KR20110091463A - 압전 진동자 및 이것을 사용한 발진기 - Google Patents

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요시히사 단게
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세이코 인스트루 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 과제는 베이스 기판(2)의 표면에 설치한 실장부(9)에 압전 진동편(4)을 외팔보 상태로 실장하여, 압전 진동편(4)을 리드 기판(3)에 의해 덮도록 수납한 압전 진동자(1)에 있어서, 압전 진동편(4)에 구동 전력을 공급하는 배선 전극(5)의 저항을 작게 하여 진동 성능의 저하를 방지한다.
베이스 기판(2)에 형성한 제1 관통 전극(10a)과 실장부(9) 사이에 제1 배선 전극(5a)을 형성하고, 리드 기판(3)의 베이스 기판(2)측의 표면에 제2 배선 전극(5b)을 형성하고, 제1 배선 전극(5a)과 제2 배선 전극(5b)을, 실장부(9)의 근방에 있어서 제1 접속부(7a)에 의해, 제1 관통 전극(10a)의 근방에 있어서 제2 접속부(7b)에 의해 각각 전기적으로 접속하여, 배선 전극(5)의 저항을 저하시켰다.

Description

압전 진동자 및 이것을 사용한 발진기{PIEZOELECTRIC VIBRATOR AND OSCILLATOR USING THE SAME}
본 발명은 기판 사이에 형성한 캐비티에 압전 진동편을 봉입한 압전 진동자 및 이것을 사용한 발진기에 관한 것으로, 특히 소형의 압전 진동자에 관한 것이다.
최근, 휴대 전화나 휴대 정보 단말의 시각원(time source)이나 타이밍원(timing source)에 수정 등을 이용한 압전 진동자가 사용되고 있다. 압전 진동자에는 다양한 것이 알려져 있지만, 그 중 하나로서 표면 실장형의 압전 진동자가 알려져 있다. 표면 실장형의 압전 진동자로서, 압전 진동편이 형성된 압전 기판을 베이스 기판과 리드 기판에 의해 상하로부터 끼워 넣은 3층 구조 타입의 것이 알려져 있다. 압전 진동편은 베이스 기판과 리드 기판 사이에 형성되는 캐비티 내에 수납된다. 최근에는, 2층 구조 타입의 압전 진동자가 개발되어 있다. 이 타입은 베이스 기판 또는 리드 기판의 내면에 오목부로 이루어지는 캐비티를 형성하여, 베이스 기판의 표면에 압전 진동편을 실장하고, 베이스 기판의 주위에 리드 기판을 직접 접합하여 당해 캐비티에 압전 진동편을 수납한다. 이 2층 구조 타입의 압전 진동자는 3층 구조 타입에 비해 박형화를 도모할 수 있는 등의 점에 있어서 우수하다(예를 들어, 특허 문헌 1을 참조).
도 6은 2층 구조 타입의 압전 진동자(100)의 설명도이다. 도 6의 (a)가 압전 진동자(100)의 단면 모식도이고, (b)가 하측 기판인 베이스 기판(101)의 상면 모식도이고, (c)가 상측 기판인 리드 기판(102)의 상면 모식도이다. 또한, 도 6의 (a)는 도 6의 (b), (c)의 상면도에 도시하는 부분 CC의 단면을 나타낸다.
도 6의 (a)에 도시한 바와 같이, 압전 진동자(100)는 베이스 기판(101)과, 베이스 기판(101)의 외주 상면에 접합재(106)를 통해 접합된 리드 기판(102)과, 베이스 기판(101)의 상면에 외팔보 상태로 실장된 압전 진동편(103)으로 구성되어 있다. 리드 기판(102)의 베이스 기판(101)측의 표면에는 오목부로 이루어지는 캐비티(110)가 형성되어, 압전 진동편(103)을 수납하고 있다.
압전 진동편(103)으로서 수정판이 사용된다. 베이스 기판(101)에는 관통 전극(104a, 104b)이 매립되어, 외면에 있어서 외부 전극(105a, 105b)에, 내면에 있어서 배선 전극(107a, 107b)에 각각 접속된다. 배선 전극(107a, 107b) 상에 압전 진동편(103)이 실장되어 있다.
도 6의 (b)에 도시한 바와 같이, 2개의 관통 전극(104a, 104b)은 대략 대각부에 형성되고, 배선 전극(107b)은 상변의 코너부로부터 하변 코너부까지 형성되고, 배선 전극(107a)은 관통 전극(104a)의 상면과 그 근방의 베이스 기판(101) 상에 형성되어 있다. 그리고, 배선 전극(107a, 107b)의 각각의 상면에 실장 부재(108)가 형성되고, 그 위에 압전 진동편(103)이 외팔보 형상으로 보유 지지되어 있다.
압전 진동편(103)의 양면에는 대향하여 여진 전극(109a, 109b)이 형성되고, 압전 진동편(103)의 하변 단부에 형성된 단자 전극(111a, 111b)에 전기적으로 접속하고, 실장 부재(108)를 통해 각 배선 전극(107a, 107b)에 접속되어 있다. 따라서, 외부 전극(105a)은 관통 전극(104a), 배선 전극(107a), 실장 부재(108), 단자 전극(111a)을 통해 여진 전극(109a)에 전기적으로 접속한다. 또한, 외부 전극(105b)은 관통 전극(104b), 배선 전극(107b), 실장 부재(108), 단자 전극(111b)을 통해 여진 전극(109b)에 전기적으로 접속한다. 즉, 외부 전극(105a, 105b)으로부터 여진 전극(109a, 109b)으로 구동 전력을 부여하여 압전 진동편(103)을 여진시켜, 일정 주기의 신호를 취출할 수 있다.
일본 특허 출원 공개 제2009-232449호 공보
최근, 휴대 기기나 휴대 단말의 소형화가 진행되고 있다. 이것에 수반하여, 압전 진동자(100)도 소형화가 요구되고 있다. 압전 진동자(100)를 소형화하면, 압전 진동편(103)이나 배선 전극(107)의 사이즈나, 접합재(106)의 면적도 작게 할 필요가 있다. 그러나, 예를 들어 압전 진동편(103)으로서 수정판을 사용한 경우에, 압전 진동편(103)을 작게 하면 CI값(크리스탈ㆍ임피던스값)이 커져 진동 특성이 열화된다. 또한, 캐비티(110) 내는 압전 진동편(103)의 진동을 안정시키기 위해 대기로부터 차단해 둘 필요가 있다. 예를 들어, 캐비티(110) 내를 진공으로 유지한다. 그로 인해, 접합재(106)는 어느 정도의 폭을 갖게 할 필요가 있다.
또한, 배선 전극(107b)과 여진 전극(109) 사이의 기생 용량이 형성되면, 진동 특성이 열화된다. 그로 인해, 배선 전극(107b)과 여진 전극(109)은 평면에서 볼 때 겹치지 않도록 형성할 필요가 있다. 또한, 베이스 기판(101)과 리드 기판(102)을, 접합재(106)를 통해 접합할 때에 가열한다. 그러면, 배선 전극(107a, 107b)의 배선 저항이 증가해 버리는 경우가 있다. 이들의 사정으로부터, 압전 진동자(100)를 소형화하는 경우에, 압전 진동편(103)의 크기나, 접합재(106)의 폭을 필요 이상으로 작게 할 수 없고, 그 결과, 압전 진동자(100)의 소형화를 진행시키면 배선 전극(107b)의 전극 폭이 좁아져, 그 저항이 증가하여 마찬가지로 진동 특성이 열화된다고 하는 과제가 있었다.
본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 진동 특성을 열화시키지 않고 소형화할 수 있는 압전 진동자를 제공하는 것을 목적으로 하여 이루어졌다.
본 발명에 의한 압전 진동자는 베이스 기판과, 상기 베이스 기판의 표면에 형성한 실장부에 있어서 외팔보 상태로 보유 지지되는 압전 진동편과, 상기 베이스 기판에 설치되어, 상기 압전 진동편을 덮도록 수납하는 리드 기판을 구비하는 압전 진동자이며, 상기 압전 진동편은 그 외표면에 구동용의 제1 및 제2 여진 전극을 갖고, 상기 베이스 기판은 그 표면으로부터 반대측의 이면에 걸쳐서 관통하는 제1 및 제2 관통 전극과, 상기 표면에 형성되어, 일단부가 상기 제1 관통 전극에 접속하고 타단부가 상기 실장부에 접속하는 제1 배선 전극과, 상기 제1 배선 전극 상이고 상기 실장부의 근방에 위치하는 제1 접속부와 상기 제1 관통 전극의 근방에 위치하는 제2 접속부를 갖고, 상기 리드 기판은 상기 압전 진동편이 실장되는 측의 표면에 형성되는 제2 배선 전극을 갖고, 상기 제1 배선 전극과 상기 제2 배선 전극은 상기 제1 및 제2 접속부에 있어서 전기적으로 접속하고, 상기 제1 여진 전극은, 상기 실장부와 상기 제1 및 제2 배선 전극을 통해 상기 제1 관통 전극과 전기적으로 접속하고, 상기 제2 여진 전극은 상기 실장부를 통해 상기 제2 관통 전극과 전기적으로 접속하도록 하였다.
또한, 상기 압전 진동편은 평판 형상을 갖고, 상기 제1 여진 전극과 상기 제2 여진 전극은 각각 상기 평판 형상의 표면 및 이면에 대면하여 형성되어 있고, 상기 제1 및 제2 배선 전극은 상기 베이스 기판을 그 표면의 법선 방향으로부터 보았을 때에, 상기 제1 및 제2 여진 전극과 겹치지 않는 위치에 설치되도록 하였다.
또한, 상기 리드 기판은 상기 압전 진동편을 수납하기 위한 오목부를 갖고, 상기 오목부를 구성하는 측벽의 상면이 상기 베이스 기판에 접합하여, 상기 측벽의 상면과 상기 오목부의 저면 사이에 제1 및 제2 단차부가 형성되어 있고, 상기 제1 및 제2 단차부의 상면과 측면에는 각각 제1 및 제2 단차 전극이 형성되어 있고, 상기 제1 단차 전극은 상기 제2 배선 전극의 일단부와 상기 제1 접속부를 전기적으로 접속하고, 상기 제2 단차 전극은 상기 제2 배선 전극의 타단부와 상기 제2 접속부를 전기적으로 접속하도록 하였다.
본 발명에 의한 발진기는 상기 어느 하나에 기재된 압전 진동자와, 상기 압전 진동자에 구동 신호를 공급하는 구동 회로를 구비하도록 하였다.
본 발명에 따르면, 실장부와 제1 관통 전극 사이의 배선을, 베이스 기판 상에 형성한 제1 배선 전극과 리드 기판 상에 형성한 제2 배선 전극의 병렬 접속으로 하였으므로, 배선 저항을 저감시켜, 진동 특성의 저하를 방지한 소형의 압전 진동자를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 압전 진동자의 설명도.
도 2는 본 발명의 실시 형태에 관한 압전 진동자의 모식적인 상면도.
도 3은 본 발명의 실시 형태에 관한 압전 진동자의 모식적인 종단면도.
도 4는 본 발명의 실시 형태에 관한 압전 진동자의 모식적인 종단면도.
도 5는 본 발명의 실시 형태에 관한 발진기의 상면 모식도.
도 6은 종래 공지의 압전 진동자의 설명도.
본 발명의 압전 진동자는 베이스 기판과, 베이스 기판의 표면에 실장부에 있어서 외팔보 상태로 보유 지지한 압전 진동편과, 압전 진동편을 덮도록 수납하고, 베이스 기판 주변부의 접합부에 있어서 접합한 리드 기판을 구비하고 있다. 압전 진동편은 그 표면과 이면에 압전 진동편을 여진시키기 위한 제1 여진 전극 및 제2 여진 전극을 갖고 있다. 베이스 기판은 그 표면으로부터 반대측의 이면에 걸쳐서 관통하는 제1 및 제2 관통 전극과, 그 표면에 형성되어, 일단부가 제1 관통 전극에 접속하고 타단부가 실장부에 접속하는 제1 배선 전극과, 제1 배선 전극 상이고, 실장부의 근방에 위치하는 제1 접속부와 제1 관통 전극의 근방에 위치하는 제2 접속부를 갖고 있다. 리드 기판은 압전 진동편이 실장되는 측의 표면에 제2 배선 전극을 갖고 있고, 제1 배선 전극과 제2 배선 전극은 상기 제1 접속부와 제2 접속부를 통해 전기적으로 접속하고 있다. 제1 여진 전극은 실장부와 제1 및 제2 배선 전극을 통해 제1 관통 전극에 전기적으로 접속하고, 제2 여진 전극은 실장부를 통해 제2 관통 전극에 전기적으로 접속한다.
압전 진동자의 외형을 작게 하면, 베이스 기판의 1변에 제1 및 제2 관통 전극을 근접 형성하는 것이 어려워진다. 따라서, 제1 및 제2 관통 전극을 베이스 기판면의 가능한 한 이격된 위치에 형성한다. 한편, 압전 진동편은 실장부에 외팔보 형상으로 설치할 필요가 있다. 그로 인해, 베이스 기판 상에 배선 전극을 형성하여, 서로 이격되는 제1 및 제2 관통 전극의 어느 한쪽 또는 양쪽으로부터 배선 전극을 빼서 실장부에 접속할 필요가 있다. 본 발명에서는 배선 전극을 베이스 기판과 리드 기판의 양쪽에 형성하여, 제1 및 제2 접속부를 통해 전기적으로 접속하였다. 즉, 실장부와 제1 관통 전극 사이는 베이스 기판 상에 설치한 제1 배선 전극과 리드 기판에 형성한 제2 배선 전극을 병렬 접속하여, 실장부와 제1 관통 전극 사이의 저항을 내리도록 하였다.
또한, 베이스 기판 및 리드 기판을 글래스 기판으로 할 수 있다. 글래스 기판으로 하면, 세라믹스 기판을 사용하는 경우와 비교하여 성형 가공이 용이해진다. 또한, 글래스 재료는 열전도율이 낮으므로, 외부 온도 변화가 압전 진동편으로 전달되기 어려워, 급격한 온도 변화의 영향을 받기 어렵게 할 수 있다. 또한, 글래스 기판은 투명하므로, 패키지에 조립한 후에 레이저광을 사용하여 트리밍을 행할 수도 있다. 또한, 베이스 기판과 리드 기판은 양극 접합이 가능하므로 패키지 내의 기밀성을 장기간 유지할 수 있다.
압전 진동편으로서, AT 모드의 수정 기판을 사용할 수 있다. 실장부는 도전성 접착재나 금속 범프를 사용할 수 있다. 금속 범프를 사용하면, 압전 진동편을 단시간에 실장할 수 있으므로, 외팔보 형상으로 접착하는 것이 용이해진다. 접속부는 도전 접착재나 금속 범프를 사용할 수 있다.
또한, 제1 여진 전극과 제2 여진 전극을 압전 진동편을 통해 대면시켜 형성하고, 제1 및 제2 배선 전극은, 베이스 기판을 그 표면의 법선 방향으로부터 보았을 때에, 제1 및 제2 여진 전극과 겹치지 않는 위치에 설치한다. 이에 의해, 제1 및 제2 배선 전극과 제1 및 제2 여진 전극 사이에 형성되는 기생 용량을 저감시켜, 압전 진동편의 진동을 안정시킬 수 있다.
또한, 리드 기판에 압전 진동편을 수납하기 위한 오목부를 형성할 수 있다. 이 오목부의 측벽 상면을 베이스 기판의 주변부에 접합한다. 제2 배선 전극은 오목부의 저면에 형성한다. 이 경우에, 오목부의 저면과 측벽 상면 사이에 제1 및 제2 단차부를 형성하고, 제1 및 제2 단차부의 상면과 측면에 각각 제1 및 제2 단차 전극을 형성한다. 그리고, 제1 단차 전극은 제2 배선 전극의 일단부와 제1 접속부를 전기적으로 접속하고, 제2 단차 전극은 제2 배선 전극의 타단부와 제2 접속부를 전기적으로 접속한다.
이와 같이, 제1 및 제2 접속부가 설치되는 위치에 각각 제1 및 제2 단차부를 형성하고, 이 제1 및 제2 단차 전극을 통해 제2 배선 전극에 접속하면, 제1 및 제2 단차부의 단차만큼, 제1 및 제2 접속부의 높이를 낮게 할 수 있다. 예를 들어, 압전 진동편의 실장부측의 표면과 제1 및 제2 단차부의 상면을 베이스 기판의 표면으로부터 동일한 정도의 거리가 되도록 단차부를 형성하면, 실장부와 제1 및 제2 접속부를 동일 공정에서 동시에 형성할 수 있다. 예를 들어, 실장부와 제1 및 제2 접속부를 금속 범프에 의해 형성하는 경우에는, 동일 금속의 범프를 동일 공정에서 적재하고, 동일 공정에서 접속(플립 칩 접속)할 수 있다. 이하, 도면을 사용하여 상세하게 설명한다.
(제1 실시 형태)
본 발명의 제1 실시 형태에 관한 압전 진동자(1)를, 도 1 내지 도 3을 사용하여 설명한다. 도 1은 압전 진동자(1)의 설명도로, 도 1의 (a)가 압전 진동자(1)의 외관도, 도 1의 (b)가 분해 사시도이다. 도 2는 압전 진동자(1)의 모식적인 상면도로, 도 2의 (a)가 압전 진동편(4)을 실장한 베이스 기판(2)의 상면 모식도이고, 도 2의 (b)는 리드 기판(3)의 상면 모식도이다. 도 3은 압전 진동자(1)의 모식적인 종단면도로, 도 3의 (a)가 부분 BB의 단면 모식도이고, 도 3의 (b)가 부분 AA의 단면 모식도이다. 동일한 부분 또는 동일한 기능을 갖는 부분에는 동일한 번호를 부여하였다.
도 1에 도시한 바와 같이, 압전 진동자(1)는 베이스 기판(2)과, 베이스 기판(2)의 표면에 실장한 압전 진동편(4)과, 오목부(16)를 형성하여, 오목부(16)의 측벽 상면과 베이스 기판(2)의 주변부를 접합 부재(13)를 통해 접합한 리드 기판(3)을 구비하고 있다. 여기서, 압전 진동편(4)은 AT 모드로 진동하는 수정판을 사용하였다. 베이스 기판(2)과 리드 기판(3)은 글래스 재료를 사용하였다. 베이스 기판(2)과 리드 기판(3)은 양극 접합에 의해 접합하였다. 직사각 형상의 압전 진동자(1)의 긴 변은 수㎜ 이하이고, 두께는 0.1㎜ 이하이다.
베이스 기판(2)은 직사각형 형상을 갖는다. 베이스 기판(2)은 그 대각 영역에 표면(H)으로부터 이면(R)에 걸쳐서 관통하는 2개의 관통 전극(10a, 10b)을 구비하고, 그 표면(H)의 주변부에 접합 부재(13)를 구비하고 있다. 베이스 기판(2)은 한쪽의 짧은 변 근방이고 접합 부재(13)의 내주측에, 제1 및 제3 배선 전극(5a, 5c)과, 제1 및 제3 배선 전극(5a, 5c) 상에 형성한 제1 및 제2 실장부(9a, 9b)와, 제1 배선 전극(5a) 상에 형성한 제1 접속부(7a)를 구비하고 있다. 또한, 베이스 기판(2)은 다른 쪽의 짧은 변 근방이고 접합 부재(13)의 내주측에, 상기 한쪽의 짧은 변 근방으로부터 연장 설치한 제1 배선 전극(5a)과, 그 위에 형성한 제2 접속부(7b)를 구비하고 있다. 베이스 기판(2)의 이면(R)은 그 한쪽의 짧은 변의 다른 쪽의 코너부에 제2 관통 전극(10b)과 전기적으로 접속하는 제2 외부 전극(11b)과, 다른 쪽의 짧은 변의 한쪽의 코너부에 제1 관통 전극(10a)과 전기적으로 접속하는 제1 외부 전극(11a)[도 3의 (a)를 참조]과, 다른 쪽의 코너부에 형성한 더미 전극(11c)을 구비하고 있다.
압전 진동편(4)은 직사각형 형상의 박판으로 이루어지고, 그 양 표면에 압전 진동편(4)을 구동하기 위한 제1 및 제2 여진 전극(6a, 6b)[도 3의 (a)를 참조]을 구비하고 있다. 압전 진동편(4)은, 또한 한쪽의 짧은 변 근방의 한쪽의 표면으로부터 그 짧은 변의 측면을 통해 다른 쪽의 표면에 걸쳐서 제1 및 제2 단자 전극(12a, 12b)을 구비하고 있고, 제1 단자 전극(12a)은 제1 여진 전극(6a)에 접속하고, 제2 단자 전극(12b)은 제2 여진 전극(6b)에 접속한다. 압전 진동편(4)은 제1 및 제2 실장부(9a, 9b)에 외팔보 형상으로 실장되어 있다.
리드 기판(3)은 그 베이스 기판(2)측의 표면에 오목부(16)를 구비하고, 압전 진동편(4)을 수납할 수 있다. 오목부(16)의 저면(15)은 평탄면이고, 한쪽의 긴 변의 근방을 따라서 형성한 제2 배선 전극(5b)을 구비하고 있다. 리드 기판(3)을 베이스 기판(2)에 접합했을 때에, 한쪽의 짧은 변 근방에 있어서 제1 접속부(7a)의 상면이 제2 배선 전극(5b)에 접촉하고, 다른 쪽의 짧은 변 근방에 있어서 제2 접속부(7b)의 상면이 제2 배선 전극(5b)에 접촉한다. 이에 의해, 제1 배선 전극(5a)과 제2 배선 전극(5b)은 한쪽의 짧은 변 근방, 즉 제1 실장부(9a) 근방과, 다른 쪽의 짧은 변 근방, 즉 제1 관통 전극(10a) 근방에 있어서 각각 제1 및 제2 접속부(7a, 7b)를 통해 전기적으로 접속한다.
도 2 및 도 3을 사용하여 보다 구체적으로 설명한다. 베이스 기판(2)의 외주부에, 예를 들어 알루미늄이나 실리콘 등으로 이루어지는 접합 부재(13)를 설치하고 있다. 베이스 기판(2)의 접합 부재(13)의 내주측이고, 한쪽의 짧은 변(이하, 하변이라고 함)과 우변의 코너부에 제2 관통 전극(10b)을 설치하고, 다른 쪽의 짧은 변(이하, 상변이라고 함)과 좌변의 코너부 영역에 제1 관통 전극(10a)을 설치하였다. 제1 및 제2 관통 전극(10a, 10b)은 도전 접착재나 금속을 사용할 수 있다. 금속을 사용하여 그 표면을 글래스 재료와 융착하면, 장기간 기밀성을 유지할 수 있다.
베이스 기판(2)의 표면(H)이고 접합 부재(13)의 내주측에, 제1 및 제3 배선 전극(5a, 5c)을 서로 이격하여 형성하였다. 제1 배선 전극(5a)은 접합 부재(13)의 내주측의 하변과 좌변의 코너부 영역으로부터 좌변을 따라서 다른 쪽의 짧은 변(이하, 상변이라고 함)까지 연장 설치하고, 제1 관통 전극(10a)의 상면을 덮도록 형성하여, 제1 관통 전극(10a)과 전기적으로 접속하였다. 제3 배선 전극(5c)은 접합 부재(13)의 내주측의 하변과 좌변의 코너부 영역에 제2 관통 전극(10b)의 상면을 덮도록 형성하여, 제2 관통 전극(10b)과 전기적으로 접속하였다. 또한, 리드 기판(3)의 압전 진동편(4)측의 표면에 오목부(16)를 형성하고, 그 좌변측의 저면(15)에는 제2 배선 전극(5b)을 형성하였다. 제1, 제2 및 제3 배선 전극(5a, 5b, 5c)으로서, 금속막, 예를 들어 Au/Cr 등을 사용할 수 있다.
하변 근방의 제1 및 제3 배선 전극(5a, 5c) 상에는 서로 분리된 제1 및 제2 실장부(9a, 9b)(도 1을 참조)를 설치하고, 그 위에 압전 진동편(4)을 외팔보 형상으로 실장하였다. 또한, 하변과 좌변의 코너부 영역과 상변과 좌변의 코너부 영역의 제1 배선 전극(5a) 상에는 각각 제1 및 제2 접속부(7a, 7b)를 형성하였다. 제1 및 제2 실장부(9a, 9b), 제1 및 제2 접속부(7a, 7b)로서 도전성 접착재나 금속 범프를 사용할 수 있다. 금속 범프를 사용하면, 압전 진동편(4)을 압접했을 때에 단시간에 고화되므로, 압전 진동편(4)의 외팔보 형상 실장에 적합하다.
제1 실장부(9a)는 압전 진동편(4)의 하변에 형성한 제1 단자 전극(12a)과 전기적으로 접속하고, 제2 실장부(9b)는 압전 진동편(4)의 하변에 형성한 제2 단자 전극(12b)과 전기적으로 접속한다. 또한, 제1 배선 전극(5a)과 제2 배선 전극(5b)은 제1 접속부(7a)와 제2 접속부(7b)에 있어서 도통한다. 또한, 베이스 기판(2)의 표면(H)의 법선 방향으로부터 볼 때, 압전 진동편(4)에 형성한 제1 및 제2 여진 전극(6a, 6b)과, 제1 및 제2 배선 전극(5a, 5b)은 겹치지 않도록 설치하였다.
이 결과, 제1 여진 전극(6a)은 제1 단자 전극(12a), 제1 실장부(9a), 제1 및 제2 배선 전극(5a, 5b) 및 제1 관통 전극(10a)을 통해 제1 외부 전극(11a)에 전기적으로 접속하고, 제2 여진 전극(6b)은 제2 단자 전극(12b), 제2 실장부(9b), 제3 배선 전극(5c) 및 제2 관통 전극(10b)을 통해 제2 외부 전극(11b)에 전기적으로 접속한다. 따라서, 제1 및 제2 외부 전극(11a, 11b)에 구동용 전력을 부여하여 압전 진동편(4)을 진동시킴으로써, 제1 및 제2 외부 전극(11a, 11b)으로부터 주파수 신호를 취출할 수 있다.
상기와 같이 구성하였으므로, 제1 배선 전극(5a)과 제2 배선 전극(5b)은 제1 및 제2 접속부(7a, 7b)에 있어서 전기적으로 접속하므로 병렬 접속으로 되고, 배선 저항을, 예를 들어 약 1/2로 할 수 있다. 또한, 제1 및 제2 배선 전극(5a, 5b)과 제1 및 제2 여진 전극(6a, 6b)이 평면에서 볼 때 겹치지 않도록 형성하였으므로 배선 전극의 기생 용량이 저감되어, 진동의 안정화를 도모할 수 있다. 또한, 상기 제1 실시 형태에서는 리드 기판(3)에 오목부를 형성하였지만, 이것 대신에 베이스 기판(2)에 오목부를 형성해도 좋다.
(제2 실시 형태)
도 4는 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 압전 진동자(1)의 단면 모식도이다. 도 4의 (a)가 도 2의 부분 BB의 단면 모식도이고, 도 4의 (b)가 도 2의 부분 AA의 단면 모식도이다. 제1 실시 형태와 다른 부분은 리드 기판(3)의 오목부(16)의 내측벽과 저면(15) 사이에 단차부(17)를 형성하여, 그 단차부(17)의 표면에 단차 전극(18)을 설치한 점이고, 그 밖의 부분은 제1 실시 형태와 동일하다. 따라서, 이하, 주로 제1 실시 형태와 다른 부분에 대해 설명한다. 동일한 부분 또는 동일한 기능을 갖는 부분에는 동일한 번호를 부여하고 있다.
도 4의 (a) 및 (b)에 도시한 바와 같이, 리드 기판(3)의 오목부(16)의 측벽과 저면(15) 사이에 제1 단차부(17a)와 제2 단차부(17b)를 형성하였다. 제1 및 제2 단차부(17a, 17b)의 상면은 베이스 기판(2)의 표면(H)으로부터의 거리가, 대략 압전 진동편(4)의 베이스 기판(2)측 표면의 표면(H)으로부터의 거리와 대략 동일하게 형성하였다. 제1 및 제2 단차부(17a, 17b)의 상면과 측면에는 각각 제1 및 제2 단차 전극(18a, 18b)을 형성하였다. 제1 단차부(17a)의 상면에 형성한 제1 단차 전극(18a)은 제1 접속부(7a)와 접촉하여 전기적으로 접속하고, 제2 단차부(17b)의 상면에 형성한 제2 단차 전극(18b)은 제2 접속부(7b)와 접촉하여 전기적으로 접속하고 있다. 그리고, 리드 기판(3)의 오목부(16)의 저면(15)에 형성한 제2 배선 전극(5b)의 하변 측단부와 제1 단차 전극(18a)이 전기적으로 접속하고, 제2 배선 전극(5b)의 상변 측단부와 제2 단차 전극(18b)이 전기적으로 접속한다. 이에 의해, 베이스 기판(2)의 하변으로부터 상변에 걸쳐서, 제1 배선 전극(5a)과 제2 배선 전극(5b)은 병렬 접속한다.
오목부(16)의 측벽과 저면(15) 사이에 단차부(17)를 형성하여, 그 상면과 측면에 단차 전극(18)을 형성하였으므로, 제1 및 제2 접속부(7a, 7b)에 제1 및 제2 실장부(9a, 9b)와 동일한 실장 부재, 예를 들어 금속 범프를 형성하고, 압전 진동편(4)을 플립 칩 본딩의 동일 공정에서 동시에 형성할 수 있다. 또한, 이 경우에도 제1 및 제2 배선 전극(5a, 5b)은 압전 진동편(4)의 양면에 형성한 제1 및 제2 여진 전극(6a, 6b)과 평면에서 볼 때 겹치지 않도록 형성하였다.
또한, 제1 및 제2 단차부(17a, 17b)는 베이스 기판(2)의 하변부와 상변부의 오목부(16)측의 벽과 저면(15) 사이에 형성해도 좋고, 하변부와 좌변부의 코너부 및 상변부와 좌변부의 코너부의, 제1 및 제2 접속부(7a, 7b)가 형성되는 영역에만 형성해도 좋다. 그 밖의 구성은 제1 실시 형태와 마찬가지이다.
(제3 실시 형태)
도 5는 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 발진기(40)의 상면 모식도이다. 도 5에 도시한 바와 같이, 발진기(40)는 기판(43), 이 기판 상에 설치한 압전 진동자(1), 집적 회로(41) 및 전자 부품(42)을 구비하고 있다. 압전 진동자(1)는 외부 전극(11a, 11b)에 부여되는 구동 신호에 기초하여 일정 주파수의 신호를 생성하고, 집적 회로(41) 및 전자 부품(42)은 압전 진동자(1)로부터 공급되는 일정 주파수의 신호를 처리하여, 클럭 신호 등의 기준 신호를 생성한다. 본 발명에 의한 압전 진동자(1)는 고신뢰성이고 또한 소형으로 형성할 수 있으므로, 발진기(40)의 전체를 한층 콤팩트하게 구성할 수 있다.
1 : 압전 진동자
2 : 베이스 기판
3 : 리드 기판
4 : 압전 진동편
5 : 배선 전극
6 : 여진 전극
7 : 접속부
9 : 실장부
10 : 관통 전극
11 : 외부 전극
12 : 단자 전극
13 : 접합 부재

Claims (4)

  1. 베이스 기판과,
    상기 베이스 기판의 표면에 형성한 실장부에 있어서 외팔보 상태로 보유 지지되는 압전 진동편과,
    상기 베이스 기판에 설치되어, 상기 압전 진동편을 덮도록 수납하는 리드 기판을 구비하는 압전 진동자이며,
    상기 압전 진동편은 그 외표면에 구동용의 제1 및 제2 여진 전극을 갖고,
    상기 베이스 기판은 그 표면으로부터 반대측의 이면에 걸쳐서 관통하는 제1 및 제2 관통 전극과, 상기 표면에 형성되어, 일단부가 상기 제1 관통 전극에 접속하고 타단부가 상기 실장부에 접속하는 제1 배선 전극과, 상기 제1 배선 전극 상이고 상기 실장부의 근방에 위치하는 제1 접속부와 상기 제1 관통 전극의 근방에 위치하는 제2 접속부를 갖고,
    상기 리드 기판은 상기 압전 진동편이 실장되는 측의 표면에 형성되는 제2 배선 전극을 갖고, 상기 제1 배선 전극과 상기 제2 배선 전극은 상기 제1 및 제2 접속부에 있어서 전기적으로 접속하고,
    상기 제1 여진 전극은 상기 실장부와 상기 제1 및 제2 배선 전극을 통해 상기 제1 관통 전극과 전기적으로 접속하고, 상기 제2 여진 전극은 상기 실장부를 통해 상기 제2 관통 전극과 전기적으로 접속하는, 압전 진동자.
  2. 제1항에 있어서, 상기 압전 진동편은 평판 형상을 갖고, 상기 제1 여진 전극과 상기 제2 여진 전극은 각각 상기 평판 형상의 표면 및 이면에 대면하여 형성되어 있고,
    상기 제1 및 제2 배선 전극은 상기 베이스 기판을 그 표면의 법선 방향으로부터 보았을 때에, 상기 제1 및 제2 여진 전극과 겹치지 않는 위치에 설치되어 있는, 압전 진동자.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 리드 기판은 상기 압전 진동편을 수납하기 위한 오목부를 갖고,
    상기 오목부를 구성하는 측벽의 상면이 상기 베이스 기판에 접합하고,
    상기 측벽의 상면과 상기 오목부의 저면 사이에 제1 및 제2 단차부가 형성되어 있고,
    상기 제1 및 제2 단차부의 상면과 측면에는 각각 제1 및 제2 단차 전극이 형성되어 있고,
    상기 제1 단차 전극은 상기 제2 배선 전극의 일단부와 상기 제1 접속부를 전기적으로 접속하고, 상기 제2 단차 전극은 상기 제2 배선 전극의 타단부와 상기 제2 접속부를 전기적으로 접속하는, 압전 진동자.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 압전 진동자와,
    상기 압전 진동자에 구동 신호를 공급하는 구동 회로를 구비하는, 발진기.
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