一絶縁性樹脂１８０が設けられているので、感温素子１５０が第一絶縁性樹脂１８０により、確実に固定されることになるので、感温素子１５０が基板１１０ａから剥がれることを低減することができる。

また、第二絶縁性樹脂１９０は、蓋体１３０の側面に被着するようにして設けられていても構わない。このようにすることで、第二絶縁性樹脂１９０に伝わった熱は、蓋体１３０にも伝わり、蓋体１３０及び第二絶縁性樹脂１９０の両方から放出されることになるので、第二凹部Ｋ２内に実装された感温素子１５０に対して熱の影響をさらに緩和することができる。

ここで、実装枠体１６０の作製方法について説明する。実装枠体１６０がガラスエポキシ樹脂である場合は、ガラス繊維から成る基材にエポキシ樹脂の前駆体を含浸させ、このエポキシ樹脂前駆体を所定の温度で熱硬化させることによって製作される。また、導体パターンの所定部位、具体的には、接合パッド１６１及び外部端子１６２は、例えば、ガラスエポキシ樹脂から成る樹脂シート上に、所定の形状に加工した銅箔を転写し、銅箔が転写された樹脂シートを積層して接着剤で接着することによって形成する。また、導体部１６３は、導体ペーストの印刷又はめっき法によって樹脂シートに形成した貫通孔の内面に金属を被着形成するか、貫通孔内に金属を充填して形成する。このような導体部１６３は、例えば金属箔又は金属柱を樹脂成形によって一体化させたり、スパッタリング法，蒸着法等を用いて被着させたりすることで形成される。また、保護膜１６４は、顔料等を含んだ熱硬化性樹脂（例えばエポキシ樹脂）を、例えば、複数の接合パッド１６１又は外部端子１６２を露出させつつ、実装枠体１６０の上面又は下面を覆うようにして設けられている。

水晶素子１２０は、図１及び図２に示されているように、導電性接着剤１４０を介して電極パッド１１１上に接合されている。水晶素子１２０は、安定した機械振動と圧電効果により、電子装置等の基準信号を発振する役割を果たしている。

また、水晶素子１２０は、図１及び図２に示されているように、水晶素板１２１の上面及び下面のそれぞれに励振用電極１２２及び引き出し電極１２３を被着させた構造を有している。励振用電極１２２は、水晶素板１２１の上面及び下面のそれぞれに金属を所定のパターンで被着・形成したものである。励振用電極１２２は、上面に第一励振用電極１２２ａと、下面に第二励振用電極１２２ｂを備えている。引き出し電極１２３は、励振用電極１２２から水晶素板１２１の一辺に向かってそれぞれ延出されている。引き出し電極１２３は、上面に第一引き出し電極１２３ａと、下面に第二引き出し電極１２３ｂとを備えている。第一引き出し電極１２３ａは、第一励振用電極１２２ａから引き出されており、水晶素板１２１の一辺に向かって延出するように設けられている。第二引き出し電極１２３ｂは、第二励振用電極１２２ｂから引き出されており、水晶素板１２１の一辺に向かって延出するように設けられている。つまり、引き出し電極１２３は、水晶素板１２１の長辺又は短辺に沿った形状で設けられている。また、本実施形態においては、第一電極パッド１１１ａ及び第二電極パッド１１１ｂと接続されている水晶素子１２０の一端を基板１１０ａの上面と接続した固定端とし、他端を基板１１０ａの上面と間を空けた自由端とした片持ち支持構造にて水晶素子１２０が基板１１０ａ上に固定されている。

ここで、水晶素子１２０の動作について説明する。水晶素子１２０は、外部からの交番電圧が引き出し電極１２３から励振用電極１２２を介して水晶素板１２１に印加されると、水晶素板１２１が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。

ここで、水晶素子１２０の作製方法について説明する。まず、水晶素子１２０は、人工水晶体から所定のカットアングルで切断し、水晶素板１２１の外周の厚みを薄くし、水晶素板１２１の外周部と比べて水晶素板１２１の中央部が厚くなるように設けるベベル加工を行う。そして、水晶素子１２０は、水晶素板１２１の両主面にフォトリソグラフィー技術、蒸着技術又はスパッタリング技術によって、金属膜を被着させることにより、励振用電極１２２、引き出し電極１２３を形成することにより作製される。

水晶素子１２０の基板１１０ａへの接合方法について説明する。まず、導電性接着剤１４０は、例えばディスペンサによって第一電極パッド１１１ａ及び第二電極パッド１１１ｂ上に塗布される。水晶素子１２０は、導電性接着剤１４０上に搬送され、導電性接着剤１４０上に載置される。そして導電性接着剤１４０は、加熱硬化させることによって、硬化収縮される。水晶素子１２０は、電極パッド１１１に接合される。つまり、水晶素子１２０の第一引き出し電極１２３ａは、第二電極パッド１１１ｂと接合され、第二引き出し電極１２３ｂは、第一電極パッド１１１ａと接合される。これによって、第一外部端子１１２ａと第三外部端子１１２ｃが水晶素子１２０と電気的に接続されることになる。

導電性接着剤１４０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、モリブデン、タングステン、白金、パラジウム、銀、チタン、ニッケル又はニッケル鉄のうちのいずれか、或いはこれらの組み合わせを含むものが用いられている。また、バインダーとしては、例えばシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂又はビスマレイミド樹脂が用いられる。

感温素子１５０は、サーミスタ、白金測温抵抗体又はダイオード等が用いられている。サーミスタ素子の場合、感温素子１５０には、直方体形状であり、両端に接続端子１５１が設けられている。感温素子１５０は、温度変化によって電気抵抗が顕著な変化を示すものであり、この抵抗値の変化から電圧が変化するため、抵抗値と電圧との関係及び電圧と温度との関係により、出力された電圧から温度情報を得ることができる。感温素子１５０は、後述する接続端子１５１間の電圧が、第二外部端子１１２ｂ及び第四外部端子１１２ｄを介して水晶振動子の外へ出力されることにより、例えば、電子機器等のメインＩＣ（図示せず）で出力された電圧を温度に換算することで温度情報を得ることができる。このような感温素子１５０を水晶振動子の近くに配置して、これによって得られた水晶振動子の温度情報に応じて、メインＩＣにより水晶振動子を駆動する電圧を制御し、いわゆる温度補償をすることができる。

また、白金測温抵抗体が用いられている場合、感温素子１５０は、直方体形状のセラミック板上の中央に白金を蒸着し、白金電極が設けられている。また、セラミック板の両端には接続端子１５１が設けられている。白金電極と接続端子とは、セラミック板上面に設けられた引き出し電極により接続されている。白金電極の上面を被覆するようにして絶縁性樹脂が設けられている。

また、ダイオードが用いられている場合、感温素子１５０は、半導体素子を半導体素子用基板の上面に実装し、その半導体素子及び半導体素子用基板の上面を絶縁性樹脂で被覆された構造である。半導体素子用基板の下面から側面には、アノード端子及びカソード端子となる接続端子１５１が設けられている。感温素子１５０は、アノード端子からカソード端子へは電流を流すが、カソード端子からアノード端子へはほとんど電流を流さない順方向特性を有している。感温素子の順方向特性は、温度によって大きく変化する。感温素子に一定電流を流しておいて順方向電圧を測定することによって、電圧情報を得ることができる。その電圧情報から換算することで水晶素子の温度情報を得ることができる。ダイオードは、電圧と温度との関係が直線を示している。接続端子１５１のカソード端子及びアノード端子間の電圧が、第二外部端子１１２ｂ及び第四外部端子１１２ｄを介して水晶振動子の外へ出力される。

感温素子１５０は、図２に示すように、基板１１０ａの下面に設けられた接続パッド１１５に半田等の導電性接合材１７０を介して実装されている。また、感温素子１５０の第一接続端子１５１ａは、第一接続パッド１１５ａに接続され、第二接続端子１５１ｂは、第二接続パッド１１５ｂに接続されている。第一接続パッド１１５ａは、基板１１０ａの下面に設けられた第一接続パターン１１６ａを介して第二外部端子１１２ｂと接続されている。また、第二外部端子１１２ｂは、電子機器等の実装基板上の基準電位であるグランドと接続されている実装パッドと接続されることにより、グランド端子の役割を果たす。よって、感温素子１５０の第一接続端子１５１ａは、基準電位であるグランドに接続されることになる。

また、感温素子１５０は、平面視して、水晶素子１２０に設けられる励振用電極１２２の平面内に位置させていることにより、励振用電極１２２の金属膜によるシールド効果によって感温素子１５０を、電子機器を構成するパワーアンプ等の他の半導体部品や電子部品からのノイズから保護する。よって、励振用電極１２２のシールド効果により、感温素子１５０にノイズが重畳することを低減し、感温素子１５０の正確な電圧を出力することができる。また、感温素子１５０から正確な電圧値を出力することができるので、感温素子１５０から出力された電圧を換算することで得られた温度情報と、実際の水晶素子１２０の周囲の温度情報との差異をさらに低減することが可能となる。

感温素子１５０の基板１１０ａへの接合方法について説明する。まず、導電性接合材１７０は、例えばディスペンサによって接続パッド１１５に塗布される。感温素子１５０は、導電性接合材１７０上に載置される。そして導電性接合材１７０は、加熱させることによって溶融接合される。よって、感温素子１５０は、一対の接続パッド１１５に接合される。

また、感温素子１５０がサーミスタ素子の場合には、図１及び図２に示すように、直方体形状の両端にそれぞれ一つずつ接続端子１５１が設けられている。第一接続端子１５１ａは、感温素子１５０の右側面及び上下面に設けられている。第二接続端子１５１ｂは、感温素子１５０の左側面と上下面に設けられている。感温素子１５０の長辺の長さは、０．４〜０．６ｍｍであり、短辺の長さは、０．２〜０．３ｍｍとなっている。感温素子１５０の厚み方向の長さは、０．１〜０．３ｍｍとなっている。

導電性接合材１７０は、例えば、銀ペースト又は鉛フリー半田により構成されている。また、導電性接合材には、塗布し易い粘度に調整するための添加した溶剤が含有されている。鉛フリー半田の成分比率は、錫が９５〜９７．５％、銀が２〜４％、銅が０．５〜１．０％のものが使用されている。

第一絶縁性樹脂１８０は、電子機器等の実装基板上に実装する際に用いる半田等が、感温素子１５０に被着することを抑えつつ、感温素子１５０の接続端子１５１と実装枠体１１０ｃの外部端子１１２との間で短絡することを低減するためのものである。第一絶縁性樹脂１８０は、感温素子１５０を被覆すると共に、感温素子１５０と基板１１０ａとの間及び実装枠体１６０と基板１１０ａとの間の間隙部Ｈに設けられている。

次に、第一絶縁性樹脂１８０の塗布方法は、未硬化状態の第一絶縁性樹脂１８０が第二凹部Ｋ２の開口部を介して、感温素子１５０と基板１１０ａとの間及び実装枠体１６０と基板との間に充填される。充填は、例えば、ディスペンサによって行われる。この際、未硬化状態の第一絶縁性樹脂１８０は、実装枠体１６０に対する濡れ性が保護膜１６４に対する濡れ性よりも高い。又は、保護膜１６４の非配置領域において、実装枠体１８０の上面及び下面と保護膜１６４の側面とがなす角部、若しくは、実装枠体１６０の上面及び下面と、保護膜１６４の側面とが構成する溝においては、保護膜１６４を引き込む毛管現象が生じる。その結果、第一絶縁性樹脂１８０は、保護膜１６４上よりも第二非配置領域Ｒ２、第三非配置領域Ｒ３及び第四非配置領域Ｒ４上に優先的に広がる。その後、常温の雰囲気によって、又は、リフロー炉等による加熱によって、第一絶縁性樹脂１８０は硬化される。

また、第一絶縁性樹脂１８０は、第二凹部Ｋ２から第二非配置領域Ｒ２を介して接合パッド１６２に到達するようにして設けられている。このように、感温素子１５０の短絡を保護するための第一絶縁性樹脂１８０によって、実装枠体１６０と基板１１０ａとを接合し、両者の接合強度を向上させることができる。接合強度の向上が接合パッド１６１へ延びる第二非配置領域Ｒ２においてなされることから、接合パッド１６１と接合端子１１２との電気的接続の信頼性を向上させることができる。

また、第一絶縁性樹脂１８０は、第二非配置領域Ｒ２から第三非配置領域Ｒ３上に広がるようにして設けられている。よって、第一絶縁性樹脂１８０による実装枠体１６０と基板１１０ａとの接合強度の向上が接合パッド１６２の周囲においてなされる。その結果、接合パッド６２と接合端子１１２との電気的接続の信頼性をより向上させることができる。また、接合パッド１６２の周囲に第一絶縁性樹脂１８０が設けられることによって、接合パッド１６１と接合端子１１２との間に設けられた導電性接合材１７０の周囲にも第一絶縁性樹脂１８０が設けられているので、半田の付着等により電子機器等に実装されている他の電子部品との短絡を低減することができる。

第一絶縁性樹脂１８０は、第二凹部Ｋ２から第四非配置領域Ｒ４上に広がるようにして設けられている。従って、例えば、感温素子１５０に覆うように設けられた絶縁性樹脂１８０が実装枠体１６０に対して上面側から下面側へ係合する。その結果、例えば、感温素子１５０の接続端子１５１を接続パッド１１５から引き離すような力を感温素子１５０に加えられることが抑制することができる。

第二絶縁性樹脂１９０は、実装枠体１６０の上面及び基板１１０ａの側面を保護するためのものである。第二絶縁性樹脂１９０は、間隙部Ｈに設けられた第一絶縁性樹脂１８０と接合すると共に、実装枠体１６０の上面及び基板１１０ａの側面を覆うようにして設けられている。第一絶縁性樹脂１８０及び第二絶縁性樹脂１９０は、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂又はビスマレイミド樹脂が用いられる。第一絶縁性樹脂１８０及び第二絶縁性樹脂１９０の弾性率は、例えば、エポキシ樹脂の場合には、１〜３ＧＰａである。

また、第二絶縁性樹脂１９０は、蓋体１３０の側面に被着するようにして設けられていても構わない。このようなすることで、仮に水晶振動子が電子機器等の実装基板に実装されている場合に、この実装基板に実装されている他のパワーアンプ等の電子部品が発熱し、その熱が実装基板を介して第二凹部Ｋ２内に伝わったとしても、その熱が第二凹部Ｋ２内の第一絶縁性樹脂１８０から間隙部Ｈに設けられた第一絶縁性樹脂１８０まで伝わることになる。次に、熱は、間隙部Ｈに設けられた第一絶縁性樹脂１８０と接合されている第二絶縁性樹脂１９０に伝わることになる。最後に、熱が第二絶縁性樹脂１９０から大気中に放出されると共に、第二絶縁性樹脂１９０から蓋体１３０に熱の一部が伝わり、蓋体１３０からも熱が大気中に放出される。このようにすることで、第二凹部Ｋ２内に実装された感温素子１５０に対して熱の影響をさらに緩和することができる。よって、このような水晶振動子は、感温素子１５０から出力された電圧を換算することで得られた温度と、実際の水晶素子１２０の周囲の温度との差異をさらに低減することができる。

また、第二絶縁性樹脂１９０が、蓋体１３０を覆うようにして設けられていても構わない。このようにすることで、仮に水晶振動子に衝撃が加わったとしても、絶縁性樹脂１９０が水晶振動子を覆うように形成されているため、衝撃を吸収し、水晶素子１２０に衝撃が加わることを抑えるため、電極パッド１１１から水晶素子１２０が剥がれてしまうことを抑えることができる。

また、第二絶縁性樹脂１９０は、例えばトランスファーモールド法もしくは印刷法によって実装枠体１６０の上面、基板１１０ａの側面及び蓋体１３０の側面に被着するようにして供給される。また、第二絶縁性樹脂１９０を供給する際に、複数の実装枠体１６０が隣接するようにして設けられたシート基板（図示せず）を用いる方が生産性を向上させることができる。また、このシート基板を用いた際に、実装枠体１６０から第二絶縁性樹脂１９０の方向に向かってダイサーで切断することにより、実装枠体１６０の下面側で、外部端子１６２の近傍にバリが発生することを低減しつつ、水晶振動子を個片化することができるため、生産性を向上させることができる。

蓋体１３０は、例えば、鉄、ニッケル又はコバルトの少なくともいずれかを含む合金からなる。このような蓋体１３０は、真空状態にある第一凹部Ｋ１又は窒素ガスなどが充填された第一凹部Ｋ１を気密的に封止するためのものである。具体的には、蓋体１３０は、所定雰囲気で、パッケージ１１０の枠体１１０ｂ上に載置され、枠体１１０ｂの封止用導体パターン１１８と蓋体１３０の封止部材１３１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、枠体１１０ｂに接合される。また、蓋体１３０は、封止用導体パターン１１８、第二ビア導体１１４ｂ及び第二導体部１６３ｂを介して実装枠体１６０の下面の第二外部端子１６２ｂに電気的に接続されている。第二外部端子１６２ｂは、導電性接合材１７０を介して第二接続パッド１１５ｂと電気的に接続されている。よって、蓋体１３０は、パッケージ１１０の第二外部端子１１２ｂと電気的に接続されている。

封止部材１３１は、パッケージ１１０の枠体１１０ｂ上面に設けられた封止用導体パターン１１８に相対する蓋体１３０の箇所に設けられている。封止部材１３１は、例えば、銀ロウ又は金錫によって設けられている。銀ロウの場合は、その厚みは、１０〜２０μｍである。例えば、成分比率は、銀が７２〜８５％、銅が１５〜２８％のものが使用されている。金錫の場合は、その厚みは、１０〜４０μｍである。例えば、成分比率が、金が７８〜８２％、錫が１８〜２２％のものが使用されている。

本実施形態における水晶振動子は、矩形状の基板１１０ａと、基板１１０ａの下面に設けられた実装枠体１６０と、基板１１０ａの下面の外周縁に沿って設けられた接合端子１１２と、実装枠体１６０の上面の外周縁に沿って設けられた接合パッド１６１と、基板１１０ａの上面に設けられた一対の電極パッド１１１と、実装枠体１６０内で基板１１０ａの下面に設けられた一対の接続パッド１１５と、電極パッド１１１に実装された水晶素子１２０と、接続パッド１１５に実装された感温素子１５０と、基板１１０ａと実装枠体１６０との間に設けられた間隙部Ｈと、水晶素子を気密封止するための蓋体１３０と、感温素子１５０を被覆し、間隙部Ｈに設けられた第一絶縁性樹脂１８０と、実装枠体１６０の上面から基板１１０ａの側面にかけて設けられた第二絶縁性樹脂１９０とを備えている。このようにすることにより、第二絶縁性樹脂１９０が実装枠体１６０の上面から基板１１０ａの側面にかけて設けられているので、落下試験により加わった応力を吸収することができると共に、仮に第二絶縁性樹脂１９０により吸収できなかった応力が感温素子１５０に加わったとしても、第一絶縁性樹脂１８０が感温素子１５０を覆うように設けられているため、感温素子１５０が接続パッド１１５から外れることを抑えつつ、感温素子１５０と接続パッドの接合強度を向上させることが可能となる。

また、本実施形態における水晶振動子は、実装枠体１６０がガラエポ基板によって形成されている。このようにすることにより、実装枠体１６０の基材と電子機器等を構成する実装基板（図示せず）の基材は同じ樹脂材料からなるようにすることにより、熱膨張係数の差をより小さくすることができる。このため、加熱で実装基板が変形した場合でも、その変形による応力が実装枠体１６０の存在により緩和され、その結果として、半田にかかる応力も緩和される。このような水晶振動子は、電子機器等の実装基板から剥がれの発生を低減することができる。

また、本実施形態の水晶振動子は、第一絶縁性樹脂１８０と第二絶縁性樹脂１９０とが接合されている。このような水晶振動子が電子機器等の実装基板に実装されている場合に、この実装基板に実装されている他のパワーアンプ等の電子部品が発熱し、その熱が実装基板を介して第二凹部Ｋ２内に伝わったとしても、その熱が第二凹部Ｋ２内の第一絶縁性樹脂１８０から間隙部Ｈに設けられた第一絶縁性樹脂１８０まで伝わることになる。次に、熱は、間隙部Ｈに設けられた第一絶縁性樹脂１８０と接合されている第二絶縁性樹脂１９０に伝わることになる。最後に、第二絶縁性樹脂１９０が外部に露出しているため、熱が大気中に放出される。このようにすることで、第二凹部Ｋ２内に実装された感温素子１５０に対して熱の影響を緩和することができる。よって、このような水晶振動子は、感温素子１５０から出力された電圧を換算することで得られた温度と、実際の水晶素子１２０の周囲の温度との差異を低減することができる。

また、本実施形態の水晶振動子は、第二絶縁性樹脂１９０と蓋体１３０とが接合されている。このような水晶振動子が電子機器等の実装基板に実装されている場合に、この実装基板に実装されている他のパワーアンプ等の電子部品が発熱し、その熱が実装基板を介して第二凹部Ｋ２内に伝わったとしても、その熱が第二凹部Ｋ２内の第一絶縁性樹脂１８０から間隙部Ｈに設けられた第一絶縁性樹脂１８０まで伝わることになる。次に、熱は、間隙部Ｈに設けられた第一絶縁性樹脂１８０と接合されている第二絶縁性樹脂１９０に伝わることになる。最後に、熱が第二絶縁性樹脂１９０から大気中に放出されると共に、第二絶縁性樹脂１９０から蓋体１３０に熱の一部が伝わり、蓋体１３０からも熱が大気中に放出される。このようにすることで、第二凹部Ｋ２内に実装された感温素子１５０に対して熱の影響をさらに緩和することができる。よって、このような水晶振動子は、感温素子１５０から出力された電圧を換算することで得られた温度と、実際の水晶素子１２０の周囲の温度との差異をさらに低減することができる。

また、本実施形態における水晶振動子は、基板１１０ａに水晶素子１２０と感温素子１５０とを実装した状態で、平面視して、水晶素子１２０に設けられた励振用電極１２２の平面内に感温素子１５０を位置させていることによって、励振用電極１２２の金属膜によるシールド効果によって感温素子１５０を、電子機器を構成するパワーアンプ等の他の半導体部品や電子部品からのノイズから保護する。よって、励振用電極１２２のシールド効果により、感温素子１５０にノイズが重畳することを低減し、感温素子１５０の正確な電圧を出力することができる。また、感温素子１５０から正確な電圧値を出力することができるので、感温素子１５０から出力された電圧を換算することで得られた温度情報と、実際の水晶素子１２０の周囲の温度情報との差異をさらに低減することが可能となる。

また、本実施形態における水晶振動子は、電極パッド１１１が第一枠体１１０ｂの内周縁の一辺に沿って隣接するようにして設けられており、第二接続パターン１１６ｂが、平面視して、一対の電極パッド１１１の間に位置するように設けられている。このようにすることによって、水晶素子１２０から伝わる熱が、電極パッド１１１から直下にある基板１１０ａを介して、第二接続パターン１１６ｂを介して第二接続パッド１１５ｂに伝わることになる。よって、このような水晶振動子は、熱伝導経路をさらに短くすることができるので、水晶素子１２０の温度と感温素子１５０の温度とが近似することになり、感温素子１５０から出力された電圧を換算することで得られた温度と、実際の水晶素子１２０の周囲の温度との差異をさらに低減することが可能となる。

また、本実施形態における水晶振動子は、第二接続パターン１１６ｂの一部が、平面視して、第一電極パッド１１１ａと重なるようにして設けられている。このようにすることによって、水晶素子１２０から伝わる熱が、第一電極パッド１１１ａから直下にある基板１１０ａを介して、第二接続パターン１１６ｂから第二接続パッド１１５ｂに伝わることになる。このような水晶振動子は、熱伝導経路をさらに短くすると共に熱伝導経路の数をさらに増やすことで、水晶素子１２０の温度と感温素子１５０の温度とがさらに近似することになり、感温素子１５０から出力された電圧を換算することで得られた温度と、実際の水晶素子１２０の周囲の温度との差異をさらに低減することが可能となる。

また、本実施形態における水晶振動子は、接合パッド１６１を露出させつつ、実装枠体１６０を覆う保護膜１６４を備え、基板１１０ａと実装枠体１６０との間で設けられた第二凹部Ｋ２の内周面には、保護膜１６４が非配置とされた第一非配置領域Ｒ１を有している。このようにすることで、第二凹部Ｋ２の開口部の内周面において保護膜１６４が非配置とされていることから、第一絶縁性樹脂１８０が、毛細管現象により第二凹部Ｋ２内に入り込むことを抑えつつ、保護膜１６４の二倍の厚み分だけ第二凹部Ｋ２の開口部の開口面積を大きくすることができる。その結果、大きな感温素子１５０の実装が可能となる。また、感温素子１５０を接続パッド１１５に実装する際に、感温素子１５０が第二凹部Ｋ２の内壁に接触することを抑えることができる。

また、本実施形態における水晶振動子は、実装枠体１６０の上面に、保護膜１６４が非配置とされ、第二凹部Ｋ２の開口部と接合パッド１６１とを結ぶ、第二非配置領域Ｒ２を有し、第一絶縁性樹脂１８０が第二凹部Ｋ２の開口部から第二非配置領域Ｒ２を介して接合パッド１６２に到達するように設けられている。このように、感温素子１５０の短絡を保護するための第一絶縁性樹脂１８０によって、実装枠体１６０と基板１１０ａとを接合し、両者の接合強度を向上させることができる。接合強度の向上が接合パッド１６１へ延びる第二非配置領域Ｒ２においてなされることから、接合パッド１６１と接合端子１１２との電気的接続の信頼性を向上させることができる。

また、本実施形態における水晶振動子は、実装枠体１６０の上面には、保護膜１６４が非配置とされ、接合パッド１６１に隣接するとともに接合パッド１６１を囲む第三非配置領域Ｒ３を有し、第一絶縁性樹脂１８０が第二非配置領域Ｒ２から第三非配置領域Ｒ３上に広がるようにして設けられている。よって、第一絶縁性樹脂１８０による実装枠体１６０と基板１１０ａとの接合強度の向上が接合パッド１６２の周囲においてなされる。その結果、接合パッド１６２と接合端子１１２との電気的接続の信頼性をより向上させることができる。また、接合パッド１６２の周囲に第一絶縁性樹脂１８０が設けられることによって、接合パッド１６１と接合端子１１２との間に設けられた導電性接合材１７０の周囲にも第一絶縁性樹脂１８０が設けられているので、半田の付着等により電子機器等に実装されている他の電子部品との短絡を低減することができる。

また、本実施形態における水晶振動子は、実装枠体１６０の上面には、保護膜１６４が非配置とされ、第二凹部Ｋ２の開口部に隣接するとともに第二凹部Ｋ２の開口部を囲む第四非配置領域Ｒ４を有し、保護膜１６４が第二凹部Ｋ２から第四非配置領域Ｒ４上に広がるようにして設けられている。よって、感温素子１５０に覆うように設けられた第一絶縁性樹脂１８０が実装枠体１６０に対して上面側から下面側へ係合する。その結果、例えば、感温素子１５０の接続端子１５１を接続パッド１１５から引き離すような力を感温素子１５０に加えられることが抑制することができる。

（第一変形例）
以下、本実施形態の第一変形例における水晶振動子について説明する。なお、本実施形態の第一変形例における水晶振動子のうち、上述した水晶振動子と同様な部分については、同一の符号を付して適宜説明を省略する。本実施形態の第一変形例における水晶振動子は、図７及び図８に示されているように、電極パッド２１１と接続端子２１２とを電気的に接続するための配線パターン２１３とを備え、配線パターン２１３の一つが、接続パッド２１５と同一平面上に設けられ、実装枠体１６０と重なる位置に設けられている。

電極パッド２１１は、図７に示すように、第一電極パッド２１１ａ及び第二電極パッド２１１ｂによって構成されている。また、接合端子２１２は、図７に示すように、第一接合端子２１２ａ、第二接合端子２１２ｂ、第三接合端子２１２ｃ及び第四接合端子２１２ｄによって構成されている。ビア導体２１４は、第一ビア導体２１４ａ及び第二ビア導体２１４ｂによって構成されている。また、配線パターン２１３は、第一配線パターン２１３ａ、第二配線パターン２１３ｂ及び第三配線パターン２１３ｃによって構成されている。第一電極パッド２１１ａは、基板２１０ａに設けられた第一配線パターン２１３ａの一端と電気的に接続されている。また、第一配線パターン２１３ａの他端は、第一ビア導体２１４ａを介して、第三配線パターン２１３ｃの一端と電気的に接続されている。第三配線パターン２１３ｃの他端は、第一接合端子２１２ａと電気的に接続されている。よって、第一電極パッド２１１ａは、第一接合端子２１２ａと電気的に接続されることになる。第二電極パッド２１１ｂは、基板２１０ａに設けられた第二配線パターン２１３ｂの一端と電気的に接続されている。また、第二配線パターン２１３ｂの他端は、第二ビア導体２１４ｂを介して、第三接合端子２１２ｃと電気的に接続されている。

また、配線パターン２１３は、図７及び図８に示すように、第一配線パターン２１３ａ、第二配線パターン２１３ｂ及び第三配線パターン２１３ｃによって構成されている。第一配線パターン２１３ａ及び第二配線パターン２１３ｂは、基板２１０ａの上面に設けられ、電極パッド２１１から近傍の基板２１０ａのビア導体２１４に向けて引き出されている。第三配線パターン２１３ｃは、基板２１０ａの下面に設けられ、基板２１０ａの接続パッド２１５と近接するようにして設けられている。つまり、第三配線パターン２１３ｃと接続パッド２１５ｂの間隔は、５０〜１００μｍである。このようにすることによって、水晶素子１２０から伝わる熱が、電極パッド２１１から第一配線パターン２１３ａ及び第一ビア導体２１４ａを介して、第三配線パターン２１３ｃに伝わることになる。次に、水晶素子１２０から伝わる熱が、第三配線パターン２１３ｃから基板２１０ａの下面を介して接続パッド２１５に伝わる。よって、水晶振動子は、熱伝導経路を短くすることができるので、水晶素子１２０の温度と感温素子１５０の温度とが近似することになり、感温素子１５０から出力された電圧を換算することで得られた温度と、実際の水晶素子１２０の周囲の温度との差異を低減することが可能となる。

また、第三配線パターン２１３ｃは、実装枠体１６０と重なる位置に設けられている。このようにすることによって、本実施形態の第一変形例における水晶振動子を電子機器等の実装基板上に実装した際に、その実装基板上に設けられた配線導体と、第三配線パターン２１３ｃとの間で発生する浮遊容量を低減することができる。よって、水晶素子１２０に浮遊容量が付加されることを抑えつつ、水晶素子１２０の発振周波数が変動することを低減することができる。

本実施形態の第一変形例における水晶振動子は、電極パッド２１１と接続端子２１２とを電気的に接続するための配線パターン２１３とを備え、第三配線パターン２１３ｃが、接続パッド２１５と同一平面上に設けられ、実装枠体１６０と重なる位置に設けられている。このようにすることによって、水晶素子１２０から伝わる熱が、電極パッド２１１から第一配線パターン２１３ａ及び第一ビア導体２１４ａを介して、第三配線パターン２１３ｃに伝わることになる。次に、水晶素子１２０から伝わる熱が、第三配線パターン２１３ｃから基板２１０ａの下面を介して接続パッド２１５に伝わる。よって、水晶振動子は、熱伝導経路を短くすることができるので、水晶素子１２０の温度と感温素子１５０の温度とが近似することになり、感温素子１５０から出力された電圧を換算することで得られた温度と、実際の水晶素子１２０の周囲の温度との差異を低減することが可能となる。

また、本実施形態の第一変形例における水晶振動子は、第三配線パターン２１３ｃが、実装枠体１６０と重なる位置に設けられている。このようにすることによって、本実施形態の第一変形例における水晶振動子を電子機器等の実装基板上に実装した際に、その実装基板上に設けられた配線導体と、第三配線パターン２１３ｃとの間で発生する浮遊容量を低減することができる。よって、水晶素子１２０に浮遊容量が付加されることを抑えつつ、水晶素子１２０の発振周波数が変動することを低減することができる。

（第二変形例）
以下、本実施形態の第二変形例における水晶デバイスについて説明する。なお、本実施形態の第二変形例における水晶デバイスのうち、上述した水晶デバイスと同様な部分については、同一の符号を付して適宜説明を省略する。本実施形態の第二変形例における水晶デバイスは、図９〜図１０に示されているように、感温素子１５０の長辺が、基板３１０ａの短辺と平行になるように基板３１０ａの接続パッド３１５に実装されている点において本実施形態と異なる。

接続パッド３１５は、矩形状であり、基板３１０ａの下面の中央付近に設けられている。接続パッド３１５は、図１０に示されているように、接続パッド３１５の長辺と基板３１０ａの短辺が平行となるように、隣接して設けられている。接続パッド３１５は、第一接続パッド３１５ａと第二接続パッド３１５ｂによって構成されている。

接続パターン３１６は、図１０（ｂ）に示すように、基板３１０ａの下面に設けられ、接続パッド３１５から近傍のビア導体３１４に向けて引き出されている。また、第二接続パターン３１６ｂは、第一配線パターン３１３ａと重なるようにして設けられている。このようにすることによって、水晶素子１２０から伝わる熱が、第一電極パッド３１１ａから第一配線パターン３１３ａに伝わり、第一配線パターン３１３ａの直下にある基板３１０ａを介して、第二接続パターン３１６ｂから第二接続パッド３１５ｂに伝わることになる。よって、このような水晶振動子は、熱伝導経路をさらに短くすることができるので、水晶素子１２０の温度と感温素子１５０の温度とが近似することになり、感温素子１５０から出力された電圧を換算することで得られた温度と、実際の水晶素子１２０の周囲の温度との差異をさらに低減することが可能となる。

ここで基板３１０ａを平面視したときの長辺の寸法が、１．２〜２．５ｍｍであり、短辺の寸法が、１．０〜２．０ｍｍである場合を例にして、接続パッド３１５の大きさを説明する。接続パッド３１５の基板３１０ａの長辺と平行な辺の長さは、０．２〜０．５ｍｍであり、基板３１０ａの短辺と平行な辺の長さは、０．２５〜０．５５ｍｍとなっている。また、第一接続パッド３１５ａと第二接続パッド３１５ｂとの間の長さは、０．１〜０．３ｍｍとなっている。

感温素子１５０は、感温素子１５０の長辺と基板３１０ａの短辺とが平行となるように、基板３１０ａの下面に実装されている。このようにすることにより、水晶素子１２０と電気的に接続されている第一接合端子３１２ａは、第一接続パッド３１５ａとの間隔を長くすることができ、水晶素子１２０と電気的に接続されている第三接合端子３１２ｃは、第二接続パッド３１５ｂとの間隔を長くすることができるので、感温素子１５０を接合している導電性接合材１７０が溢れ出たとしても、導電性接合材１７０が付着することを抑えることができる。よって、感温素子１５０と水晶素子１２０と電気的に接続されている接合端子３１２との短絡を低減することができる。

尚、本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。上記実施形態では、水晶素子は、ＡＴ用水晶素子を用いた場合を説明したが、基部と、基部の側面より同一の方向に延びる二本の平板形状の振動腕部とを有する音叉型屈曲水晶素子を用いても構わない。

また、水晶素子１２０のベベル加工方法について説明する。所定の粒度のメディアと砥粒とを備えた研磨材と、所定の大きさに形成された水晶素板１２１とを用意する。円筒体に用意した研磨材と水晶素板１２１とを入れ、円筒体の開口した端部をカバーで塞ぐ。研磨材と水晶素板１２１とを入れた円筒体を、円筒体の中心軸線を回転軸として回転させる水晶素板１２１が研磨材で研磨されてベベル加工が行われる。

上記実施形態では、枠体１１０ｂが基板１１０ａと同様にセラミック材で一体的に形成した場合を説明したが、枠体１１０ｂが金属製であっても構わない。この場合、枠体は、銀−銅等のロウ材を介して基板の導体膜に接合されている。

上記実施形態では、基板１１０ａの上面に枠体１１０ｂが設けられた場合を説明したが、枠体１１０ｂを設けなくても構わない。この場合、蓋体は、矩形状の封止基部と、封止基部の下面の外周縁に沿って設けられている封止枠部とで構成されているものを用いても構わない。このような蓋体は、封止基部の下面と封止枠部の内側側面とで収容空間が形成されている。封止枠部は、封止基部の下面の外縁に沿って設けられている。封止基部及び封止枠部は、例えば、鉄、ニッケル又はコバルトの少なくともいずれかを含む合金からなり、一体的に形成されている。このような封止蓋体は、真空状態にある収容空間又は窒素ガスなどが充填された収容空間を気密的に封止するためのものである。具体的には、蓋体は、所定雰囲気で、平板状の基板の上面に載置され、基板の上面と封止枠部の下面との間に設けられた接合部材とが熱が印加されることで、溶融接合される。

また、上記実施形態では、導体部１６３が基板内に設けられた場合を説明したが、実装枠体１６０の角部に設けられた切れ込みの内部に設けられていても構わない。この際に、導電部は、切り込み内に導体ペーストを印刷するようにして設けられている。

１１０、２１０、３１０・・・パッケージ
１１０ａ、２１０ａ、３１０ａ・・・基板
１１０ｂ、２１０ｂ、３１０ｂ・・・枠体
１１１、２１１、３１１・・・電極パッド
１１２、２１２、３１２・・・接合端子
１１３、２１３、３１３・・・配線パターン
１１４、２１４、３１４・・・ビア導体
１１５、２１５、３１５・・・接続パッド
１１６、２１６、３１６・・・実装パッド
１１７、２１７、３１７・・・接続パターン
１１８、２１８、３１８・・・封止用導体パターン
１２０・・・水晶素子
１２１・・・水晶素板
１２２・・・励振用電極
１２３・・・引き出し電極
１３０・・・蓋体
１３１・・・封止部材
１４０・・・導電性接着剤
１５０・・・感温素子
１５１・・・接続端子
１６０・・・実装枠体
１６１・・・接合パッド
１６１・・・外部端子
１６３・・・導体部
１６４・・・保護膜
１８０・・・第一絶縁性樹脂
１９０・・・第二絶縁性樹脂
Ｋ１・・・第一凹部
Ｋ２・・・第二凹部
Ｈ・・・間隙部
Ｒ１・・・第一非配置領域
Ｒ２・・・第二非配置領域
Ｒ３・・・第三非配置領域
Ｒ４・・・第四非配置領域

Claims (5)

1. 矩形状の基板と、
   前記基板の下面に設けられた実装枠体と、
   前記基板の下面の外周縁に沿って設けられた接合端子と、
   前記実装枠体の上面の外周縁に沿って設けられた接合パッドと、
   前記基板の上面に設けられた一対の電極パッドと、
   前記実装枠体内で前記基板の下面に設けられた一対の接続パッドと、
   前記電極パッドに実装された水晶素子と、
   前記接続パッドに実装された感温素子と、
   前記基板と前記実装枠体との間に設けられた間隙部と、
   前記水晶素子を気密封止するための蓋体と、
   前記感温素子を被覆し、前記間隙部に設けられた第一絶縁性樹脂と、
   前記実装枠体の上面から前記基板の側面にかけて設けられた第二絶縁性樹脂と、を備え、
   前記第一絶縁性樹脂と前記第二絶縁性樹脂とが前記間隙部にて接合され、前記第二絶縁性樹脂が、前記蓋体と接合されるようにして設けられている水晶振動子。
2. 請求項１記載の水晶振動子であって、
   前記実装枠体がガラエポ基板によって形成されていることを特徴と水晶振動子。
3. 請求項１乃至請求項２記載の水晶振動子であって、
   前記感温素子が、前記基板に前記水晶素子と前記感温素子とを実装した状態で、平面視して前記水晶素子に設けられた励振用電極の平面内に位置させていることを特徴とする水晶振動子。
4. 請求項１記載の水晶振動子であって、
   前記基板の下面に設けられ、前記接続パッドと電気的に接続された接続パターンと、を備え、
   前記電極パッドが前記枠体の内周縁の一辺に沿って隣接するようにして設けられており、
   前記接続パターンの一つが平面視して前記一対の電極パッドの間に位置するように設けられていることを特徴とする水晶振動子。
5. 請求項４記載の水晶振動子であって、
   前記電極パッドと前記接合端子とを電気的に接続するための配線パターンとを備え、
   前記配線パターンのうちの一つが、前記接続パッドと同一平面上に設けられ、前記実装枠体と重なる位置に設けられていることを特徴とする水晶振動子。

Images