JPH11355047A - 圧電発振器 - Google Patents
圧電発振器Info
- Publication number
- JPH11355047A JPH11355047A JP17543198A JP17543198A JPH11355047A JP H11355047 A JPH11355047 A JP H11355047A JP 17543198 A JP17543198 A JP 17543198A JP 17543198 A JP17543198 A JP 17543198A JP H11355047 A JPH11355047 A JP H11355047A
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- JP
- Japan
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- cover
- package
- piezoelectric oscillator
- oscillator
- piezoelectric
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- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
- Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 水晶振動子等の圧電振動子と、発振回路を構
成する回路部品を一つのパッケージ内に収納した構造の
圧電発振器において、プリント基板上に実装された時の
占有面積を低減して、小型化の要請に対応することがで
きる圧電発振器を提供する。 【解決手段】 複数の段差を内部に有した凹陥部21を
上面に形成したパッケージ本体20と、該凹陥部内の第
1の段差25上に接続固定された圧電振動子26と、該
第1の段差の上方に位置する第2の段差30に載置され
て該第1の段差を含む空間を気密封止するカバー31
と、該カバーの上面と面一の状態で平坦面を構成する第
3の段差35と、パッケージ本体の凹陥部の開口全体を
閉止する金属蓋50と、を有した圧電発振器であって、
カバーの上面と第3の段差上面にかけて連続形成された
配線パターン40、41と、該配線パターン上の任意の
位置に実装された電子部品45と、から成る。
成する回路部品を一つのパッケージ内に収納した構造の
圧電発振器において、プリント基板上に実装された時の
占有面積を低減して、小型化の要請に対応することがで
きる圧電発振器を提供する。 【解決手段】 複数の段差を内部に有した凹陥部21を
上面に形成したパッケージ本体20と、該凹陥部内の第
1の段差25上に接続固定された圧電振動子26と、該
第1の段差の上方に位置する第2の段差30に載置され
て該第1の段差を含む空間を気密封止するカバー31
と、該カバーの上面と面一の状態で平坦面を構成する第
3の段差35と、パッケージ本体の凹陥部の開口全体を
閉止する金属蓋50と、を有した圧電発振器であって、
カバーの上面と第3の段差上面にかけて連続形成された
配線パターン40、41と、該配線パターン上の任意の
位置に実装された電子部品45と、から成る。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は水晶振動子等の圧電
振動子と、発振回路を構成する回路部品を一つのパッケ
ージ内に収納した構造の圧電発振器の改良に関し、詳細
にはプリント基板上に実装された時の占有面積を低減し
て、小型化の要請に対応することができる圧電発振器に
関する。
振動子と、発振回路を構成する回路部品を一つのパッケ
ージ内に収納した構造の圧電発振器の改良に関し、詳細
にはプリント基板上に実装された時の占有面積を低減し
て、小型化の要請に対応することができる圧電発振器に
関する。
【0002】
【従来の技術】水晶振動子等の圧電振動子をパッケージ
内に気密封止した構造の圧電デバイスは、圧電発振器
や、共振器、或はフィルタとして、各種電子機器、とり
わけ通信機器においては不可決の主要パーツとして使用
されている。近年では、携帯電話機に見られるように小
型化、薄型化が進む電子機器に対応するために、圧電デ
バイスに対しても超小型化、薄型化が期待されている。
図2は従来の水晶発振器の構成を示す断面図であり、こ
の水晶発振器はセラミック等から成るプリント配線基板
1上に、水晶振動子2と、発振回路を構成するチップ部
品群(トランジスタ、コンデンサ、抵抗等)3を搭載し
た上で、これらの部品を含むプリント配線基板1の上部
空間を蓋体4によって封止した構成を有する。水晶振動
子1は、セラミック等から成るパッケージ5の内底部の
段差上に水晶振動素子6を固定した上で該パッケージ5
の上部開口を蓋7により気密封止した構成を有し、パッ
ケージ5の底面に設けた電極をプリント配線基板1上の
配線パターン上にハンダ等により接続したものである。
水晶振動素子6は、微小な塵埃や、湿気によってもその
固有周波数が変動する程度にデリケートな素子であるた
め、パッケージ5内に水晶振動素子を気密封止する際に
は、該気密空間を真空とするか、或は気密空間内に乾燥
窒素を密封していた。しかし、上記タイプの水晶発振器
は、小型化、特に占有面積の小型化に限界があり、更な
る小型化が求められていた。図3はこのような小型化の
要求に対応すべく開発された水晶発振器のパッケージ構
造の例を示す断面図であり、この水晶発振器は、セラミ
ック等から成るパッケージ10の上面に形成した凹陥1
1内に第1の段差12と、第2の段差13を順次形成
し、第1の段差12上に水晶振動素子14を片持ち状態
で固定する一方で、第1の段差12よりも上方に位置す
る第2の段差13上に形成した配線パターン上に発振回
路を構成するチップ部品群15を実装した上で、凹陥1
1を蓋体16により気密封止(シングルシール)した構
成を有する。このタイプによれば低背な発振器を実現可
能である一方で、水晶振動素子14を実装する第1の段
差12上にはその他の電子部品群の実装が不可能であ
り、該電子部品群は第2の段差13上に実装する必要が
あったため、発振器の狭面積化には限界があった。ま
た、パッケージを封止する手段として一枚の蓋体16を
用いたシングルシール構造である為、広面積なパッケー
ジ開口部を全体的に一枚の蓋体16を用いて気密封止す
る必要があり、封止方法としてシーム溶接を採用する場
合にはシーム材料として高価なコバーリングを大量に使
用する必要があるため、パッケージのコストアップをも
たらす。また、封止方法として半田による封止方法を用
いた場合には、コストは低減可能であるものの、パッケ
ージ内の気密を保持するために必要な封止強度を得るた
めに封止接合面積を広く確保する必要が生じる為、パッ
ケージの狭面積化が更に困難化するという問題がある。
内に気密封止した構造の圧電デバイスは、圧電発振器
や、共振器、或はフィルタとして、各種電子機器、とり
わけ通信機器においては不可決の主要パーツとして使用
されている。近年では、携帯電話機に見られるように小
型化、薄型化が進む電子機器に対応するために、圧電デ
バイスに対しても超小型化、薄型化が期待されている。
図2は従来の水晶発振器の構成を示す断面図であり、こ
の水晶発振器はセラミック等から成るプリント配線基板
1上に、水晶振動子2と、発振回路を構成するチップ部
品群(トランジスタ、コンデンサ、抵抗等)3を搭載し
た上で、これらの部品を含むプリント配線基板1の上部
空間を蓋体4によって封止した構成を有する。水晶振動
子1は、セラミック等から成るパッケージ5の内底部の
段差上に水晶振動素子6を固定した上で該パッケージ5
の上部開口を蓋7により気密封止した構成を有し、パッ
ケージ5の底面に設けた電極をプリント配線基板1上の
配線パターン上にハンダ等により接続したものである。
水晶振動素子6は、微小な塵埃や、湿気によってもその
固有周波数が変動する程度にデリケートな素子であるた
め、パッケージ5内に水晶振動素子を気密封止する際に
は、該気密空間を真空とするか、或は気密空間内に乾燥
窒素を密封していた。しかし、上記タイプの水晶発振器
は、小型化、特に占有面積の小型化に限界があり、更な
る小型化が求められていた。図3はこのような小型化の
要求に対応すべく開発された水晶発振器のパッケージ構
造の例を示す断面図であり、この水晶発振器は、セラミ
ック等から成るパッケージ10の上面に形成した凹陥1
1内に第1の段差12と、第2の段差13を順次形成
し、第1の段差12上に水晶振動素子14を片持ち状態
で固定する一方で、第1の段差12よりも上方に位置す
る第2の段差13上に形成した配線パターン上に発振回
路を構成するチップ部品群15を実装した上で、凹陥1
1を蓋体16により気密封止(シングルシール)した構
成を有する。このタイプによれば低背な発振器を実現可
能である一方で、水晶振動素子14を実装する第1の段
差12上にはその他の電子部品群の実装が不可能であ
り、該電子部品群は第2の段差13上に実装する必要が
あったため、発振器の狭面積化には限界があった。ま
た、パッケージを封止する手段として一枚の蓋体16を
用いたシングルシール構造である為、広面積なパッケー
ジ開口部を全体的に一枚の蓋体16を用いて気密封止す
る必要があり、封止方法としてシーム溶接を採用する場
合にはシーム材料として高価なコバーリングを大量に使
用する必要があるため、パッケージのコストアップをも
たらす。また、封止方法として半田による封止方法を用
いた場合には、コストは低減可能であるものの、パッケ
ージ内の気密を保持するために必要な封止強度を得るた
めに封止接合面積を広く確保する必要が生じる為、パッ
ケージの狭面積化が更に困難化するという問題がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、水晶振動子等の圧電振動子と、発振回路を
構成する回路部品を一つのパッケージ内に収納した構造
の圧電発振器において、プリント基板上に実装された時
の占有面積を低減して、小型化の要請に対応することが
できる圧電発振器を提供することにある。具体的には、
水晶振動素子と回路部品を同一のパッケージ内に収納し
た状態で、該パッケージ開口を一つの蓋体で気密封止す
るシングルシール構造の欠点であるコストの増大、或は
面積の増大という欠点を解決することができる圧電発振
器を提供する。
する課題は、水晶振動子等の圧電振動子と、発振回路を
構成する回路部品を一つのパッケージ内に収納した構造
の圧電発振器において、プリント基板上に実装された時
の占有面積を低減して、小型化の要請に対応することが
できる圧電発振器を提供することにある。具体的には、
水晶振動素子と回路部品を同一のパッケージ内に収納し
た状態で、該パッケージ開口を一つの蓋体で気密封止す
るシングルシール構造の欠点であるコストの増大、或は
面積の増大という欠点を解決することができる圧電発振
器を提供する。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を達成するた
め、請求項1の発明は、複数の段差を内部に有した凹陥
部を上面に有したパッケージ本体と、該凹陥部内の第1
の段差上に接続固定された圧電振動子と、該第1の段差
の上方に位置する第2の段差に載置されて該第1の段差
を含む空間を気密封止するカバーと、該カバーの上面と
面一の状態で平坦面を構成する第3の段差と、パッケー
ジ本体の凹陥部の開口全体を閉止する金属蓋と、を有し
た圧電発振器であって、上記カバーの上面と第3の段差
上面にかけて連続形成された配線パターンと、該配線パ
ターン上の任意の位置に実装された電子部品と、から成
ることを特徴とする。請求項2の発明は、上記パッケー
ジ本体と、上記カバーをセラミックにて構成したことを
特徴とする。
め、請求項1の発明は、複数の段差を内部に有した凹陥
部を上面に有したパッケージ本体と、該凹陥部内の第1
の段差上に接続固定された圧電振動子と、該第1の段差
の上方に位置する第2の段差に載置されて該第1の段差
を含む空間を気密封止するカバーと、該カバーの上面と
面一の状態で平坦面を構成する第3の段差と、パッケー
ジ本体の凹陥部の開口全体を閉止する金属蓋と、を有し
た圧電発振器であって、上記カバーの上面と第3の段差
上面にかけて連続形成された配線パターンと、該配線パ
ターン上の任意の位置に実装された電子部品と、から成
ることを特徴とする。請求項2の発明は、上記パッケー
ジ本体と、上記カバーをセラミックにて構成したことを
特徴とする。
【0005】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示した形態
例により詳細に説明する。図1(a) は本発明の圧電発振
器の一例としての水晶発振器の縦断面図、(b) はその平
面図である。この水晶発振器は、複数の段差を内部に有
した凹陥部21を上面に有したセラミック製のパッケー
ジ本体20と、該凹陥部21内の低い位置にある第1の
段差25上に接続固定された水晶振動素子26と、該第
1の段差25の上方に位置する第2の段差30上に載置
されて該第1の段差25を含む空間を気密封止する小面
積のカバー31と、該カバー31の上面と面一の状態で
平坦面を構成する第3の段差35と、カバー31の上面
と第3の段差35の上面にかけて連続形成された配線パ
ターン40、41と、配線パターン上の任意の位置に実
装された回路部品45と、パッケージ本体の凹陥部21
の開口を閉止する金属蓋50と、を有している。第1の
段差25は、凹陥部21の内底面21aよりも少しく高
い位置にあり、その平坦な上面の適所に形成したパッド
25a上には導電性接着剤27を用いて短冊型の水晶振
動素子26の一端を片持ち状態で支持している。また、
パッド25aはパッケージ本体底面に設けた外部電極5
5のいずれかと接続されている。水晶振動素子26を含
む空間は、第2の段差30上に単層又は多層セラミック
から成るカバー31を半田により固定することにより気
密封止する。カバー31は、第2の段差30の輪郭と整
合する外形を有するように予め寸法設定され、その上面
には配線パターン41を予め形成しておく。このカバー
31上の配線パターン41は、第3の段差35上の配線
パターン40と対応するように予め構成されており、両
配線パターンの接続部は導電性接着剤等の導電性物質6
0により接続される。つまり、水晶振動素子26を含む
空間をカバー31により封止することにより、パッケー
ジの一部に水晶振動子が形成されていることになる。
例により詳細に説明する。図1(a) は本発明の圧電発振
器の一例としての水晶発振器の縦断面図、(b) はその平
面図である。この水晶発振器は、複数の段差を内部に有
した凹陥部21を上面に有したセラミック製のパッケー
ジ本体20と、該凹陥部21内の低い位置にある第1の
段差25上に接続固定された水晶振動素子26と、該第
1の段差25の上方に位置する第2の段差30上に載置
されて該第1の段差25を含む空間を気密封止する小面
積のカバー31と、該カバー31の上面と面一の状態で
平坦面を構成する第3の段差35と、カバー31の上面
と第3の段差35の上面にかけて連続形成された配線パ
ターン40、41と、配線パターン上の任意の位置に実
装された回路部品45と、パッケージ本体の凹陥部21
の開口を閉止する金属蓋50と、を有している。第1の
段差25は、凹陥部21の内底面21aよりも少しく高
い位置にあり、その平坦な上面の適所に形成したパッド
25a上には導電性接着剤27を用いて短冊型の水晶振
動素子26の一端を片持ち状態で支持している。また、
パッド25aはパッケージ本体底面に設けた外部電極5
5のいずれかと接続されている。水晶振動素子26を含
む空間は、第2の段差30上に単層又は多層セラミック
から成るカバー31を半田により固定することにより気
密封止する。カバー31は、第2の段差30の輪郭と整
合する外形を有するように予め寸法設定され、その上面
には配線パターン41を予め形成しておく。このカバー
31上の配線パターン41は、第3の段差35上の配線
パターン40と対応するように予め構成されており、両
配線パターンの接続部は導電性接着剤等の導電性物質6
0により接続される。つまり、水晶振動素子26を含む
空間をカバー31により封止することにより、パッケー
ジの一部に水晶振動子が形成されていることになる。
【0006】このようにしてカバー31と第3の段差3
5上にかけて連続形成された配線パターン41、40の
ランド41a,40a上には、発振回路を構成するトラ
ンジスタ、コンデンサ、抵抗等の電子部品45がハンダ
等により実装されるが、図1(b) に示すようにカバー3
1上の配線パターン41のランド41aと第3の段差3
5上の配線パターン40のランド40aとを、カバーと
第3の段差との境界部に配置し、両ランドにまたがって
電子部品45を実装することにより、2つの配線パター
ン41、40にかけて部品45を実装することによりパ
ターン41、40間を接続してもよい。このように電子
部品を実装することにより、パッケージ内に発振回路が
完成する。各配線パターン40は、外部電極55と電気
的に接続され、図示しないプリント基板上に水晶発振器
を実装した時の電気的接続を外部電極55を介して確保
する。
5上にかけて連続形成された配線パターン41、40の
ランド41a,40a上には、発振回路を構成するトラ
ンジスタ、コンデンサ、抵抗等の電子部品45がハンダ
等により実装されるが、図1(b) に示すようにカバー3
1上の配線パターン41のランド41aと第3の段差3
5上の配線パターン40のランド40aとを、カバーと
第3の段差との境界部に配置し、両ランドにまたがって
電子部品45を実装することにより、2つの配線パター
ン41、40にかけて部品45を実装することによりパ
ターン41、40間を接続してもよい。このように電子
部品を実装することにより、パッケージ内に発振回路が
完成する。各配線パターン40は、外部電極55と電気
的に接続され、図示しないプリント基板上に水晶発振器
を実装した時の電気的接続を外部電極55を介して確保
する。
【0007】全ての電子部品の実装後に、電子部品実装
面全体を覆うように、パッケージ本体の凹陥部21の開
口を閉止するように金属蓋50を半田等により固着す
る。この金属蓋50による閉止に際しては、気密的に密
封する必要はない。なぜなら、気密封止が求められる水
晶振動素子26については、カバー31により封止が完
了しているからである。しかもカバー31が封止する開
口の面積、すなわち、第2の段差30上に載置されるカ
バー31の面積は十分に小さい為、第2の段差30上面
との間の接合面積が少なくても十分な密封が可能であ
り、従ってシーム溶接等の手数とコストのかかる封止方
法を採用する必要がなく、半田等によって容易に封止す
ることができる。また、本発明の形態例においては、凹
陥部に3つの段差を構成しただけの簡単な構成のパッケ
ージを用いるので、安価にパッケージを構成することが
できる。また、パッケージの段差上のみならず、水晶振
動素子を気密封止するカバー31の上面にも電子部品を
実装可能である為、パッケージ全体の平面積を大幅に減
縮し、小型化を達成することができる。なお、上記形態
例において示した水晶振動素子は圧電振動素子の一例に
過ぎず、本発明は水晶振動素子以外の圧電振動素子を用
いる圧電発振器についても適用することができる。
面全体を覆うように、パッケージ本体の凹陥部21の開
口を閉止するように金属蓋50を半田等により固着す
る。この金属蓋50による閉止に際しては、気密的に密
封する必要はない。なぜなら、気密封止が求められる水
晶振動素子26については、カバー31により封止が完
了しているからである。しかもカバー31が封止する開
口の面積、すなわち、第2の段差30上に載置されるカ
バー31の面積は十分に小さい為、第2の段差30上面
との間の接合面積が少なくても十分な密封が可能であ
り、従ってシーム溶接等の手数とコストのかかる封止方
法を採用する必要がなく、半田等によって容易に封止す
ることができる。また、本発明の形態例においては、凹
陥部に3つの段差を構成しただけの簡単な構成のパッケ
ージを用いるので、安価にパッケージを構成することが
できる。また、パッケージの段差上のみならず、水晶振
動素子を気密封止するカバー31の上面にも電子部品を
実装可能である為、パッケージ全体の平面積を大幅に減
縮し、小型化を達成することができる。なお、上記形態
例において示した水晶振動素子は圧電振動素子の一例に
過ぎず、本発明は水晶振動素子以外の圧電振動素子を用
いる圧電発振器についても適用することができる。
【0008】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、水晶振動
子等の圧電振動子と、発振回路を構成する電子部品を一
つのパッケージ内に収納した構造の圧電発振器におい
て、プリント基板上に実装された時の占有面積を低減し
て、小型化の要請に対応することができる圧電発振器を
提供することができる。具体的には、水晶振動素子と回
路部品を同一のパッケージ内に収納した状態で、該パッ
ケージ開口を一つの蓋体で気密封止する際に、パッケー
ジの凹陥内に形成した複数の段差を利用して水晶振動素
子の支持と、該水晶振動素子の気密封止を行い、更には
気密封止用のカバー上面を利用して電子部品の実装を行
うので、コスト低下、デバイスの占有面積の減縮を実現
できる。
子等の圧電振動子と、発振回路を構成する電子部品を一
つのパッケージ内に収納した構造の圧電発振器におい
て、プリント基板上に実装された時の占有面積を低減し
て、小型化の要請に対応することができる圧電発振器を
提供することができる。具体的には、水晶振動素子と回
路部品を同一のパッケージ内に収納した状態で、該パッ
ケージ開口を一つの蓋体で気密封止する際に、パッケー
ジの凹陥内に形成した複数の段差を利用して水晶振動素
子の支持と、該水晶振動素子の気密封止を行い、更には
気密封止用のカバー上面を利用して電子部品の実装を行
うので、コスト低下、デバイスの占有面積の減縮を実現
できる。
【図1】(a) は本発明の圧電発振器の一例としての水晶
発振器の縦断面図、(b) はその平面図。
発振器の縦断面図、(b) はその平面図。
【図2】従来の圧電発振器の一例を示す縦断面図。
【図3】他の従来の圧電発振器の一例を示す縦断面図。
20 パッケージ本体、21 凹陥部、25 第1の段
差、25a パッド、26 水晶振動素子、27 導電
性接着剤、30 第2の段差、31 カバー、35 第
3の段差、40、41 配線パターン、45 電子部
品、50 金属蓋、55 外部電極、60 導電性物
質。
差、25a パッド、26 水晶振動素子、27 導電
性接着剤、30 第2の段差、31 カバー、35 第
3の段差、40、41 配線パターン、45 電子部
品、50 金属蓋、55 外部電極、60 導電性物
質。
Claims (2)
- 【請求項1】 複数の段差を内部に有した凹陥部を上面
に形成したパッケージ本体と、該凹陥部内の第1の段差
上に接続固定された圧電振動子と、該第1の段差の上方
に位置する第2の段差に載置されて該第1の段差を含む
空間を気密封止するカバーと、該カバーの上面と面一の
状態で平坦面を構成する第3の段差と、パッケージ本体
の凹陥部の開口全体を閉止する金属蓋と、を有した圧電
発振器であって、 上記カバーの上面と第3の段差上面にかけて連続形成さ
れた配線パターンと、該配線パターン上の任意の位置に
実装された電子部品と、から成ることを特徴とする圧電
発振器。 - 【請求項2】 上記パッケージ本体と、上記カバーをセ
ラミックにて構成したことを特徴とする請求項1記載の
圧電発振器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17543198A JPH11355047A (ja) | 1998-06-08 | 1998-06-08 | 圧電発振器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17543198A JPH11355047A (ja) | 1998-06-08 | 1998-06-08 | 圧電発振器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11355047A true JPH11355047A (ja) | 1999-12-24 |
Family
ID=15995993
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17543198A Pending JPH11355047A (ja) | 1998-06-08 | 1998-06-08 | 圧電発振器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11355047A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002290201A (ja) * | 2001-03-26 | 2002-10-04 | Seiko Epson Corp | 弾性表面波装置及びその製造方法 |
EP1381151A1 (en) * | 2001-04-18 | 2004-01-14 | Toyo Communication Equipment Co., Ltd. | Piezoelectric oscillator and its manufacturing method |
US7468574B2 (en) | 2003-12-10 | 2008-12-23 | Epson Toyocom Corporation | Piezoelectric resonator for oscillator and surface mount type piezoelectric oscillator |
US7710002B2 (en) | 2006-06-21 | 2010-05-04 | Epson Toyocom Corporation | Piezoelectric resonator for oscillator and surface mount type piezoelectric oscillator |
US7978016B2 (en) | 2008-08-19 | 2011-07-12 | Nihon Dempa Kogyo Co., Ltd | Crystal oscillator |
-
1998
- 1998-06-08 JP JP17543198A patent/JPH11355047A/ja active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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