JP2007235289A - Piezoelectric oscillator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子機器内に搭載される電子部品の一つである圧電発振器に関し、特に電子部品として使用の際に、出力信号周波数の不要な変化が小さい圧電発振器に関する。 The present invention relates to a piezoelectric oscillator that is one of electronic components mounted in an electronic device, and more particularly to a piezoelectric oscillator in which an unnecessary change in output signal frequency is small when used as an electronic component.
従来、携帯用通信機器等の電子機器内には、電子部品の一つとして圧電発振器が搭載され、基準信号発生源或いはタイミングデバイスとして使用されている。 Conventionally, in an electronic device such as a portable communication device, a piezoelectric oscillator is mounted as one of electronic components and used as a reference signal generation source or a timing device.
かかる従来の圧電発振器の一形態を図5及び図6に例示する。圧電発振器100を構成する第1のパッケージ体90は、外形形状が概略平板形状であり且つ絶縁性の第1の基体91の一方の主面には凹形状の第1の空間部92が形成され、この第1の空間部92内には水晶を材料とした圧電振動素子93が搭載され、圧電振動素子93は第1の基体91の他方の主面に形成した第2のパッケージ体接続用電極端子94と電気的に接続されており、蓋体95が、第1の空間部92を囲繞する第1の基体91の構造部の一部である第1の側壁部91aの第1の空間部92開口側端面に、第1の空間部92開口部を塞ぐ形態で配置固着されて、第1の空間部92を気密封止して形成されている。
An example of such a conventional piezoelectric oscillator is illustrated in FIGS. The
又、圧電発振器100を構成する第2のパッケージ体80は、外形形状が概略平板形状であり、第1の基体の主面の大きさと同程度の主面の大きさを有し、且つ絶縁性の第2の基体81の一方の主面には、凹形状の第2の空間部82が形成され、この第2の空間部82内には、少なくとも上記圧電振動素子を励振させる発振回路が形成された集積回路素子83が配置され、この集積回路素子83は第2の空間部82を囲繞する第2の基体81の構造部の一部であるの第2の側壁部81aの第2の空間部52開口側端面の角部に形成された外部接続用電極端子84と電気的に接続されており、更に集積回路素子83は第2の基体81の他方の主面の四隅に形成した第1のパッケージ体接続用電極端子85とも電気的に接続されている。
Further, the
この第1のパッケージ体90に形成した第2のパッケージ体接続用端子94と、第2のパッケージ体80に形成した第1のパッケージ体接続用端子85とを、導電性接着材や半田などの導電性接合材86により所定の電極端子間を機械的及び電気的に接続固着して圧電発振器100を形成している。
A second package
上述したような圧電発振器については、下記のような先行技術文献が開示されている。
尚、出願人は前記した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を、本件出願時までに発見するに至らなかった。 In addition, the applicant has not found any prior art documents related to the present invention by the time of filing of the present application other than the prior art documents specified by the above prior art document information.
しかしながら、上述したような形態の圧電発振器においては、圧電発振器を稼働させた時に、第2のパッケージ体内に搭載された集積回路素子から発生した熱が、第2の基体及び第1の基体を介して、第1のパッケージ体内に搭載された圧電振動素子に伝わってしまい、その熱のため、圧電振動素子の温度特性に起因する圧電振動素子の振動周波数の不要な変動が生じてしまう虞がある。特に集積回路素子からの距離が短い構造部分から伝導する熱の影響が大きい。 However, in the piezoelectric oscillator having the above-described form, when the piezoelectric oscillator is operated, heat generated from the integrated circuit element mounted in the second package body passes through the second base and the first base. Therefore, the heat is transmitted to the piezoelectric vibration element mounted in the first package body, and the heat may cause unnecessary fluctuations in the vibration frequency of the piezoelectric vibration element due to the temperature characteristics of the piezoelectric vibration element. . In particular, the influence of heat conducted from a structural portion having a short distance from the integrated circuit element is large.
又、圧電発振器の小型化が進むにつれ、第2のパッケージ体の容積に占める集積回路素子の容積が大きくなるため、集積回路素子の発する熱が圧電発振器を構成する他の部材へ伝わり易くなる傾向がある。 Further, as the size of the piezoelectric oscillator is further reduced, the volume of the integrated circuit element occupying the volume of the second package body is increased, and therefore, the heat generated by the integrated circuit element tends to be easily transmitted to other members constituting the piezoelectric oscillator. There is.
本発明は上記課題を解決するために案出されたものであり、その目的は、集積回路素子から発する熱が圧電振動素子に伝導することを抑制することにより、所定の周波数信号を安定して出力する圧電発振器を提供することにある。 The present invention has been devised in order to solve the above-mentioned problems, and its purpose is to stabilize a predetermined frequency signal by suppressing conduction of heat generated from the integrated circuit element to the piezoelectric vibration element. The object is to provide a piezoelectric oscillator for output.
本発明に係る圧電発振器の一形態は、外形形状が略平板形状であり且つ絶縁性の第1の基体の一方の主面には、凹形状の第1の空間部が形成され、この第1の空間部内には圧電振動素子が搭載され、この圧電振動素子は第1の基体の他方の主面に形成した第2のパッケージ体接続用電極端子と電気的に接続されており、蓋体が、第1の空間部を囲繞する第1の側壁部の該第1の空間部開口側端面に、第1の空間部開口部を塞ぐ形態で配置固着されて、この蓋体により第1の空間部を気密封止した第1のパッケージ体と、
外形形状が略平板形状であり且つ絶縁性の第2の基体の一方の主面には、凹形状の第2の空間部が形成され、この第2の空間部内には少なくとも発振回路が形成された集積回路素子が配置され、この集積回路素子は第2の空間部を囲繞する第2の側壁部の第2の空間部開口側端面の角部に形成された外部接続用電極端子と電気的に接続されており、更に集積回路素子は第2の基体の他方の主面の四隅に形成した第1のパッケージ体接続用電極端子とも電気的に接続された第2のパッケージ体とを、
この第1のパッケージ接続用端子と第2のパッケージ接続用端子とを機械的及び電気的に接続固着することで一体に構成して成る圧電発振器において、
上記第2のパッケージ体接続用電極端子が形成されている領域以外の第1のパッケージ体の他方の主面には、少なくとも1つの、環状の第1の金属層が形成されており、又、上記第1のパッケージ体接続用電極端子が形成されている領域以外の第2のパッケージ体の他方の主面には、第1の金属層と対向する位置に、第1の金属層と同形状の第2の金属層が形成されており、この第1の金属層と第2の金属層とは接合材により全周にわたり機械的に接合し、この第1の金属層、第2の金属層及び接合材により囲繞された環内に第3の空間部が形成されており、且つこの第3の空間部内が真空であることを特徴とする。
In one embodiment of the piezoelectric oscillator according to the present invention, the outer shape is a substantially flat plate shape, and a concave first space is formed on one main surface of the insulating first base. A piezoelectric vibration element is mounted in the space, and this piezoelectric vibration element is electrically connected to a second package body connection electrode terminal formed on the other main surface of the first base, and the lid is The first space part opening side end surface of the first side wall part surrounding the first space part is disposed and fixed in a form of closing the first space part opening part, and the first space is provided by the lid body. A first package body hermetically sealing the part;
A concave second space portion is formed on one main surface of the insulating second base body having a substantially flat outer shape, and at least an oscillation circuit is formed in the second space portion. The integrated circuit element is electrically connected to the electrode terminal for external connection formed at the corner of the second space opening side end surface of the second side wall surrounding the second space. And the integrated circuit element further includes a second package body electrically connected to the first package body connection electrode terminals formed at the four corners of the other main surface of the second substrate.
In the piezoelectric oscillator formed integrally by mechanically and electrically connecting and fixing the first package connection terminal and the second package connection terminal,
At least one annular first metal layer is formed on the other main surface of the first package body other than the region where the second package body connection electrode terminal is formed, and The other main surface of the second package body other than the region where the first package body connection electrode terminal is formed has the same shape as the first metal layer at a position facing the first metal layer. The second metal layer is formed, and the first metal layer and the second metal layer are mechanically joined to each other by a bonding material, and the first metal layer and the second metal layer are joined together. And a third space is formed in the ring surrounded by the bonding material, and the inside of the third space is vacuum.
又、本発明に係る圧電発振器の他の形態は、外形形状が略平板形状であり且つ絶縁性の第1の基体の一方の主面には、凹形状の第1の空間部が形成され、この第1の空間部内には圧電振動素子が搭載され、この圧電振動素子は第1の基体の他方の主面に形成した第2のパッケージ体と電気的接続をするための第1の電極端子と電気的に接続されており、蓋体が、第1の空間部を囲繞する第1の側壁部の第1の空間部開口側端面に、第1の空間部開口部を塞ぐ形態で配置固着されて、第1の空間部を気密封止した第1のパッケージ体と、
外形形状が略平板形状であり且つ絶縁性の第2の基体の一方の主面には、凹形状の第2の空間部が形成され、この第2の空間部内には少なくとも発振回路が形成された集積回路素子が配置され、この集積回路素子は第2の空間部を囲繞する第2の側壁部の第2の空間部開口側端面の角部に形成された第1のパッケージ体と電気的接続をするための第2の電極端子と電気的に接続されており、更に集積回路素子は第2の基体の他方の主面の四隅に形成した外部接続用電極端子とも電気的に接続された第2のパッケージ体とを、
第1の電極端子と第2の電極端子とを機械的及び電気的に接続することで一体に構成して成る圧電発振器において、
上記第1の電極端子が形成されている領域以外の第1のパッケージ体の他方の主面に、少なくとも1つの環状の第1の金属層が形成されており、
上記第1のパッケージ体と第2のパッケージ体との間には、一方の矩形状の主面の四隅に第1のパッケージ体接続用の第3の電極端子が形成され、且つ上記第1の金属層と相対向する主面上の位置に、この第1の金属層と同形状の第2の金属層が形成され、更に他方の矩形状の主面の四隅に第2のパッケージ体接続用の第4の電極端子が形成されており、対向する各々の第3の電極端子と第4の電極端子とが導通している構造の絶縁基板が配置されており、
対向する各々の第1の電極端子と第3の電極端子、及び対向する各々の第2の電極端子と第4の電極端子が、導電性接合材により機械的及び電気的に接続固着されており、且つ第1の金属層と第2の金属層とが接合材により全周にわたり機械的に接合し、第1の金属層、第2の金属層及び接合材により囲繞された環内に第3の空間部が形成されており、且つこの第3の空間部内が真空であることを特徴とする。
In another form of the piezoelectric oscillator according to the present invention, the outer shape is a substantially flat plate shape, and a concave first space is formed on one main surface of the insulating first base, A piezoelectric vibration element is mounted in the first space, and the piezoelectric vibration element is a first electrode terminal for electrical connection with the second package body formed on the other main surface of the first base. The lid is disposed and fixed in such a manner as to close the first space portion opening on the first space portion opening side end surface of the first side wall portion surrounding the first space portion. A first package body hermetically sealing the first space portion;
A concave second space portion is formed on one main surface of the insulating second base body having a substantially flat outer shape, and at least an oscillation circuit is formed in the second space portion. The integrated circuit element is electrically connected to the first package body formed at the corner of the second space portion opening side end surface of the second side wall portion surrounding the second space portion. The integrated circuit element is also electrically connected to external connection electrode terminals formed at the four corners of the other main surface of the second substrate. A second package body,
In the piezoelectric oscillator formed integrally by mechanically and electrically connecting the first electrode terminal and the second electrode terminal,
At least one annular first metal layer is formed on the other main surface of the first package body other than the region where the first electrode terminal is formed,
Between the first package body and the second package body, third electrode terminals for connecting the first package body are formed at four corners of one rectangular main surface, and the first package body is formed. A second metal layer having the same shape as that of the first metal layer is formed at a position on the main surface opposite to the metal layer, and the second package body connection is provided at the four corners of the other rectangular main surface. A fourth electrode terminal is formed, and an insulating substrate having a structure in which each third electrode terminal and the fourth electrode terminal facing each other are electrically connected is disposed.
Each opposing first electrode terminal and third electrode terminal, and each opposing second electrode terminal and fourth electrode terminal are mechanically and electrically connected and fixed by a conductive bonding material. In addition, the first metal layer and the second metal layer are mechanically bonded to each other by a bonding material, and the third metal is surrounded by the first metal layer, the second metal layer, and the bonding material. The space portion is formed, and the inside of the third space portion is a vacuum.
本発明に係る圧電発振器によれば、圧電発振器を構成する第1のパッケージ体と第2のパッケージ体との間に、又は第1のパッケージ体と絶縁基板との間に、環状の第1の金属層,環状の第2の金属層及び接合材により、環内部の空間を気密に封止した第3の空間部が形成されており、且つこの第3の空間部内が真空であることにより、第2のパッケージ体に搭載された集積回路素子から発した熱が、第3の空間部内の真空の断熱作用により、第1のパッケージ体及び第1のパッケージ体内に搭載された圧電振動素子に伝導することを抑制することができ、圧電発振器として所定の周波数信号を安定して出力することが可能となる。特に、第3の空間部が集積回路素子と圧電振動素子との最短距離の間に形成されているので、より熱伝導を抑制することができる。又、内部を真空とする第3の空間部を形成することは、圧電発振器の大きさに関係なく形成できるので、圧電発振器の小型化が進んだ場合においても、内部が真空の第3の空間部を形成し、上記作用を奏することは可能である。 According to the piezoelectric oscillator in accordance with the present invention, the first annular body is provided between the first package body and the second package body constituting the piezoelectric oscillator or between the first package body and the insulating substrate. By the metal layer, the annular second metal layer, and the bonding material, a third space part that hermetically seals the space inside the ring is formed, and the inside of the third space part is vacuum, Heat generated from the integrated circuit element mounted in the second package body is conducted to the first package body and the piezoelectric vibration element mounted in the first package body by the heat insulating action of the vacuum in the third space. As a piezoelectric oscillator, it is possible to stably output a predetermined frequency signal. In particular, since the third space portion is formed between the shortest distance between the integrated circuit element and the piezoelectric vibration element, heat conduction can be further suppressed. In addition, the formation of the third space portion having a vacuum inside can be formed regardless of the size of the piezoelectric oscillator. Therefore, even when the size of the piezoelectric oscillator is reduced, the third space in which the inside is vacuum is formed. It is possible to form the part and achieve the above-described action.
又、本発明に係る圧電発振器の一形態では、第1のパッケージ体に形成した第1の金属層と、第2のパッケージ体に形成した第2の金属層とを、第3の空間部を形成するために接合材を介して接合しているため、従来の同形態の圧電発振器に比べ、第1のパッケージ体と第2のパッケージ体との接合強度が著しく高くなり、圧電発振器全体としての剛性を高くすることが可能となる。 Moreover, in one form of the piezoelectric oscillator according to the present invention, the first metal layer formed on the first package body and the second metal layer formed on the second package body are combined with the third space portion. Since bonding is performed via a bonding material to form, the bonding strength between the first package body and the second package body is significantly higher than that of the conventional piezoelectric oscillator of the same form, and the piezoelectric oscillator as a whole The rigidity can be increased.
因って、本発明により、出力信号の周波数が高安定であり、小型化にも対応でき、且つ部品としての剛性も高い圧電発振器を提供することが可能となる効果を奏する。 Therefore, according to the present invention, there is an effect that it is possible to provide a piezoelectric oscillator in which the frequency of the output signal is highly stable, can cope with downsizing, and has high rigidity as a component.
以下、本発明を添付した各図面に基づいて詳細に説明する。
図1は、本発明に係る圧電発振器の一実施形態を示す分解斜視図である。図2は、図1記載圧電発振器を組立後に、図1記載の仮想切断線A1−A2で切断した場合の断面図である。図3は、本発明に係る圧電発振器を構成する第1のパッケージ体及び第2のパッケージ体を示した平面図であり、(a)は第1のパッケージ体を第1のパッケージ体を構成する第1の基体の他方の主面側から示した平面図であり、(b)は第2のパッケージ体を第2のパッケージ体を構成する第2の基体の他方の主面側から示した平面図である。図5は、本発明に係る圧電発振器の他の実施形態を示す断面図である。尚、各図において同じ符号を付した構造部品は同じものを示している。又、各図では、説明を明りょうにするため構造体の一部を図示せず、また寸法も一部誇張して図示している。特に各図の厚み方向寸法は誇張して図示している。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is an exploded perspective view showing an embodiment of a piezoelectric oscillator according to the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of the piezoelectric oscillator shown in FIG. 1 after being assembled and cut along a virtual cutting line A1-A2 shown in FIG. FIG. 3 is a plan view showing a first package body and a second package body constituting the piezoelectric oscillator according to the present invention, and FIG. 3A shows the first package body constituting the first package body. It is the top view shown from the other main surface side of the 1st substrate, and (b) is the plane which showed the 2nd package body from the other main surface side of the 2nd substrate which constitutes the 2nd package body. FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view showing another embodiment of the piezoelectric oscillator according to the present invention. In addition, the structural components which attached | subjected the same code | symbol in each figure have shown the same thing. In each of the drawings, a part of the structure is not shown, and some dimensions are exaggerated for clarity. In particular, the thickness dimension in each figure is exaggerated.
即ち、図1乃至図3に図示した圧電発振器30は、大略的には第1のパッケージ体10と第2のパッケージ体20を重ねて接合した形態を有している。第1のパッケージ体10は、外形形状が略平板形状であり、且つガラスーセラミック、アルミナセラミックス等の絶縁性材料から形成される第1の基体11の一方の主面に、凹形状の第1の空間部12が形成されている。
That is, the
この第1の空間部12内には、主構造材である圧電材として水晶を使用した圧電振動素子13が搭載され、この圧電振動素子13は第1の基体11の他方の主面に形成した、圧電振動素子の入力端子及び出力端子、又はグランド端子等の機能を有する第2のパッケージ接続用電極端子14と電気的に接続されており、42アロイやコバール,リン青銅等の金属板から成る蓋体15が、第1の空間部12を囲繞する第1の基体11の一部を構成する第1の側壁部11aの第1の空間部12開口側端面に、第1の空間部12開口部を塞ぐ形態で配置固着されて、第1の空間部12を気密封止した形態の第1のパッケージ体10を成している。
In the
又、第1のパッケージ体10を構成する第1の基体11の他方の主面には、第2のパッケージ体接続用電極端子14が形成されている領域以外の主面上を環状に囲う形態の帯状の第1の金属層16が形成されている。この第1の金属層16は、タングステン(W)または、モリブデン(Mo)等から成るメタライズ層を第1の基体の他方の主面上に形成し、このメタライズ層上にニッケル(Ni)層を形成し、このNi層の上には、金(Au)層が形成されている積層構造を成している。
Further, the other main surface of the
尚、第1の基体11を構成する部材がガラス−セラミック等のセラミック材料から成る場合は、例えば、セラミック材料粉末に適当な有機溶剤等を添加・混合して得たセラミックグリーンシートの表面等に、配線導体となる導体ペーストを従来周知のスクリーン印刷等によって塗布するとともに、これを複数枚積層してプレス成形した後、高温で焼成することによって製作される。
In addition, when the member which comprises the 1st base |
本実施例1では第1のパッケージ体10の内部に収容される圧電振動素子13は、その主構造材として水晶を用いている。この圧電振動素子13は、人工水晶体より所定のカットアングルで切り出した水晶片に外形加工を施すことにより、矩形平板状の水晶素板を形成し、その水晶素板の両主面上に一対の励振用電極(図示なし)を被着して構成されている。外部からの変動電圧が一対の励振用電極を介して水晶素板に印加されると、水晶素板が所定の振動モード及び周波数で振動を起こす。この圧電振動素子13は、その両主面に形成した一対の励振用電極を導電性接着剤を介して、第1の空間部12内底面上に形成した圧電振動素子接続用電極パッドに電気的及び機械的に接続固着させることによって搭載される。
In the first embodiment, the
第2のパッケージ体20は、外形形状が略平板形状であり、且つガラスーセラミック、アルミナセラミックス等のセラミック材料等の絶縁性材料から形成される第2の基体21の一方の主面に、凹形状の第2の空間部22が形成されている。この第2の空間部22内には少なくとも発振回路が形成された集積回路素子23を配置し、この集積回路素子23を第2の空間部22を囲繞する第2の基体21の一部を構成する第2の側壁部21aの第2の空間部開口側端面の角部に形成された外部接続用電極端子24と電気的に接続し、更に集積回路素子23は、第2の基体21の他方の主面の四隅に形成した第1のパッケージ体接続用電極端子25とも電気的に接続している。
The
又、この第2のパッケージ体20を構成する第2の基体21の他方の主面上には、第1の基体の他方の主面上に形成されている第1の金属層16に相対向する位置に、且つ第1の金属層16と同形状の第2の金属層26が形成されている。この第2の金属層26は、タングステン(W)または、モリブデン(Mo)等から成るメタライズ層を第2の基体の他方の主面上に形成し、このメタライズ層上にニッケル(Ni)層を形成し、このNi層の上には、金(Au)層が形成されている積層構造を成している。
Further, on the other main surface of the
尚、上記集積回路素子23としては、例えば、集積回路素子23の実装面に第2の空間部22底面に形成した集積回路素子接続用電極パッドと1対1に対応する複数個の接続パッドを有した平板矩形状のフリップチップ型の集積回路素子が用いられ、その集積回路形成面には、周囲の温度状態を検知する感温素子(サーミスタ)、圧電振動素子13の温度特性を補償するための温度補償データを格納するメモリ、温度補償データに基づいて圧電振動素子13の振動特性を温度変化に応じて補正する温度補償回路、及び温度補償回路に接続されて所定の発振出力を生成する発振回路等が設けられ、この発振回路で生成された発振出力信号は、圧電発振器外部に出力された後、例えば、当該圧電発振器を搭載した電子機器におけるクロック信号等の基準信号として利用されることとなる。
As the
以上のような形態の第1のパッケージ体10と第2のパッケージ体20とを、第1のパッケージ体10に形成した第2のパッケージ体接続用電極端子14と、第2のパッケージ体20に形成した第1のパッケージ体接続用電極端子25とを、導電性接着剤又は半田などの導電性接合材31により機械的且つ電気的に接続固着すると共に、第1のパッケージ体10に形成した第1の金属層16と、第2のパッケージ体20に形成した第2の金属層26とを、金属層上全周にわたり形成された接合材32により機械的に接続固着することにより、圧電発振器30が構成されている。
The
第1のパッケージ体10に形成した第1の金属層16と、第2のパッケージ体20に形成した第2の金属層26とを上記接合材32により機械的に接続固着することにより、第1のパッケージ体10と第2のパッケージ体20との間には、第1の金属層16,第2の金属層26及び接合材32により囲繞密封された第3の空間部33が形成されている。又、この第3の空間部33内は真空に成っている。このように第3の空間部内を真空にする方法としては、第1の金属層16と第2の金属層26とを接合材32を介して接続固着する工程を真空中で行うことにより可能となる。
The
又、本発明に係る圧電発振器の他の形態を、図4に断面図を例示して説明する。即ち、図4に示した圧電発振器40は、大略的には第1のパッケージ体10と第2のパッケージ体50を重ねて接合した形態を有している。第1のパッケージ体10は、外形形状が略平板形状であり、且つガラスーセラミック、アルミナセラミックス等のセラミック材料等の絶縁性材料から形成される第1の基体11の一方の主面に、凹形状の第1の空間部12が形成されている。
Another embodiment of the piezoelectric oscillator according to the present invention will be described with reference to FIG. That is, the
この第1の空間部12内には、主構造材である圧電材として水晶を使用した圧電振動素子13が搭載され、この圧電振動素子13は、第1の基体11の他方の主面に形成した圧電振動素子の入力端子及び出力端子の機能、及び第1のパッケージ体のグランド端子の機能を有する第2のパッケージと電気的接続をするための第1の電極端子44と電気的に接続されており、42アロイやコバール,リン青銅等の金属板から成る蓋体15が、第1の空間部12を囲繞する第1の基体11の一部を構成する第1の側壁部11aの第1の空間部12開口側端面に、第1の空間部12開口部を塞ぐ形態で配置固着されて、第1の空間部12を気密封止した形態の第1のパッケージ体10を成している。
In the
又、第1のパッケージ体10を構成する第1の基体11の他方の主面には、第1の電極端子44が形成されている領域以外の主面上を環状に囲う形態の帯状の第1の金属層16が形成されている。この第1の金属層16は、タングステン(W)または、モリブデン(Mo)等から成るメタライズ層を第1の基体11の他方の主面上に形成し、このメタライズ層上にニッケル(Ni)層を形成し、このNi層の上には、金(Au)層が形成されている積層構造を成している。
Further, the other main surface of the
尚、第1の基体11を構成する部材がガラス−セラミック等のセラミック材料から成る場合は、例えば、セラミック材料粉末に適当な有機溶剤等を添加・混合して得たセラミックグリーンシートの表面等に、配線導体となる導体ペーストを従来周知のスクリーン印刷等によって塗布するとともに、これを複数枚積層してプレス成形した後、高温で焼成することによって製作される。
In addition, when the member which comprises the 1st base |
本実施例2では第1のパッケージ体10の内部に収容される圧電振動素子13は、その主構造材として水晶を用いている。この圧電振動素子13は、人工水晶体より所定のカットアングルで切り出した水晶片に外形加工を施すことにより、矩形平板状の水晶素板を形成し、その水晶素板の両主面上に一対の励振用電極(図示なし)を被着して構成されている。外部からの変動電圧が一対の励振用電極を介して水晶素板に印加されると、水晶素板が所定の振動モード及び周波数で振動を起こす。この圧電振動素子13は、その両主面に形成した一対の励振用電極を、導電性接着剤を介して、第1の空間部12内底面上に形成した圧電振動素子接続用電極パッドに電気的及び機械的に接続固着させることによって搭載される。
In the second embodiment, the
第2のパッケージ体50は、外形形状が略平板形状であり、且つガラスーセラミック、アルミナセラミックス等の絶縁性材料から形成される第2の基体51の一方の主面に、凹形状の第2の空間部52が形成されている。この第2の空間部52内には少なくとも発振回路が形成された集積回路素子53を配置し、この集積回路素子53を第2の空間部52を囲繞する第2の基体51の一部を構成する第2の側壁部51aの第2の空間部開口側端面の角部に形成された第1のパッケージ体と電気的接続をするための第2の電極端子54と電気的に接続し、更に集積回路素子53は、第2の基体51の他方の主面の四隅に形成した外部接続用電極端子55とも電気的に接続している。
The
尚、上記集積回路素子53としては、例えば、集積回路素子53の実装面に第2の空間部52底面に形成した集積回路素子接続用電極パッドと1対1に対応する複数個の接続パッドを有した平板矩形状のフリップチップ型の集積回路素子が用いられ、その集積回路形成面には、周囲の温度状態を検知する感温素子(サーミスタ)、圧電振動素子13の温度特性を補償するための温度補償データを格納するメモリ、温度補償データに基づいて圧電振動素子13の振動特性を温度変化に応じて補正する温度補償回路、及び温度補償回路に接続されて所定の発振出力を生成する発振回路等が設けられ、この発振回路で生成された発振出力信号は、圧電発振器外部に出力された後、例えば、当該圧電発振器を搭載した電子機器におけるクロック信号等の基準信号として利用されることとなる。
The
この第1のパッケージ体10と第2のパッケージ体50との間には、一方の矩形状の主面の四隅に第1のパッケージ体接続用の第3の電極端子61が形成され、且つ上記第1の金属層16と対向する一方の主面上の相対向する位置に、この第1の金属層16と同形状の第2の金属層62が形成され、更に他方の矩形状の主面の四隅に第2のパッケージ体接続用の第4の電極端子63が形成されており、外形形状が略平板形状であり、且つガラス布基材エポキシ樹脂やポリカーボネイト,エポキシ樹脂,ポリイミド樹脂等の樹脂材料や、ガラスーセラミック,アルミナセラミックス等のセラミック材料等の絶縁性材料から形成される絶縁基板60が配置されている。尚、絶縁基板本体を挟んで対向する各々の第3の電極端子61と第4の電極端子63とは、絶縁基板60を厚み方向に貫通するビアホール等で導通している。又、第2の金属層62は、タングステン(W)または、モリブデン(Mo)等から成るメタライズ層を絶縁基板60の一方の主面上に形成し、このメタライズ層上にニッケル(Ni)層を形成し、このNi層の上には、金(Au)層が形成されている積層構造を成している。
Between the
以上のような形態の第1のパッケージ体10,絶縁基板60及び第2のパッケージ体50を、第1のパッケージ体10に形成した第1の電極端子44と絶縁基板60に形成した第3の電極端子61とを、又、第2のパッケージ体に形成した第2の電極端子54と絶縁基板60に形成した第4の電極端子63とを、導電性接着剤又は半田などの導電性接合材31により機械的且つ電気的に接続固着すると共に、第1のパッケージ体10に形成した第1の金属層16と、絶縁基板60に形成した第2の金属層62とを、金属層上全周にわたり形成された接合材32により機械的に接続固着することにより、圧電発振器40が構成されている。
The
本実施例2に開示の圧電発振器においても、第1のパッケージ体10に形成した第1の金属層16と、絶縁基板60に形成した第2の金属層62とを、上記接合材32により機械的に接続固着することにより、第1のパッケージ体10と絶縁基板60との間には、第1の金属層16,第2の金属層62及び接合材32により囲繞密封された第3の空間部64が形成されている。又、この第3の空間部64内は真空に成っている。このように第3の空間部64内を真空にする方法としては、第1の金属層16と第2の金属層62とを接合材32を介して接続固着する工程を真空中で行うことにより可能となる。
Also in the piezoelectric oscillator disclosed in the second embodiment, the
尚、本発明は上述の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。例えば、本実施例1及び2に開示の圧電発振器において、第1の金属層,第2の金属層及び接合材により囲繞密封してなる第3の空間部33及び72の外観形状を略十字形としたものを示したが、本発明は第3の空間部の外観形状を本実施例に限定するものではなく、本発明と同様な作用効果を奏するのであれば、他に、矩形状,円形状又は多角形状の外環形状を有する第3の空間部を形成したものでも構わない。又、上述したような第3の空間部を第1のパッケージ体と第2のパッケージ体との間、又は第1のパッケージ体と絶縁基板との間に複数個形成したものでも良い。
In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, A various change, improvement, etc. are possible in the range which does not deviate from the summary of this invention. For example, in the piezoelectric oscillators disclosed in the first and second embodiments, the external shape of the
30,40・・・圧電発振器
10・・・第1のパッケージ体
11・・・第1の基体
12・・・第1の空間部
13・・・圧電振動素子
14・・・第2のパッケージ体接続用電極端子
15・・・蓋体
20,50・・・第2のパッケージ体
21,51・・・第2の基体
22,52・・・第2の空間部
23,53・・・集積回路素子
24,55・・・外部接続用電極端子
25・・・第1のパッケージ体接続用電極端子
16・・・第1の金属層
26,62・・・第2の金属層
31・・・導電性接合材
32・・・接合材
33,64・・・第3の空間部
44・・・第1の電極端子
54・・・第2の電極端子
61・・・第3の電極端子
63・・・第4の電極端子
60・・・絶縁基板
DESCRIPTION OF
Claims (2)
外形形状が略平板形状であり且つ絶縁性の第2の基体の一方の主面には、凹形状の第2の空間部が形成され、該第2の空間部内には少なくとも発振回路が形成された集積回路素子が配置され、該集積回路素子は該第2の空間部を囲繞する第2の側壁部の該第2の空間部開口側端面の角部に形成された外部接続用電極端子と電気的に接続されており、更に該集積回路素子は該第2の基体の他方の主面の四隅に形成した第1のパッケージ体接続用電極端子とも電気的に接続された第2のパッケージ体とを、
該第1のパッケージ接続用電極端子と該第2のパッケージ接続用電極端子とを機械的及び電気的に接続固着することで一体に構成して成る圧電発振器において、
該第2のパッケージ体接続用電極端子が形成されている領域以外の該第1のパッケージ体の他方の主面には、少なくとも1つの環状の第1の金属層が形成されており、又、該第1のパッケージ体接続用電極端子が形成されている領域以外の該第2のパッケージ体の他方の主面には、該第1の金属層と相対向する位置に、該第1の金属層と同形状の第2の金属層が形成されており、該第1の金属層と該第2の金属層とは接合材により全周にわたり機械的に接合し、該第1の金属層、該第2の金属層及び接合材により囲繞された環内に第3の空間部を形成しており、且つ該第3の空間部内が真空であることを特徴とする圧電発振器。 A concave first space portion is formed on one main surface of the insulating first base body having a substantially flat outer shape, and a piezoelectric vibration element is mounted in the first space portion. The piezoelectric vibration element is electrically connected to a second package body connection electrode terminal formed on the other main surface of the first base, and a lid surrounds the first space portion. The first side wall portion is arranged and fixed to the first space portion opening side end face so as to close the first space portion opening, and the first space portion is hermetically sealed by the lid. 1 package body,
A concave second space portion is formed on one main surface of the insulating second base body having a substantially flat outer shape, and at least an oscillation circuit is formed in the second space portion. An integrated circuit element, and the integrated circuit element has an external connection electrode terminal formed at a corner of the second space opening side end surface of the second side wall surrounding the second space. A second package body which is electrically connected, and the integrated circuit element is also electrically connected to first package body connection electrode terminals formed at the four corners of the other main surface of the second base. And
In the piezoelectric oscillator formed integrally by mechanically and electrically connecting and fixing the first package connection electrode terminal and the second package connection electrode terminal,
At least one annular first metal layer is formed on the other main surface of the first package body other than the region where the second package body connection electrode terminal is formed, and On the other main surface of the second package body other than the region where the first package body connection electrode terminal is formed, the first metal is positioned opposite to the first metal layer. A second metal layer having the same shape as the layer is formed, and the first metal layer and the second metal layer are mechanically bonded to each other by a bonding material, and the first metal layer, A piezoelectric oscillator, wherein a third space is formed in an annulus surrounded by the second metal layer and a bonding material, and the inside of the third space is a vacuum.
外形形状が略平板形状であり且つ絶縁性の第2の基体の一方の主面には、凹形状の第2の空間部が形成され、該第2の空間部内には少なくとも発振回路が形成された集積回路素子が配置され、該集積回路素子は、該第2の空間部を囲繞する第2の側壁部の該第2の空間部開口側端面の角部に形成された該第1のパッケージ体と電気的接続をするための第2の電極端子と電気的に接続されており、更に該集積回路素子は、該第2の基体の他方の主面の四隅に形成した外部接続用電極端子とも電気的に接続された第2のパッケージ体とを、
該第1の電極端子と該第2の電極端子とを機械的及び電気的に接続することにより一体に構成して成る圧電発振器において、
該第1の電極端子が形成されている領域以外の該第1のパッケージ体の他方の主面に、少なくとも1つの環状の第1の金属層が形成されており、
該第1のパッケージ体と第2のパッケージ体との間には、一方の主面の四隅に第1のパッケージ体接続用の第3の電極端子が形成され、且つ該第1の金属層と相対向する位置に、該第1の金属層と同形状の第2の金属層が形成され、更に他方の主面の四隅に第2のパッケージ体接続用の第4の電極端子が形成されており、対向する各々の該第3の電極端子と第4の電極端子とが導通している、主面形状が矩形状の絶縁基板が配置されており、
対向する各々の該第1の電極端子と該第3の電極端子、及び対向する各々の該第2の電極端子と該第4の電極端子が、導電性接合材により機械的及び電気的に接続固着されており、且つ該第1の金属層と該第2の金属層とが接合材により全周にわたり機械的に接合し、該第1の金属層、該第2の金属層及び接合材により囲繞された環内に第3の空間部が形成されており、且該第3の空間部内が真空であることを特徴とする圧電発振器。 A concave first space portion is formed on one main surface of the insulating first base body having a substantially flat outer shape, and a piezoelectric vibration element is mounted in the first space portion. The piezoelectric vibration element is electrically connected to a first electrode terminal for electrical connection with a second package body formed on the other main surface of the first base, and the lid body is The first side wall portion surrounding the first space portion is disposed and fixed to the end surface on the first space portion opening side so as to close the first space portion opening, and the lid body fixes the first space portion. A first package body hermetically sealing the space of 1;
A concave second space portion is formed on one main surface of the insulating second base body having a substantially flat outer shape, and at least an oscillation circuit is formed in the second space portion. The integrated circuit element is arranged, and the integrated circuit element is formed at a corner of the second side wall opening side end surface of the second side wall portion surrounding the second space portion. An external connection electrode terminal formed at the four corners of the other main surface of the second base body and electrically connected to a second electrode terminal for electrical connection with the body. A second package body electrically connected to each other,
In the piezoelectric oscillator formed integrally by mechanically and electrically connecting the first electrode terminal and the second electrode terminal,
At least one annular first metal layer is formed on the other main surface of the first package body other than the region where the first electrode terminals are formed,
Between the first package body and the second package body, third electrode terminals for connecting the first package body are formed at four corners of one main surface, and the first metal layer and A second metal layer having the same shape as the first metal layer is formed at a position facing each other, and fourth electrode terminals for connecting the second package body are formed at the four corners of the other main surface. Each of the opposing third electrode terminal and the fourth electrode terminal is conductive, and an insulating substrate having a rectangular main surface is disposed,
Each of the opposing first electrode terminal and the third electrode terminal, and each of the opposing second electrode terminal and the fourth electrode terminal are mechanically and electrically connected by a conductive bonding material. The first metal layer and the second metal layer are mechanically bonded to each other by a bonding material, and the first metal layer, the second metal layer, and the bonding material A piezoelectric oscillator, wherein a third space is formed in an enclosed ring, and the inside of the third space is a vacuum.
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