JP6648585B2

JP6648585B2 - Piezoelectric oscillator

Info

Publication number: JP6648585B2
Application number: JP2016057829A
Authority: JP
Inventors: 秀憲高瀬
Original assignee: Daishinku Corp
Current assignee: Daishinku Corp
Priority date: 2015-12-17
Filing date: 2016-03-23
Publication date: 2020-02-14
Anticipated expiration: 2036-03-23
Also published as: JP2017118473A

Description

本発明は、発振回路素子を収容した絶縁基板の上部に圧電振動子を接合して一体化した圧電発振器に関する。 The present invention relates to a piezoelectric oscillator in which a piezoelectric vibrator is joined to and integrated with an insulating substrate containing an oscillation circuit element.

簡便で低コストの圧電発振器として、発振回路素子を収容した絶縁基板の上部に、圧電振動子の外底面を導電接合した，いわゆる２段重ね構造のものが知られている。このような構造の圧電発振器は例えば特許文献１に開示されている。 2. Description of the Related Art As a simple and low-cost piezoelectric oscillator, a so-called two-stage stacked structure in which an outer bottom surface of a piezoelectric vibrator is conductively bonded to an upper portion of an insulating substrate containing an oscillation circuit element is known. A piezoelectric oscillator having such a structure is disclosed in Patent Document 1, for example.

前記圧電振動子は、圧電素子と、当該圧電素子を収容する容器と、当該容器に接合される蓋とからなり、圧電振動子全体では略直方体のパッケージとなっている。前記圧電素子は、その端部が圧電素子を搭載するための搭載電極の上に導電性接着剤を介して片持ち接合されている。圧電振動子の外底面である前記容器の外底面の４隅には、圧電素子から導出された４つの底部電極が形成されている。 The piezoelectric vibrator includes a piezoelectric element, a container for accommodating the piezoelectric element, and a lid joined to the container. The entire piezoelectric vibrator is a substantially rectangular parallelepiped package. The end of the piezoelectric element is cantilevered via a conductive adhesive on a mounting electrode for mounting the piezoelectric element. Four bottom electrodes derived from the piezoelectric elements are formed at four corners of the outer bottom surface of the container, which are the outer bottom surfaces of the piezoelectric vibrator.

一方、前記絶縁基板には、発振回路素子が収容される上方に開口した凹部が設けられている。前記凹部を包囲する側壁の上面は平面視略矩形の枠状であり、当該側壁の上面の４隅には、前記底部電極と対応した４つの接合電極が形成されている。そして絶縁基板の前記凹部の内底面と対向する反対面（圧電発振器の外底面）には、外部基板と半田を介して導電接合される複数の実装端子が形成されている。これらの複数の実装端子には、電源用、出力用、グランド用等の実装端子が含まれている。 On the other hand, the insulating substrate is provided with a concave portion that is open upward to accommodate the oscillation circuit element. The upper surface of the side wall surrounding the recess has a substantially rectangular frame shape in a plan view, and four bonding electrodes corresponding to the bottom electrode are formed at four corners of the upper surface of the side wall. A plurality of mounting terminals are formed on the opposite surface (outer bottom surface of the piezoelectric oscillator) of the insulating substrate facing the inner bottom surface of the concave portion, and are electrically conductively bonded to the external substrate via solder. The plurality of mounting terminals include mounting terminals for power supply, output, ground, and the like.

前記圧電振動子の４つの底部電極と前記絶縁基板の４つの接合電極とは、接合材を介して一対一で導電接合される。当該導電接合後における圧電振動子の底部電極と絶縁基板の実装端子との位置関係について、例えば特許文献２が開示されている。しかし特許文献２における表面実装水晶発振器の場合、電源用の実装端子（１４ｄ）の上方に圧電素子と電気的に接続された底部電極が位置しているため、圧電素子が当該底部電極を介して電源用の実装端子からのノイズの影響を受けやすくなってしまう。また、電源用の実装端子の上方に、圧電素子を搭載するための搭載電極が位置している構成の場合も、圧電素子が電源用の実装端子からのノイズの影響を受けやすくなってしまう。このように圧電素子が当該実装端子からのノイズの影響を受けることによって、圧電発振器における位相雑音（位相ノイズ）特性が悪化してしまうという問題があった。 The four bottom electrodes of the piezoelectric vibrator and the four bonding electrodes of the insulating substrate are conductively bonded one to one via a bonding material. For example, Patent Document 2 discloses the positional relationship between the bottom electrode of the piezoelectric vibrator and the mounting terminals of the insulating substrate after the conductive bonding. However, in the case of the surface mount crystal oscillator disclosed in Patent Document 2, since the bottom electrode electrically connected to the piezoelectric element is located above the mounting terminal (14d) for the power supply, the piezoelectric element is connected via the bottom electrode. It is likely to be affected by noise from the power supply mounting terminal. Also, in the case of a configuration in which the mounting electrode for mounting the piezoelectric element is located above the mounting terminal for the power supply, the piezoelectric element is easily affected by noise from the mounting terminal for the power supply. As described above, when the piezoelectric element is affected by the noise from the mounting terminal, there is a problem that the phase noise (phase noise) characteristics of the piezoelectric oscillator deteriorate.

特許第２９７４６２２号Patent No. 2974622 特許第３４２３２５３号Patent No. 3423253

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、電源用の実装端子からのノイズの影響を低減し、優れた位相雑音特性を有する圧電発振器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 the above, and an object of the present invention is to provide a piezoelectric oscillator that reduces the influence of noise from a power supply mounting terminal and has excellent phase noise characteristics.

上記目的を達成するために本発明は、圧電振動子の外底面に、発振回路素子が収容された絶縁基板が接合された圧電発振器であって、前記圧電振動子は、圧電素子と、当該圧電素子を収容する容器と、金属製の蓋とを有し、前記容器の外底面には、圧電素子と電気的に接続された一対の底部電極と、圧電素子と電気的に接続されず、かつ前記蓋と電気的に接続された一対のシールド用の底部電極とが形成され、前記絶縁基板は、複数の発振回路素子搭載用パッドと、当該パッドから引き出された複数の実装端子と、前記複数の発振回路素子搭載用パッドの一部と電気的に接続され前記底部電極と対応した接合電極とを備え、前記複数の実装端子には電源用の実装端子とグランド用の実装端子とが含まれ、前記一対のシールド用の底部電極のうち、一方は前記グランド用の実装端子と電気的に接続され、他方は、前記電源用の実装端子の上方に位置するとともに前記発振回路素子搭載用パッドと電気的に接続されていない接合電極と電気機械的に接合され、前記圧電振動子の容器に前記圧電素子が搭載される搭載電極が形成され、当該搭載電極の少なくとも一部が平面視透過で前記シールド用の底部電極と重畳している。 In order to achieve the above object, the present invention provides a piezoelectric oscillator in which an insulating substrate accommodating an oscillation circuit element is bonded to an outer bottom surface of a piezoelectric vibrator, wherein the piezoelectric vibrator includes a piezoelectric element and the piezoelectric element. A container for housing the element, having a metal lid, the outer bottom surface of the container, a pair of bottom electrodes electrically connected to the piezoelectric element, not electrically connected to the piezoelectric element, and A pair of shield bottom electrodes electrically connected to the lid are formed, and the insulating substrate includes a plurality of oscillation circuit element mounting pads, a plurality of mounting terminals pulled out from the pads, and the plurality of mounting terminals. A connection electrode electrically connected to a part of the pad for mounting the oscillation circuit element and a bonding electrode corresponding to the bottom electrode, and the plurality of mounting terminals include a mounting terminal for a power supply and a mounting terminal for a ground. The pair of shield bottom electrodes. One is electrically connected to the mounting terminal for the ground, and the other is connected to a bonding electrode located above the mounting terminal for the power supply and not electrically connected to the oscillation circuit element mounting pad. A mounting electrode that is mechanically joined and has the piezoelectric element mounted on the container of the piezoelectric vibrator is formed, and at least a part of the mounting electrode overlaps with the bottom electrode for shielding in plan view transmission .

上記発明によれば、電源用の実装端子からのノイズの影響を低減させることができる。前記絶縁基板のグランド用の実装端子と電気的に接続された一方のシールド用の底部電極は、圧電振動子の蓋を介して他方のシールド用の底部電極と電気的に接続されており、当該他方のシールド用の底部電極は前記電源用の実装端子の上方に位置している。この電源用の実装端子の上方に位置する接合電極は、発振回路素子搭載用パッドと電気的に接続されておらず、電気的に独立した電極となっている。そして、前記電源用の実装端子の上方に位置する接合電極に、他方のシールド用の底部電極が電気機械的に接合されることで当該電源用の実装端子の上方に位置する接合電極もグランド電位となる。すなわち、上記構成によって電源用の実装端子の上方にグランド層が形成されるため、電源用の実装端子からのノイズを前記グランド層によって遮断することができる。 According to the above invention, it is possible to reduce the influence of noise from the power supply mounting terminal. One shield bottom electrode electrically connected to the ground mounting terminal of the insulating substrate is electrically connected to the other shield bottom electrode via the lid of the piezoelectric vibrator. The other shield bottom electrode is located above the power supply mounting terminal. The bonding electrode located above the power supply mounting terminal is not electrically connected to the oscillation circuit element mounting pad and is an electrically independent electrode. Then, the other shield bottom electrode is electromechanically bonded to the bonding electrode located above the power supply mounting terminal, so that the bonding electrode positioned above the power supply mounting terminal also has the ground potential. Becomes That is, since the ground layer is formed above the power supply mounting terminal by the above configuration, noise from the power supply mounting terminal can be cut off by the ground layer.

また、上記発明によれば、電源用の実装端子からのノイズの影響をより低減させることができる。これは電源用の実装端子の上方にグランド接続されたシールド用の底部電極が位置しているため、電源用の実装端子からのノイズが遮断されるとともに、搭載電極の少なくとも一部が平面視透過で前記シールド用の底部電極と重畳することによって、搭載電極に接合された圧電素子へのノイズの伝搬が抑制されるからである。 Further , according to the invention, the influence of noise from the power supply mounting terminal can be further reduced. This is because the shield bottom electrode connected to ground is located above the power supply mounting terminal, so that noise from the power supply mounting terminal is cut off and at least a part of the mounting electrode is transparent in plan view. This is because the propagation of noise to the piezoelectric element bonded to the mounting electrode is suppressed by overlapping with the bottom electrode for shielding.

また上記目的を達成するために、前記絶縁基板は、発振回路素子が収容される凹部と、当該凹部の内底面に前記複数の発振回路素子搭載用パッドとを備え、前記圧電振動子の一対のシールド用の底部電極の他方が、前記発振回路素子搭載用パッドから前記電源用の実装端子へ引き出された配線パターンの前記絶縁基板の凹部に露出した部分に対して平面視で重畳していてもよい。 In order to achieve the above object, the insulating substrate includes a recess in which an oscillation circuit element is housed, and the plurality of pads for mounting the oscillation circuit element on an inner bottom surface of the recess. The other of the bottom electrodes for the shield may overlap in plan view with a portion of the wiring pattern drawn from the pad for mounting the oscillation circuit element to the mounting terminal for the power supply, the portion being exposed to the concave portion of the insulating substrate. Good.

上記発明によれば、電源用の実装端子からのノイズの影響をより低減させることができる。発振回路素子搭載用パッドから電源用の実装端子へ引き出された配線パターンのうち絶縁基板の凹部に露出した部分は、その上部が解放されているため電源用の実装端子から伝搬したノイズが上方に拡散しやすくなる。これに対して本発明に係る構成であれば、圧電振動子の一対のシールド用の底部電極の他方が、電源用の実装端子とつながった配線パターンの前記凹部に露出した部分に重畳しているため、電源用の実装端子からのノイズの影響をより低減させることができる。 According to the above invention, the influence of noise from the power supply mounting terminal can be further reduced. The portion of the wiring pattern drawn from the pad for mounting the oscillation circuit element to the mounting terminal for the power supply, which is exposed to the concave portion of the insulating substrate, has its upper part released, so that the noise propagated from the mounting terminal for the power supply rises upward. It becomes easier to spread. On the other hand, according to the configuration of the present invention, the other of the pair of shield bottom electrodes of the piezoelectric vibrator is overlapped with a portion of the wiring pattern connected to the power supply mounting terminal, which is exposed in the concave portion. Therefore, the effect of noise from the power supply mounting terminal can be further reduced.

なお、前記圧電振動子の一対のシールド用の底部電極の他方が、前記発振回路素子搭載用パッドから前記電源用の実装端子へ引き出された配線パターンの，絶縁基板の側壁によって覆われた領域の一部または全部に対して、平面視で重畳していてもよい。 The other of the pair of shielding bottom electrodes of the piezoelectric vibrator is connected to a region of the wiring pattern drawn out from the oscillation circuit element mounting pad to the power supply mounting terminal, in a region covered by a side wall of the insulating substrate. Some or all of them may be superimposed in plan view.

上記構成の場合、電源用の実装端子からのノイズの影響をより低減させることができる。これは、圧電振動子の一対のシールド用の底部電極の他方が、電源用の実装端子へ引き出された配線パターンの絶縁基板の側壁によって覆われた領域の一部または全部に対して平面視で重畳しているため、電源用の実装端子だけでなく当該実装端子へ引き出された配線パターンの絶縁基板の側壁によって覆われた領域からのノイズの影響も抑制することができるからである。 In the case of the above configuration, the influence of noise from the power supply mounting terminal can be further reduced. This is because, in plan view, the other of the pair of shield bottom electrodes of the piezoelectric vibrator is partially or entirely in a region covered by the side wall of the insulating substrate of the wiring pattern drawn to the power supply mounting terminal. This is because, because they are superimposed, it is possible to suppress the influence of noise from the region covered by the side wall of the insulating substrate of the wiring pattern drawn to the mounting terminal as well as the power supply mounting terminal.

また上記目的を達成するために、前記絶縁基板の電源用の実装端子が、平面視透過で前記圧電振動子の搭載電極と重畳していない構成であってもよい。 In order to achieve the above object, the power supply mounting terminal of the insulating substrate may not be overlapped with the mounting electrode of the piezoelectric vibrator in plan view transmission.

上記発明によれば、電源用の実装端子からのノイズの影響をより低減させることができる。これは電源用の実装端子の上方にグランド層が形成されることによって電源用の実装端子からのノイズを前記グランド層によって遮断できるだけでなく、絶縁基板の電源用の実装端子を平面視透過で圧電振動子の搭載電極と重畳しないように配置することによって、電源用の実装端子からのノイズの影響をより小さくすることができるからである。 According to the above invention, the influence of noise from the power supply mounting terminal can be further reduced. This is because the ground layer is formed above the power supply mounting terminal, so that the noise from the power supply mounting terminal can be cut off by the ground layer. This is because the influence of noise from the power supply mounting terminal can be reduced by arranging the mounting electrode so as not to overlap the mounting electrode of the vibrator.

以上のように、電源用の実装端子からのノイズの影響を低減し、優れた位相雑音特性を有する圧電発振器を提供することができる。 As described above, the effect of noise from the power supply mounting terminal can be reduced, and a piezoelectric oscillator having excellent phase noise characteristics can be provided.

本発明の実施形態に係る水晶発振器の断面模式図1 is a schematic cross-sectional view of a crystal oscillator according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る水晶振動子の底面模式図Schematic bottom view of a crystal resonator according to an embodiment of the present invention 本発明の実施形態に係る絶縁基板の上面模式図Schematic top view of an insulating substrate according to an embodiment of the present invention 本発明の実施形態に係る絶縁基板に底面模式図Schematic bottom view on the insulating substrate according to the embodiment of the present invention 本発明の実施形態に係る絶縁基板に発振回路素子が搭載された上面模式図Schematic top view of an insulating substrate according to an embodiment of the present invention with an oscillation circuit element mounted thereon 本発明の実施形態に係る絶縁基板の上方から見た透過模式図FIG. 3 is a schematic transmission diagram viewed from above the insulating substrate according to the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る絶縁基板の上方から見た透過模式図FIG. 3 is a schematic transmission diagram viewed from above the insulating substrate according to the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態の変形例に係る絶縁基板の上面模式図Schematic top view of an insulating substrate according to a modification of the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態の変形例に係る水晶発振器の部分断面図Partial sectional view of a crystal oscillator according to a modification of the embodiment of the present invention.

以下、本発明の実施形態を温度補償機能を備えた水晶発振器（ＴＣＸＯ）を例に挙げ、図１乃至７を参照しながら説明する。図１は本発明の実施形態に係る水晶発振器の断面模式図である。水晶発振器１は全体としては略直方体状であり、平面視では略矩形となっている。本実施形態では水晶発振器１の平面視における外形寸法は、長辺が１．６５ｍｍで、短辺が１．２５ｍｍとなっている。なお、前述の水晶発振器の平面視の外形寸法は一例であり、前記外形寸法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 FIGS. 1 to 7 by taking a crystal oscillator (TCXO) having a temperature compensation function as an example. FIG. 1 is a schematic sectional view of a crystal oscillator according to an embodiment of the present invention. The crystal oscillator 1 has a substantially rectangular parallelepiped shape as a whole, and has a substantially rectangular shape in plan view. In this embodiment, the external dimensions of the crystal oscillator 1 in plan view are such that the long side is 1.65 mm and the short side is 1.25 mm. Note that the external dimensions of the above-described crystal oscillator in plan view are merely examples, and package sizes other than the external dimensions may be used.

水晶発振器１は、発振回路素子を収容した絶縁基板３の上部に水晶振動子２が接合材１４（半田）を介して導電接合された，いわゆる「２段重ね構造」となっている。水晶発振器１は、絶縁基板の外底面３０１の４隅に設けられた４つの実装端子１２が、半田等を介して外部基板と接合されるようになっている。以下、水晶発振器を構成する水晶振動子と絶縁基板とに大別して説明する。 The crystal oscillator 1 has a so-called “two-stage stacked structure” in which a crystal oscillator 2 is conductively bonded to an upper part of an insulating substrate 3 containing an oscillation circuit element via a bonding material 14 (solder). In the crystal oscillator 1, four mounting terminals 12 provided at four corners of the outer bottom surface 301 of the insulating substrate are joined to the external substrate via solder or the like. The crystal oscillator and the insulating substrate constituting the crystal oscillator will be roughly described below.

まず、水晶振動子２の概略について図１乃至２を参照しながら説明する。水晶振動子２は、直方体状のパッケージからなる表面実装型の圧電振動子であり、水晶素子７と、容器４と、蓋９が主な構成部材となっている。 First, the outline of the crystal unit 2 will be described with reference to FIGS. The crystal resonator 2 is a surface-mount type piezoelectric resonator formed of a rectangular parallelepiped package, and includes a crystal element 7, a container 4, and a lid 9 as main components.

図１に示す水晶素子７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。水晶振動板の表裏主面の各々には、励振電極Ｅ，Ｅが水晶振動板を挟ん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の各々からは、水晶振動板の長辺の一端側に向かって引出電極が引き出されている。この一対の引出電極の各々の終端部は接着用の電極（接着電極）となっている。なお、図１では励振電極（Ｅ）のみを図示し、前記引出電極と前記接着電極は図示を省略している。 The crystal element 7 shown in FIG. 1 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 vibration plate. Excitation electrodes E, E are formed in a pair on each of the front and back main surfaces of the quartz plate so as to face each other with the quartz plate interposed therebetween. An extraction electrode is extracted from each of the pair of excitation electrodes toward one end of the long side of the quartz plate. The terminal portions of the pair of extraction electrodes serve as bonding electrodes (bonding electrodes). In FIG. 1, only the excitation electrode (E) is shown, and the extraction electrode and the adhesive electrode are not shown.

容器４は上部が開口した箱状の容器体であり、平面視では略矩形となっている。容器４は、絶縁性材料からなる平板状の底板部４０と、底板部４０の上面の外周部に取り付けられる金属製の枠部５とで構成されている。底板部４０はセラミックグリーンシートからなる２つの層（下層である第１層４１と、その上層の第２層４２）で構成されている。第２層４２の上面の外周部には図示しないタングステン（Ｗ）のメタライズ層が枠状に形成されており、当該メタライズ層の上にコバール（Ｋｏｖａｒ）からなる枠部５がロウ材を介して取り付けられている。枠部５の外周縁と内周縁とは平面視で略矩形となっており、その上面に蓋９が封止材を介してシーム溶接される。 The container 4 is a box-shaped container body whose upper part is open, and has a substantially rectangular shape in plan view. The container 4 includes a flat bottom plate portion 40 made of an insulating material, and a metal frame portion 5 attached to an outer peripheral portion of an upper surface of the bottom plate portion 40. The bottom plate portion 40 is composed of two layers (a lower first layer 41 and an upper second layer 42) made of ceramic green sheets. A metallized layer of tungsten (W) (not shown) is formed in a frame shape on the outer peripheral portion of the upper surface of the second layer 42, and a frame 5 made of Kovar is formed on the metallized layer via a brazing material. Installed. The outer peripheral edge and the inner peripheral edge of the frame portion 5 are substantially rectangular in plan view, and the lid 9 is seam-welded to the upper surface thereof via a sealing material.

図１に示すように枠部５と底板部の第２層４２の上面とで囲まれた空間は凹部Ｃ１となっており、平面視では略矩形となっている。この凹部Ｃ１の内底面４２０（第２層４２の上面）の一短辺側には、水晶素子７と導電接合される一対の搭載電極６，６が並列して形成されている（図１では１つの搭載電極のみ図示）。一対の搭載電極６，６の上には、前述した水晶素子７の一対の接着電極（図示省略）が導電性接着剤Ｓを介して一対一で導電接合される。これにより、水晶素子７の長辺の一端側が搭載電極６上に片持ち支持接合される。なお本実施形態では導電性接着剤Ｓにシリコーン系の導電性樹脂接着剤が使用されているが、シリコーン系以外の導電性樹脂接着剤を使用してもよい。 As shown in FIG. 1, a space surrounded by the frame portion 5 and the upper surface of the second layer 42 of the bottom plate portion is a concave portion C1, and has a substantially rectangular shape in plan view. On one short side of the inner bottom surface 420 (upper surface of the second layer 42) of the concave portion C1, a pair of mounting electrodes 6 and 6 that are conductively joined to the crystal element 7 are formed in parallel (FIG. 1). Only one mounting electrode is shown). A pair of adhesive electrodes (not shown) of the above-described crystal element 7 are electrically conductively bonded one on one via the conductive adhesive S on the pair of mounting electrodes 6 and 6. As a result, one end of the longer side of the crystal element 7 is cantilevered and supported on the mounting electrode 6. In the present embodiment, a silicone-based conductive resin adhesive is used as the conductive adhesive S, but a conductive resin adhesive other than the silicone-based resin may be used.

図２は本発明の実施形態に係る水晶振動子の底面模式図であり、水晶振動子の外底面となる容器４の外底面４１０（第１層４１の下面）は平面視略矩形となっている。この外底面４１０の４隅の各々には底部電極８（８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ）が形成されている。なお、４つの底部電極の方向性を識別するための目印として、底部電極８ａの１つの角部は面取りされている。 FIG. 2 is a schematic bottom view of the crystal unit according to the embodiment of the present invention. The outer bottom surface 410 of the container 4 (the lower surface of the first layer 41), which is the outer bottom surface of the crystal unit, has a substantially rectangular shape in plan view. I have. Bottom electrodes 8 (8a, 8b, 8c, 8d) are formed at each of the four corners of the outer bottom surface 410. One corner of the bottom electrode 8a is chamfered as a mark for identifying the directionality of the four bottom electrodes.

本実施形態において搭載電極６および底部電極８等は、３種類の金属の積層構成となっている。具体的にはこれらの電極は、容器の基材（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、金めっき層の順で電解めっき法によってめっき層が積層された構成となっている。このように搭載電極や底部電極等は一括で形成されている。なお前述した電極の各層を構成する金属材料は一例であり、他の金属材料を使用してもよい。例えばタングステンに代えてモリブデンを用いてもよい。 In the present embodiment, the mounting electrode 6, the bottom electrode 8, and the like have a laminated structure of three types of metals. Specifically, in these electrodes, a tungsten layer is formed on a substrate (ceramic) of a container by a printing process, and a nickel plating layer and a gold plating layer are formed on the tungsten layer by electrolytic plating in this order. Are laminated. As described above, the mounting electrode, the bottom electrode, and the like are formed collectively. The above-described metal material constituting each layer of the electrode is an example, and another metal material may be used. For example, molybdenum may be used instead of tungsten.

図２に示すように平面視略矩形の容器の外底面４１０の４つの角部は、平面視では４分の１円状に切り欠かれている。具体的には、容器の底板部４０の外側面の４つの稜部の各々は底板部４０を厚み方向に貫くように切り欠かれており、これら４つの切り欠かれた部位の各々の内壁面のうち、第１層４１の厚み分だけに導体が被着されている。このように４分の１円柱状に切り欠かれた部位の内壁面の一部に導体が被着されたものをキャスタレーションと称し、図２では符号４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄで表示している。これらのキャスタレーション４０ａ〜４０ｄにおける各導体は、平面視４分の１円状の引出部Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４を介して外底面４１０の底部電極８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄの各々に電気的に接続されている。 As shown in FIG. 2, four corners of the outer bottom surface 410 of the substantially rectangular container in a plan view are cut out in a quarter circle in a plan view. Specifically, each of the four ridges on the outer surface of the bottom plate portion 40 of the container is cut out so as to penetrate the bottom plate portion 40 in the thickness direction, and the inner wall surface of each of these four cut out portions is cut out. Among them, the conductor is applied only to the thickness of the first layer 41. Such a part in which a conductor is attached to a part of the inner wall surface of a part cut into a quarter columnar shape is called a castellation, and is denoted by reference numerals 40a, 40b, 40c, and 40d in FIG. I have. Each conductor in the castellations 40a to 40d is electrically connected to each of the bottom electrodes 8a, 8b, 8c, 8d of the outer bottom surface 410 via the extraction portions L1, L2, L3, L4 in a quarter circle in plan view. Connected.

本実施形態では底板部４０のうち、第２層４２の内部を厚み方向に貫く貫通孔の内部に導体が充填された４本のビア（図１ではビアＶ１，Ｖ２の２つのみ図示）が形成されている。こらら４本のビアは、その一端側が第２層４２の上面に露出している。このうちビアＶ１，Ｖ２の各々の一端側は、第２層４２の上面の外周部の図示しないメタライズ層と接続されており、前記メタライズ層の上に取り付けられた金属製の枠部５と電気的に接続されている。一方、ビアＶ１の他端側は、キャスタレーション４０ａを経由して最終的に底部電極８ａに引き出されている。同様にビアＶ２の他端側は、キャスタレーション４０ｃを経由して最終的に底部電極８ｃに引き出されている。 In the present embodiment, four vias (only two vias V1 and V2 are shown in FIG. 1) in which a conductor is filled in a through hole that penetrates through the inside of the second layer 42 in the thickness direction of the bottom plate portion 40 in the present embodiment. Is formed. One end of each of these four vias is exposed on the upper surface of the second layer 42. One end of each of the vias V1 and V2 is connected to a metallized layer (not shown) on the outer peripheral portion of the upper surface of the second layer 42, and the metal frame 5 mounted on the metallized layer is electrically connected to the metallized layer. Connected. On the other hand, the other end of the via V1 is finally drawn to the bottom electrode 8a via the castellation 40a. Similarly, the other end of the via V2 is finally drawn to the bottom electrode 8c via the castellation 40c.

４つの底部電極８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄのうち、底部電極８ｂは、キャスタレーション４０ｂと、第１層４１と第２層４２の積層間に設けられた内部配線（図示省略）と、図示しないビアとを経由して一対の搭載電極６の一方と電気的に接続されている。そして底部電極８ｄは、キャスタレーション４０ｄと、第１層４１と第２層４２の積層間に設けられた内部配線（図示省略）と、図示しないビアとを経由して一対の搭載電極６の他方と電気的に接続されている。つまり、底部電極８ｂ，８ｄは水晶素子７と接続される電極（水晶用電極）となっている。 Of the four bottom electrodes 8a, 8b, 8c and 8d, the bottom electrode 8b is not shown in the drawing, with the castellation 40b, the internal wiring (not shown) provided between the lamination of the first layer 41 and the second layer 42. It is electrically connected to one of the pair of mounting electrodes 6 via the via. The bottom electrode 8d is connected to the castellation 40d, an internal wiring (not shown) provided between the first layer 41 and the second layer 42, and the other of the pair of mounting electrodes 6 via a not-shown via. Is electrically connected to That is, the bottom electrodes 8b and 8d are electrodes (crystal electrodes) connected to the crystal element 7.

４つの底部電極８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄのうち、底部電極８ａ，８ｃは前述したように枠部５を介して蓋９と電気的に接続され、かつ搭載電極６とは電気的に接続されないシールド用の電極（以下、シールド用電極と略）となっている。なお図２において点線で示すように一対の搭載電極６，６の各々の一部は平面視透過で、シールド用電極である底部電極８ａおよび水晶用電極である底部電極８ｄとそれぞれ重畳している。 Of the four bottom electrodes 8a, 8b, 8c, 8d, the bottom electrodes 8a, 8c are electrically connected to the lid 9 via the frame 5 as described above, but are not electrically connected to the mounting electrode 6. It is an electrode for shielding (hereinafter, abbreviated as an electrode for shielding). As shown by the dotted lines in FIG. 2, a part of each of the pair of mounting electrodes 6 and 6 is transparent in a plan view and overlaps with the bottom electrode 8a serving as a shield electrode and the bottom electrode 8d serving as a quartz electrode. .

蓋９は平面視略矩形の金属製の平板である。蓋９はコバールが基材となっており、当該基材の表面にニッケルメッキと金メッキが施されている。そして蓋の枠部５と接合される側の主面の外周部には封止材が枠状に形成されている。
以上が水晶振動子の概略である。次に絶縁基板について図１、図３乃至４を参照しながら説明する。 The lid 9 is a metal flat plate having a substantially rectangular shape in plan view. The lid 9 is made of Kovar as a base material, and the surface of the base material is plated with nickel and gold. A sealing material is formed in a frame shape on the outer peripheral portion of the main surface on the side joined to the frame portion 5 of the lid.
The above is the outline of the crystal resonator. Next, the insulating substrate will be described with reference to FIGS.

絶縁基板３は上部が開口した箱状の容器体であり、平面視では略矩形となっている。絶縁基板３は２枚のセラミックグリーンシートが積層された状態で焼成により一体成形されている。具体的には絶縁基板３は、図１に示すように平板状の第１層３０と、第１層３０の上面の外周部に積層され枠状の第２層３１とで構成されている。第１層３０の上面と第２層３１とで囲まれた空間は凹部Ｃ２となっている。つまり、第２層３１は凹部Ｃ２を包囲する側壁となっている。なお、図３は発振回路素子１３が凹部Ｃ２に搭載されていない状態を表しており、水晶振動子２が絶縁基板３上に接合された状態における底部電極８の位置を点線で透過表示している。 The insulating substrate 3 is a box-shaped container body whose upper part is open, and has a substantially rectangular shape in plan view. The insulating substrate 3 is integrally formed by firing in a state where two ceramic green sheets are stacked. Specifically, as shown in FIG. 1, the insulating substrate 3 includes a flat first layer 30 and a frame-shaped second layer 31 laminated on the outer peripheral portion of the upper surface of the first layer 30. The space surrounded by the upper surface of the first layer 30 and the second layer 31 is a concave portion C2. That is, the second layer 31 is a side wall surrounding the concave portion C2. FIG. 3 shows a state in which the oscillation circuit element 13 is not mounted in the concave portion C2. The position of the bottom electrode 8 in a state in which the crystal unit 2 is bonded on the insulating substrate 3 is transparently displayed by a dotted line. I have.

図３に示すように凹部Ｃ２は発振回路素子１３が収容される空間であり、平面視略矩形となっている。凹部Ｃ２の内底面３００（第１層３０の上面）には、６つの発振回路素子搭載用パッド１１（１１ａ〜１１ｆ）が形成されており、これらのパッドから引き出された配線パターンの一部が露出している。 As shown in FIG. 3, the concave portion C2 is a space in which the oscillation circuit element 13 is housed, and has a substantially rectangular shape in plan view. Six oscillating circuit element mounting pads 11 (11a to 11f) are formed on the inner bottom surface 300 (the upper surface of the first layer 30) of the concave portion C2, and a part of the wiring pattern drawn from these pads is formed. It is exposed.

本実施形態では発振回路素子１３は、発振回路や温度センサ、温度補償回路等が１チップ化された集積回路素子（ベアチップＩＣ）であり、その外観は直方体状となっている。そして発振回路素子１３の回路面側に６つの機能端子（図示省略）が設けられており、当該回路面側が絶縁基板の凹部Ｃ２の内底面に対向した状態で、金属バンプＢを介して発振回路素子搭載用パッド１１ａ〜１１ｆと超音波接合（ＦｌｉｐＣｈｉｐＢｏｎｄｉｎｇ）される。 In the present embodiment, the oscillation circuit element 13 is an integrated circuit element (bare chip IC) in which an oscillation circuit, a temperature sensor, a temperature compensation circuit, and the like are integrated into one chip, and has an appearance of a rectangular parallelepiped. Six functional terminals (not shown) are provided on the circuit surface side of the oscillation circuit element 13, and the oscillation circuit is provided via the metal bump B in a state where the circuit surface side faces the inner bottom surface of the concave portion C2 of the insulating substrate. Ultrasonic bonding (Flip Chip Bonding) is performed with the element mounting pads 11a to 11f.

また、本実施形態では発振回路素子１３を発振回路素子搭載用パッド上に搭載した後に、発振回路素子１３と絶縁基板の側壁との隙間からアンダーフィル剤を注入して発振回路素子１３と凹部Ｃ２の内底面３００との隙間にアンダーフィル剤を行き渡らせた後、アンダーフィル剤を硬化させている。図１における符号Ｒはアンダーフィル剤が硬化した後の状態を表している。なお本実施形態では前記アンダーフィル剤としてエポキシ系樹脂を使用している。このようにアンダーフィル剤を発振回路素子と凹部の内底面との隙間に行き渡らせることにより、発振回路素子１３の絶縁基板３への接合信頼性を向上させることができる。 Further, in this embodiment, after the oscillation circuit element 13 is mounted on the oscillation circuit element mounting pad, an underfill agent is injected from the gap between the oscillation circuit element 13 and the side wall of the insulating substrate to form the oscillation circuit element 13 and the recess C2. After the underfill agent is spread over the gap with the inner bottom surface 300, the underfill agent is cured. Reference symbol R in FIG. 1 indicates a state after the underfill agent has been cured. In this embodiment, an epoxy resin is used as the underfill agent. By thus spreading the underfill agent to the gap between the oscillation circuit element and the inner bottom surface of the concave portion, the reliability of joining the oscillation circuit element 13 to the insulating substrate 3 can be improved.

絶縁基板の第１層３０の下面３０１（水晶発振器の外底面）は、図４に示すように平面視略矩形であり、その４隅には外部基板と半田等を介して接合される実装端子１２（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ）が形成されている。本実施形態において、実装端子１２ａは電源用の端子（直流）であり、実装端子１２ｂは出力用、実装端子１２ｃは接地（グランド）用、実装端子１２ｄは周波数制御用（またはグランド用）の端子となっている。なお、４つの実装端子の方向性を識別するための目印として、実装端子１２ｄのみが他の実装端子とは異なった平面形状となっている。 The lower surface 301 (the outer bottom surface of the crystal oscillator) of the first layer 30 of the insulating substrate is substantially rectangular in plan view as shown in FIG. 4, and its four corners have mounting terminals joined to the external substrate via solder or the like. 12 (12a, 12b, 12c, 12d) are formed. In the present embodiment, the mounting terminal 12a is a power supply terminal (DC), the mounting terminal 12b is for output, the mounting terminal 12c is for grounding (ground), and the mounting terminal 12d is for frequency control (or ground). It has become. As a mark for identifying the directionality of the four mounting terminals, only the mounting terminal 12d has a different planar shape from the other mounting terminals.

平面視で平面視略矩形の絶縁基板の４つの角部は、平面視では４分の１円状に切り欠かれている。具体的には、絶縁基板の第１層３０と第２層３１の外側面の４つの稜部の各々を当該容器の厚み方向に貫くように切り欠かれており、これら４つの切り欠かれた部位の各々の内壁面のうち、第１層３０の厚み分だけに導体が被着されている。図３では４分の１円柱状に切り欠かれた部位の内壁面の一部に導体が被着されたものをキャスタレーション３３（３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ）として図示している。 The four corners of the substantially rectangular insulating substrate in plan view are cut out in a quarter circle in plan view. Specifically, each of the four ridges on the outer surface of the first layer 30 and the second layer 31 of the insulating substrate is cut out so as to penetrate in the thickness direction of the container, and these four cuts are formed. The conductor is applied only to the thickness of the first layer 30 in each inner wall surface of the portion. FIG. 3 shows castellations 33 (33 a, 33 b, 33 c, 33 d) in which a conductor is attached to a part of the inner wall surface of a portion cut out in a quarter columnar shape.

図３に示す第２層３１の上面３１０（側壁の上面）は平坦面であり、当該上面の４隅には４つの接合電極１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄが形成されている。これら４つの接合電極１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄは、水晶振動子２の外底面４１０に設けられた４つの底部電極８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄと一対一で対応している。すなわち、接合電極１０ａは底部電極８ａに対応し、接合電極１０ｂは底部電極８ｂに、接合電極１０ｃは底部電極８ｃに、接合電極１０ｄは底部電極８ｄにそれぞれ対応している。 The upper surface 310 (upper surface of the side wall) of the second layer 31 shown in FIG. 3 is a flat surface, and four bonding electrodes 10a, 10b, 10c, and 10d are formed at four corners of the upper surface. These four bonding electrodes 10a, 10b, 10c, and 10d correspond one-to-one with the four bottom electrodes 8a, 8b, 8c, and 8d provided on the outer bottom surface 410 of the crystal unit 2. That is, the bonding electrode 10a corresponds to the bottom electrode 8a, the bonding electrode 10b corresponds to the bottom electrode 8b, the bonding electrode 10c corresponds to the bottom electrode 8c, and the bonding electrode 10d corresponds to the bottom electrode 8d.

接合電極１０（１０ａ〜１０ｄ）は、その平面視形状がアルファベットの「Ｌ」字状に屈曲した形状となっている。すなわち接合電極１０は、平面視で略矩形の凹部Ｃ２の仮想角部（図３では角部が曲率を帯びているため）と、当該角部を挟んで隣接する２つの辺に沿うようにして側壁の上面（第２層３１の上面３１０）に形成されている。つまり、接合電極１０の内周縁は側壁の内周縁に沿って形成されている。一方、接合電極１０の外周縁のうち絶縁基板のキャスタレーション３３ａ〜３３ｄに近接する角部は平面視で４分の１円状に切り欠かれている。なお接合電極１０の絶縁基板のキャスタレーション３３ａ〜３３ｄに近接する角部は、平面視で４分の１円状でなくてもよい。例えば当該角部をＣ面状に切り欠いた構成であってもよい。また、当該角部を切り欠かない構成（直角）であってもよい。 Each of the bonding electrodes 10 (10a to 10d) has a shape in a plan view bent in an alphabet "L" shape. That is, the bonding electrode 10 is formed along a virtual corner of the substantially rectangular concave portion C2 in plan view (since the corner has a curvature in FIG. 3) and two sides adjacent to each other with the corner interposed therebetween. It is formed on the upper surface of the side wall (the upper surface 310 of the second layer 31). That is, the inner peripheral edge of the bonding electrode 10 is formed along the inner peripheral edge of the side wall. On the other hand, corners of the outer peripheral edge of the bonding electrode 10 which are close to the castellations 33a to 33d of the insulating substrate are cut out in a quarter circle in plan view. The corners of the bonding electrode 10 that are close to the castellations 33a to 33d of the insulating substrate do not have to be a quarter circle in plan view. For example, a configuration in which the corner is cut out in a C plane shape may be used. Further, a configuration in which the corner is not notched (right angle) may be employed.

絶縁基板の側壁のうち１組の対向する長辺部分には、当該側壁の内壁面を半円柱状に切欠き、その内部に導体が充填された４つのビア（ハーフビア）Ｖ３，Ｖ４，Ｖ５，Ｖ６が形成されている（後述する図６参照）。すなわち、４つのビアＶ３〜Ｖ６は絶縁基板の長辺側の側壁の内壁面に露出している。これら４つのビアＶ３〜Ｖ６の各々の一端側は、４つの接合電極１０ａ〜１０ｄと一対一で電気的に接続されている。 In a pair of opposed long sides of the side wall of the insulating substrate, the inner wall surface of the side wall is cut out in a semi-cylindrical shape, and four vias (half vias) V3, V4, V5 filled with a conductor therein are provided. V6 is formed (see FIG. 6 described later). That is, the four vias V3 to V6 are exposed on the inner wall surface of the long side wall of the insulating substrate. One end of each of the four vias V3 to V6 is electrically connected to the four bonding electrodes 10a to 10d one-to-one.

一方、ビアＶ３〜Ｖ６の各々の他端側は、ビアＶ４の他端側は配線パターンを経由して発振回路素子搭載用パッド１１ｂと接続されている。そしてビアＶ６の他端側は配線パターンを経由して発振回路素子搭載用パッド１１ｅと接続されている（図６参照）。ビアＶ５の他端側は発振回路素子搭載用パッド１１ｄと接続され、ビアＶ３の他端側は何れの発振回路素子搭載用パッドとも接続されていない。すなわち、接合電極１０ａはシールド用電極（いわゆるＮＣ（ＮｏｎＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）端子）となっている。接合電極１０ｂ，１０ｄは水晶用の端子となっており、接合電極１０ｃはグランド用の端子となっている。 On the other hand, the other end of each of the vias V3 to V6 and the other end of the via V4 are connected to the oscillation circuit element mounting pad 11b via a wiring pattern. The other end of the via V6 is connected to the oscillation circuit element mounting pad 11e via a wiring pattern (see FIG. 6). The other end of the via V5 is connected to the oscillation circuit element mounting pad 11d, and the other end of the via V3 is not connected to any oscillation circuit element mounting pad. That is, the bonding electrode 10a is a shield electrode (so-called NC (Non Connection) terminal). The bonding electrodes 10b and 10d are terminals for crystal, and the bonding electrode 10c is a terminal for ground.

６つの発振回路素子搭載用パッドのうち４つのパッド１１ａ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｆは、それぞれ配線パターン１５ａ，１５ｃ，１５ｄ，１５ｆを介して第１層３０の上面の４隅のキャスタレ−ション３３ａ〜３３ｄに引き出されており、キャスタレ−ション３３ａ〜３３ｄを経由して絶縁基板の第１層３０の下面３０１の実装端子１２ａ〜１２ｄに一対一で引き出されている。
以上が絶縁基板の概略である。 Four pads 11a, 11c, 11d, and 11f among the six pads for mounting the oscillation circuit element are connected to the castellations 33a to 33c at the four corners of the upper surface of the first layer 30 via the wiring patterns 15a, 15c, 15d, and 15f, respectively. It is drawn out to the mounting terminals 12a to 12d on the lower surface 301 of the first layer 30 of the insulating substrate via castellations 33a to 33d.
The above is the outline of the insulating substrate.

上述したように水晶用端子である発振回路素子搭載用パッド１１ｂ，１１ｅは、配線パターン１５ｂ，１５ｅとビアＶ４，Ｖ６を経由して接合電極１０ｂ，１０ｄとそれぞれ電気的に接続されている。これら接合電極１０ｂ，１０ｄに、水晶振動子の底部電極８ｂ，８ｄとが各々導電接合されることによって、最終的に発振回路素子搭載用パッド１１ｂ，１１ｅは、水晶素子７の表裏主面に形成された励振電極Ｅ，Ｅとそれぞれ電気的に接続されることになる。 As described above, the oscillation circuit element mounting pads 11b and 11e, which are the terminals for the crystal, are electrically connected to the bonding electrodes 10b and 10d via the wiring patterns 15b and 15e and the vias V4 and V6, respectively. The bottom electrodes 8b, 8d of the crystal unit are conductively connected to the bonding electrodes 10b, 10d, respectively, so that the oscillation circuit element mounting pads 11b, 11e are finally formed on the front and back main surfaces of the crystal element 7. Are electrically connected to the excited excitation electrodes E, E, respectively.

一方、接合電極１０ｃはビアＶ５と配線パターン１５ｄを介してグランド用の実装端子１２ｃとつながっている。絶縁基板の接合電極１０ｃは、水晶振動子のシールド用電極である底部電極８ｃと導電接合される。そして底部電極８ｃは枠部５や蓋７を介して水晶振動子のシールド用電極である底部電極８ａと電気的に接続される。この底部電極８ａは絶縁基板の接合電極１０ａと導電接合される。つまり、底部電極８ａおよび当該電極に接合された接合電極１０ａはグランド電位となる。そして、接合電極１０ａは電源用の端子である実装電極１２ａの上方に位置している。さらに、図５に示すように水晶素子が搭載される搭載電極６の大部分が、平面視透過でグランド接続された底部電極８ａと重畳している。このような構成によって、電源用の実装端子１２ａからのノイズが、グランド接続された底部電極８ａで遮断されるとともに、当該底部電極８ａに搭載電極６の大部分が重畳しているため水晶素子への実装端子１２ａからのノイズの影響を低減させることができる。その結果、水晶発振器の位相雑音特性を向上させることができる。 On the other hand, the bonding electrode 10c is connected to the mounting terminal 12c for ground via the via V5 and the wiring pattern 15d. The bonding electrode 10c of the insulating substrate is conductively bonded to the bottom electrode 8c, which is a shielding electrode of the crystal unit. The bottom electrode 8c is electrically connected to the bottom electrode 8a, which is a shielding electrode of the crystal unit, via the frame 5 and the lid 7. The bottom electrode 8a is conductively bonded to the bonding electrode 10a of the insulating substrate. That is, the bottom electrode 8a and the bonding electrode 10a bonded to the electrode are at the ground potential. The bonding electrode 10a is located above the mounting electrode 12a, which is a power supply terminal. Further, as shown in FIG. 5, most of the mounting electrode 6 on which the crystal element is mounted overlaps with the bottom electrode 8a which is connected to the ground in a plan view. With this configuration, noise from the power supply mounting terminal 12a is cut off by the grounded bottom electrode 8a, and most of the mounting electrode 6 is superimposed on the bottom electrode 8a. The effect of noise from the mounting terminal 12a can be reduced. As a result, the phase noise characteristics of the crystal oscillator can be improved.

本実施形態における水晶振動子２は、図２において点線で示すように搭載電極６の一部が、平面視透過でシールド用電極である底部電極８ａと重畳している。 In the crystal resonator 2 according to the present embodiment, as shown by a dotted line in FIG. 2, a part of the mounting electrode 6 is overlapped with a bottom electrode 8a which is a shield electrode in plan view transmission.

上記構成によれば、電源用の実装端子１２ａからのノイズの影響をより低減させることができる。これは電源用の実装端子１２ａの上方にグランド接続されたシールド用電極（底部電極８ａ）が位置しているため、電源用の実装端子１２ａからのノイズが遮断されるとともに、搭載電極６の一部が平面視透過でシールド用電極（８ａ）と重畳することによって、搭載電極６に接合された水晶素子７へのノイズの伝搬が抑制されるからである。 According to the above configuration, the influence of noise from the power supply mounting terminals 12a can be further reduced. This is because the shield electrode (bottom electrode 8a) connected to the ground is located above the power supply mounting terminal 12a, so that noise from the power supply mounting terminal 12a is cut off and one of the mounting electrodes 6 is removed. This is because the transmission of the noise to the crystal element 7 bonded to the mounting electrode 6 is suppressed by overlapping the portion with the shield electrode (8a) in plan view transmission.

また、本実施形態では図３，図５に示すように、水晶振動子２の一対のシールド用電極（８ａ，８ｃ）の他方（８ａ）が、発振回路素子搭載用パッド１１ａから電源用の実装端子１２ａへ引き出された配線パターン（１５ａ）の絶縁基板の凹部Ｃ２に露出した部分に対して、平面視で重畳している。 In this embodiment, as shown in FIGS. 3 and 5, the other (8a) of the pair of shield electrodes (8a, 8c) of the crystal unit 2 is mounted on the oscillation circuit element mounting pad 11a for power supply. The wiring pattern (15a) drawn to the terminal 12a is superimposed on a portion of the insulating substrate exposed to the concave portion C2 in a plan view.

上記構成によれば、電源用の実装端子１２ａからのノイズの影響をより低減させることができる。発振回路素子搭載用パッド１１ａから電源用の実装端子１２ａへ引き出された配線パターン１５ａのうち絶縁基板の凹部Ｃ２に露出した部分は、その上部が解放されているため電源用の実装端子１２ａから伝搬したノイズが上方に拡散しやすくなる。本実施形態に係る構成であれば、水晶振動子のシールド用の電極８ａが、配線パターン１５ａの凹部Ｃ２に露出した部分に重畳しているため、電源用の実装端子１２ａからのノイズの影響をより低減させることができる。 According to the above configuration, the influence of noise from the power supply mounting terminals 12a can be further reduced. The portion of the wiring pattern 15a drawn out from the oscillation circuit element mounting pad 11a to the power supply mounting terminal 12a, which is exposed to the concave portion C2 of the insulating substrate, is propagated from the power supply mounting terminal 12a because its upper part is open. The generated noise tends to diffuse upward. In the configuration according to the present embodiment, the shield electrode 8a of the crystal unit is superimposed on the portion of the wiring pattern 15a exposed to the concave portion C2, so that the influence of noise from the power supply mounting terminal 12a is reduced. It can be further reduced.

本実施形態では発振回路素子１３が発振回路素子搭載用パッド１１（１１ａ〜１１ｆ）上に搭載された状態では、図５に示すように発振回路素子搭載用パッド１１が平面視で発振回路素子１３によって、その全部が覆い隠された状態となっている。本発明は当該構成に限定されるものではなく、発振回路素子の搭載後の状態において、発振回路素子搭載用パッドの一部が平面視で発振回路素子から外側にはみ出していてもよい。当該構成の場合、水晶振動子の一対のシールド用電極の他方が、電源用の実装端子と接続されている発振回路素子搭載用パッドの，発振回路素子から外側にはみ出した部分を平面視で覆うように位置させればよい。これにより、電源用の実装端子へ引き出された配線パターンの絶縁基板の凹部に露出した部分に加えて、発振回路素子搭載用パッドの前記はみ出した部分も、前記シールド用電極によって遮蔽することができるため、電源用の実装端子からのノイズの影響を更に低減させることができる。 In the present embodiment, when the oscillation circuit element 13 is mounted on the oscillation circuit element mounting pads 11 (11a to 11f), as shown in FIG. , All of them are covered. The present invention is not limited to this configuration. In a state after the mounting of the oscillation circuit element, a part of the pad for mounting the oscillation circuit element may protrude outside the oscillation circuit element in plan view. In this configuration, the other of the pair of shield electrodes of the crystal unit covers, in a plan view, a portion of the oscillation circuit element mounting pad connected to the power supply mounting terminal, which protrudes outside the oscillation circuit element. It should just be located as follows. Thus, in addition to the portion of the wiring pattern drawn to the mounting terminal for the power supply exposed to the concave portion of the insulating substrate, the protruding portion of the oscillation circuit element mounting pad can be shielded by the shield electrode. Therefore, the influence of noise from the mounting terminal for the power supply can be further reduced.

また本実施形態では図６に示すように、水晶振動子２の一対のシールド用電極（８ａ，８ｃ）の他方（８ａ）が、発振回路素子搭載用パッド１１ａから電源用の実装端子１２ａへ引き出された配線パターン１５ａのうち絶縁基板の側壁（３１）によって覆われた領域の一部に対して、平面視で重畳している。 In the present embodiment, as shown in FIG. 6, the other (8a) of the pair of shielding electrodes (8a, 8c) of the crystal unit 2 is drawn out from the oscillation circuit element mounting pad 11a to the power supply mounting terminal 12a. The portion of the wiring pattern 15a covered by the side wall (31) of the insulating substrate overlaps in plan view.

上記構成によれば、電源用の実装端子１２ａからのノイズの影響をより低減させることができる。これは、水晶振動子２の一対のシールド用電極（８ａ，８ｃ）の他方（８ａ）が、電源用の実装端子１２ａへ引き出された配線パターン１５ａの絶縁基板の側壁（３１）によって覆われた領域の大部分に対して平面視で重畳しているため、電源用の実装端子１２ａだけでなく配線パターン１５ａの前記側壁によって覆われた領域からのノイズの影響も抑制することができるからである。 According to the above configuration, the influence of noise from the power supply mounting terminals 12a can be further reduced. This is because the other (8a) of the pair of shield electrodes (8a, 8c) of the crystal unit 2 is covered with the side wall (31) of the insulating substrate of the wiring pattern 15a drawn to the power supply mounting terminal 12a. This is because the region overlaps most of the region in plan view, so that the influence of noise from the region covered by the side wall of the wiring pattern 15a as well as the mounting terminal 12a for the power supply can be suppressed. .

また、本実施形態では図７に示すように、電源用の実装端子１２ａが、平面視透過で水晶振動子２の搭載電極６と重畳しない構成となっている。当該構成によれば、電源用の実装端子１２ａからのノイズの影響をより低減させることができる。これは電源用の実装端子１２ａの上方にグランド層が形成されることによって電源用の実装端子１２ａからのノイズを前記グランド層によって遮断できるだけでなく、電源用の実装端子１２ａを平面視透過で水晶振動子２の搭載電極６と重畳しないように配置することによって、電源用の実装端子１２ａからのノイズの影響をより小さくすることができるからである。 Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 7, the mounting terminal 12a for the power supply does not overlap with the mounting electrode 6 of the crystal unit 2 in plan view transmission. According to this configuration, the effect of noise from the power supply mounting terminal 12a can be further reduced. This is because a ground layer is formed above the power supply mounting terminal 12a, so that noise from the power supply mounting terminal 12a can be cut off by the ground layer. This is because, by arranging the vibrator 2 so as not to overlap with the mounting electrode 6, the influence of noise from the power supply mounting terminal 12 a can be further reduced.

上述した本発明の実施形態では、絶縁基板の凹部の開口面側が圧電振動子の外底面側に導電接合された構造となっていたが、本発明は当該構造にのみ適用されるものではない。例えば絶縁基板の凹部の開口面側とは反対側の平坦面側が、圧電振動子の外底面側に導電接合された構造であってもよい。このような構造の場合、絶縁基板の前記平坦面側に前述した実施形態における接合電極を形成し、側壁の上面（天面）側に実装端子を形成することができる。 In the above-described embodiment of the present invention, the opening side of the concave portion of the insulating substrate has a structure in which the opening side is conductively joined to the outer bottom side of the piezoelectric vibrator. However, the present invention is not limited to this structure. For example, the structure may be such that the flat surface side of the concave portion of the insulating substrate opposite to the opening surface side is conductively joined to the outer bottom surface side of the piezoelectric vibrator. In the case of such a structure, the bonding electrode in the above-described embodiment can be formed on the flat surface side of the insulating substrate, and the mounting terminal can be formed on the upper surface (top surface) of the side wall.

―本発明の実施形態の変形例―
本発明の実施形態の他の変形例について図８乃至９を参照しながら説明する。図８は本発明の実施形態の変形例に係る絶縁基板の上面模式図であり、凹部Ｃ３の内底面１６１に形成された複数の発振回路素子搭載用パッドと、これらのパッドから引き出された配線パターンの記載は省略している。図９は本発明の実施形態の変形例に係る水晶発振器の部分断面図であり、電源用の端子である実装端子１８ａに着目した図となっている。以下、本発明の実施形態との相違点について述べる。なお、前述した本発明の実施形態と同一の構成については同一の番号を付してその説明を割愛する。 -Modification of the embodiment of the present invention-
Another modification of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 8 is a schematic top view of an insulating substrate according to a modified example of the embodiment of the present invention, in which a plurality of oscillation circuit element mounting pads formed on the inner bottom surface 161 of the concave portion C3 and wiring drawn from these pads. The description of the pattern is omitted. FIG. 9 is a partial cross-sectional view of a crystal oscillator according to a modification of the embodiment of the present invention, focusing on the mounting terminal 18a serving as a power supply terminal. Hereinafter, differences from the embodiment of the present invention will be described. Note that the same components as those of the above-described embodiment of the present invention are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

本発明の実施形態の変形例では、絶縁基板の構成が前述した本発明の実施形態と異なっている。具体的には、図８に示すように平面視で絶縁基板１６の外周縁の４つの角部が直角になっており、前述したキャスタレーション（３３ａ〜３３ｄ）は形成されていない。このように絶縁基板にキャスタレーションが形成されないことによって、キャスタレーションが形成された容器に比べて容器本体の剛性を向上させることができる。さらに、絶縁基板の凹部Ｃ３を包囲する側壁の上面（１６０）の面積をより大きく確保することができるため、接合電極を配置できる領域を拡大させることができる。すなわち、本発明の実施形態の変形例に係る絶縁基板によれば、容器の剛性を高めつつ、接合電極を配置できる領域を拡大することができるため、圧電発振器がより小型化になった場合に好適である。 In the modification of the embodiment of the present invention, the configuration of the insulating substrate is different from that of the above-described embodiment of the present invention. Specifically, as shown in FIG. 8, the four corners of the outer peripheral edge of the insulating substrate 16 are in a right angle in plan view, and the castellations (33a to 33d) described above are not formed. Since the castellations are not formed on the insulating substrate, the rigidity of the container body can be improved as compared with the case where the castellations are formed. Furthermore, since the area of the upper surface (160) of the side wall surrounding the concave portion C3 of the insulating substrate can be larger, the region where the bonding electrode can be arranged can be enlarged. That is, according to the insulating substrate according to the modified example of the embodiment of the present invention, it is possible to increase the rigidity of the container and expand the region where the bonding electrode can be arranged, so that the piezoelectric oscillator can be further miniaturized. It is suitable.

絶縁基板１６の側壁の上面１６０の４隅部分には、４つの接合電極１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄが形成されている。これらの接合電極は、水晶振動子２の４つの底部電極８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄと一対一で対応している。すなわち、接合電極１７ａは底部電極８ａに，接合電極１７ｂは底部電極８ｂに，接合電極１７ｃは底部電極８ｃに，接合電極１７ｄは底部電極８ｄにそれぞれ対応している。 Four bonding electrodes 17a, 17b, 17c, and 17d are formed at four corners of the upper surface 160 of the side wall of the insulating substrate 16. These bonding electrodes correspond one-to-one with the four bottom electrodes 8a, 8b, 8c, 8d of the crystal unit 2. That is, the bonding electrode 17a corresponds to the bottom electrode 8a, the bonding electrode 17b corresponds to the bottom electrode 8b, the bonding electrode 17c corresponds to the bottom electrode 8c, and the bonding electrode 17d corresponds to the bottom electrode 8d.

接合電極１７（１７ａ〜１７ｄ）は、その平面視形状は略「Ｌ」字状に屈曲した形状であるが、一部の構成が本発明の実施形態と異なっている。具体的には、接合電極１７の内周縁は、絶縁基板１６の隣接する２つの側壁の内周縁に沿って形成されているが、当該隣接する２つの側壁の内周縁を超えて、これらの内周縁に連続する各内壁面にまで及んでいる（図９参照）。すなわち、本実施形態の変形例における接合電極１７は、絶縁基板１６の隣接する２つの側壁の上面から、当該隣接する２つの側壁の各内壁面の下端（内底面１６１）にわたって形成されている。なお、接合電極は、絶縁基板の隣接する２つの側壁の上面から、当該隣接する２つの側壁の各内壁面の下端まで及んでいない構成であってもよい。つまり、接合電極は、絶縁基板の前記隣接する２つの側壁の各内壁面の途中の高さまで形成されていてもよい。 Although the bonding electrode 17 (17a to 17d) has a shape which is bent in a substantially “L” shape in plan view, a part of the configuration is different from the embodiment of the present invention. Specifically, the inner peripheral edge of the bonding electrode 17 is formed along the inner peripheral edges of two adjacent side walls of the insulating substrate 16, but exceeds the inner peripheral edges of the two adjacent side walls, and It extends to each inner wall surface continuous with the peripheral edge (see FIG. 9). That is, the bonding electrode 17 in the modification of the present embodiment is formed from the upper surface of two adjacent side walls of the insulating substrate 16 to the lower end (inner bottom surface 161) of each inner wall surface of the two adjacent side walls. Note that the bonding electrode may not extend from the upper surface of two adjacent side walls of the insulating substrate to the lower end of each inner wall surface of the two adjacent side walls. That is, the bonding electrode may be formed to a height halfway between the inner wall surfaces of the two adjacent side walls of the insulating substrate.

一方、接合電極１７ａ〜１７ｄの各外周縁のうち、絶縁基板１６の外周縁の４つの角部に直近となる各角部は直角となっている。これにより、接合電極１７ａ〜１７ｄは絶縁基板１６の外周縁の４つの角部の近傍にまで及んで形成されている。その結果、本実施形態の変形例における接合電極１７は、前述した本発明の実施形態における接合電極１０に比べて、その平面視における面積が大きくなっている。 On the other hand, among the outer peripheral edges of the bonding electrodes 17a to 17d, the corners that are closest to the four corners of the outer peripheral edge of the insulating substrate 16 are at right angles. Thus, the bonding electrodes 17a to 17d are formed so as to extend to the vicinity of the four corners of the outer peripheral edge of the insulating substrate 16. As a result, the bonding electrode 17 in the modification of the present embodiment has a larger area in plan view than the bonding electrode 10 in the above-described embodiment of the present invention.

絶縁基板１６の下面（水晶発振器の外底面）は平面視略矩形であり、その４隅には外部基板と半田等を介して接合される実装端子１８（１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ）が形成されている（図９では１８ａのみ図示）。実装端子１８ａは電源用の端子（直流）であり、実装端子１８ｂは出力用、実装端子１８ｃは接地用、実装端子１８ｄは周波数制御用（またはグランド用）の端子となっている。 The lower surface of the insulating substrate 16 (the outer bottom surface of the crystal oscillator) is substantially rectangular in a plan view, and mounting terminals 18 (18a, 18b, 18c, 18d) joined to the external substrate via solder or the like are formed at four corners. (Only 18a is shown in FIG. 9). The mounting terminal 18a is a power supply terminal (DC), the mounting terminal 18b is for output, the mounting terminal 18c is for grounding, and the mounting terminal 18d is for frequency control (or ground).

本発明の実施形態の変形例において、水晶振動子２のシールド用電極である底部電極８ａは、絶縁基板の接合電極１７ａと導電接合される。これにより、底部電極８ａおよび当該電極に接合された接合電極１７ａはグランド電位となる。そして、接合電極１７ａは電源用の端子である実装電極１８ａの上方に位置している。このような構成によって、電源用の実装端子１８ａの上方にグランド層が形成されるため、電源用の実装端子１８ａからのノイズを前記グランド層によって遮断することができる。ここで、接合電極１７ａは前述したように本発明の実施形態における接合電極１０ａよりも、その平面視における面積が大きくなっているため、電源用の端子である実装端子１８ａと平面視で重畳する面積も相対的に大きくなっている。これにより、電源用の実装端子１８ａからのノイズの影響をより低減させることができる。 In a modification of the embodiment of the present invention, the bottom electrode 8a, which is a shield electrode of the crystal unit 2, is conductively bonded to the bonding electrode 17a of the insulating substrate. Thus, the bottom electrode 8a and the bonding electrode 17a bonded to the electrode are at the ground potential. The bonding electrode 17a is located above the mounting electrode 18a that is a power supply terminal. With such a configuration, the ground layer is formed above the power supply mounting terminal 18a, so that noise from the power supply mounting terminal 18a can be cut off by the ground layer. Here, as described above, since the bonding electrode 17a has a larger area in plan view than the bonding electrode 10a in the embodiment of the present invention, the bonding electrode 17a overlaps in plan view with the mounting terminal 18a serving as a power supply terminal. The area is also relatively large. Thus, the influence of noise from the power supply mounting terminal 18a can be further reduced.

さらに、本発明の実施形態の変形例では、絶縁基板１６の隣接する２つの側壁の各内壁面に及んだ接合電極１７ａが形成されている。このような構成により、電源用の実装端子１８ａから伝わったノイズが凹部Ｃ３側へ伝搬するのを抑制することができる。以上の構成により、実装端子１８ａからのノイズの影響をより低減させることができるため、水晶発振器の位相雑音特性をさらに向上させることができる。 Further, in a modified example of the embodiment of the present invention, a bonding electrode 17a is formed to extend to each inner wall surface of two adjacent side walls of the insulating substrate 16. With such a configuration, it is possible to suppress the noise transmitted from the power supply mounting terminal 18a from propagating to the concave portion C3 side. With the above configuration, the influence of noise from the mounting terminal 18a can be further reduced, so that the phase noise characteristic of the crystal oscillator can be further improved.

なお、接合電極１７は絶縁基板１６の側壁の内壁面まで及んで形成されているため、底部電極８の内周縁から接合電極１７とアンダーフィルＲの上面との境界部分にかけて接合材１４のフィレットＦが形成されるようになる。これにより、実装端子１８ａからのノイズの影響を低減させつつ、凹部Ｃ３側における接合強度も向上させることができる。なお前述した接合電極は、絶縁基板の側壁の上面から当該側壁の内壁面を経由して発振回路素子搭載用パッドの一部にまで延出されていてもよい。当該構成の場合、製造過程における絶縁不良を防止するために、前記側壁の内壁面や凹部Ｃ３の内底面１６１等に露出した電極部分をアルミナ等の絶縁材料で被覆してもよい。 Since the bonding electrode 17 is formed to extend to the inner wall surface of the side wall of the insulating substrate 16, the fillet F of the bonding material 14 extends from the inner peripheral edge of the bottom electrode 8 to the boundary between the bonding electrode 17 and the upper surface of the underfill R. Is formed. Thereby, it is possible to improve the bonding strength on the concave portion C3 side while reducing the influence of noise from the mounting terminal 18a. The above-described bonding electrode may extend from the upper surface of the side wall of the insulating substrate to a part of the pad for mounting the oscillation circuit element via the inner wall surface of the side wall. In the case of this configuration, the electrode portion exposed on the inner wall surface of the side wall, the inner bottom surface 161 of the concave portion C3, and the like may be covered with an insulating material such as alumina in order to prevent insulation failure in the manufacturing process.

本発明の実施形態とその変形例において、圧電発振器として温度補償型の水晶発振器（ＴＣＸＯ：ＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＣｏｍｐｅｎｓａｔｅｄＯｓｃｉｌｌａｔｏｒ）を例に挙げたが、ＴＣＸＯに限らず、温度補償機能を有さない水晶発振器（ＳＰＸＯ）においても本発明は適用可能である。 In the embodiments of the present invention and the modifications thereof, a temperature-compensated crystal oscillator (TCXO: Temperature Compensated Oscillator) has been described as an example of the piezoelectric oscillator. The present invention is also applicable to the case (1).

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 may be embodied in various other forms without departing from its spirit or essential characteristics. Therefore, the above-described embodiment is merely an example in every aspect, and should not be interpreted in a limited manner. The scope of the present invention is defined by the claims, and is not limited by the text of the specification. Furthermore, all modifications and changes belonging to the equivalent scope of the claims are within the scope of the present invention.

圧電発振器の量産に適用できる。 Applicable to mass production of piezoelectric oscillators.

１水晶発振器
２水晶振動子
３、１６絶縁基板
４容器
６搭載電極
７水晶素子
８ａ〜８ｄ底部電極
１０ａ〜１０ｄ、１７ａ〜１７ｄ接合電極
１１ａ〜１１ｆ発振回路素子搭載用パッド
１２ａ〜１２ｄ、１８ａ〜１８ｄ実装端子
１５ａ〜１５ｄ配線パターン REFERENCE SIGNS LIST 1 crystal oscillator 2 crystal oscillator 3, 16 insulating substrate 4 container 6 mounting electrode 7 crystal element 8 a to 8 d bottom electrode 10 a to 10 d, 17 a to 17 d bonding electrode 11 a to 11 f oscillation circuit element mounting pad 12 a to 12 d, 18 a to 18 d Mounting terminal 15a-15d Wiring pattern

Claims

圧電振動子の外底面に、発振回路素子が収容された絶縁基板が接合された圧電発振器であって、
前記圧電振動子は、圧電素子と、当該圧電素子を収容する容器と、金属製の蓋とを有し、前記容器の外底面には、圧電素子と電気的に接続された一対の底部電極と、
圧電素子と電気的に接続されず、かつ前記蓋と電気的に接続された一対のシールド用の底部電極とが形成され、
前記絶縁基板は、複数の発振回路素子搭載用パッドと、当該パッドから引き出された複数の実装端子と、前記複数の発振回路素子搭載用パッドの一部と電気的に接続され前記底部電極と対応した接合電極とを備え、
前記複数の実装端子には電源用の実装端子とグランド用の実装端子とが含まれ、
前記一対のシールド用の底部電極のうち、
一方は前記グランド用の実装端子と電気的に接続され、
他方は、前記電源用の実装端子の上方に位置するとともに前記発振回路素子搭載用パッドと電気的に接続されていない接合電極と電気機械的に接合され、
前記圧電振動子の容器に前記圧電素子が搭載される搭載電極が形成され、当該搭載電極の少なくとも一部が平面視透過で前記シールド用の底部電極と重畳していることを特徴とする圧電発振器。 A piezoelectric oscillator in which an insulating substrate containing an oscillation circuit element is bonded to an outer bottom surface of the piezoelectric vibrator,
The piezoelectric vibrator has a piezoelectric element, a container for accommodating the piezoelectric element, and a metal lid, and a pair of bottom electrodes electrically connected to the piezoelectric element on an outer bottom surface of the container. ,
A pair of shield bottom electrodes not electrically connected to the piezoelectric element and electrically connected to the lid are formed,
The insulating substrate is electrically connected to a plurality of oscillation circuit element mounting pads, a plurality of mounting terminals pulled out from the pads, and a part of the plurality of oscillation circuit element mounting pads, and corresponds to the bottom electrode. With the junction electrode,
The plurality of mounting terminals include a mounting terminal for a power supply and a mounting terminal for a ground,
Of the pair of shield bottom electrodes,
One is electrically connected to the mounting terminal for the ground,
The other is electromechanically bonded to a bonding electrode that is located above the power supply mounting terminal and is not electrically connected to the oscillation circuit element mounting pad,
A piezoelectric oscillator in which a mounting electrode on which the piezoelectric element is mounted is formed in a container of the piezoelectric vibrator, and at least a part of the mounting electrode overlaps with the bottom electrode for shielding in a plan view. .

前記絶縁基板は、発振回路素子が収容される凹部と、当該凹部の内底面に前記複数の発振回路素子搭載用パッドとを備え、前記圧電振動子の一対のシールド用の底部電極の他方が、前記発振回路素子搭載用パッドから前記電源用の実装端子へ引き出された配線パターンの前記絶縁基板の凹部に露出した部分に対して平面視で重畳していることを特徴とする請求項１に記載の圧電発振器。 The insulating substrate includes a recess in which the oscillation circuit element is housed, and the plurality of oscillation circuit element mounting pads on the inner bottom surface of the recess, and the other of the pair of bottom electrodes for the shield of the piezoelectric vibrator includes: according to claim 1, characterized in that superimposed in plan view with respect to the portion exposed in the recess of the insulating substrate of the wiring pattern led out to the mounting terminals for the power supply from the oscillator circuit element mounting pad Piezoelectric oscillator.

前記絶縁基板の電源用の実装端子が、平面視透過で前記圧電振動子の搭載電極と重畳していないことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の圧電発振器。」 It said mounting terminals for power supply of the insulating substrate, a piezoelectric oscillator according to claim 1 or claim 2, characterized in that does not overlap with the mounting electrode of the piezoelectric vibrator in a plan view transmission. "