JP2002100932A

JP2002100932A - 圧電発振器

Info

Publication number: JP2002100932A
Application number: JP2000289647A
Authority: JP
Inventors: Masaru Morimoto; 勝森本
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2000-09-22
Filing date: 2000-09-22
Publication date: 2002-04-05
Anticipated expiration: 2020-09-22
Also published as: JP3437827B2

Abstract

(57)【要約】【課題】圧電振動子を発振回路に接続するための配線
パターンとグランドパターンとにおける寄生容量の発生
を抑制することができると共に、グランド電位の安定化
を図ることができ、耐ノイズ性に優れ正確で安定した発
振を行うことができる小型の圧電発振器を提供する。【解決手段】上部キャビティー部５と下部キャビティ
ー部１０とが隔壁８で隔てられている容器体１と、上部
キャビティー部５に収容される圧電振動子２と、下部キ
ャビティー部１０に収容される発振回路を構成するＩＣ
チップ３及び電子部品４１〜４４と、容器体１の下面周
囲に形成され発振回路に接続される外部端子電極１１〜
１４とを備え、容器体１の隔壁８を構成する積層体の層
間において、発振回路を接地するためのグランドパター
ン１１１と圧電振動子２を発振回路に接続するための圧
電振動子用配線パターン１１３，３１とが寄生容量の発
生を抑制する配置関係とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば移動体通信
制御機器等に用いられる容器体のキャビティ内に圧電振
動子を収容した圧電発振器に関し、特にオーバートーン
発振を用いた高周波発振に適した圧電発振器に関する。
ここで、圧電振動子とは、水晶板、圧電セラミック基
板、単結晶圧電基板を用いた振動子を含む。

【０００２】

【従来の技術】圧電発振器として、例えば、水晶発振器
は、移動体通信制御機器やＬＡＮを制御する制御機器内
に実装され、その作動を制御する発振周波数を発生させ
る非常に重要な部品である。例えば、移動体通信制御機
器等に用いられる水晶発振器は、移動体通信制御機器の
小型化に伴い、容積を非常に小型化しなくてはならな
い。

【０００３】このような小型化を達成する表面実装型水
晶発振器として、例えば、特開平１０−２８０２４号に
は、矩形状の単板状基板と枠状脚部とから成り、開口が
矩形状のキャビティー部を底面に有した容器体を用い、
その容器体の表面に水晶振動子を実装すると共に、容器
体のキャビティー部内にＩＣチップを実装する構造が提
案されている。

【０００４】図２１〜図２４は、かかる従来の表面実装
型水晶発振器１５０を示す。

【０００５】この水晶発振器１５０は、容器体１５１、
矩形状の水晶振動子１５２、発振制御用回路を構成する
ＩＣチップ１５３及び金属製蓋体１５４とから主に構成
されている。

【０００６】この水晶発振器１５０は、矩形状の単板状
のセラミック基板１５５と枠状脚部１５６とを一体化し
た容器体１５１を用い、この容器体１５１の底面にキャ
ビティー部１５７を形成していた。

【０００７】尚、容器体１５１の表面とキャビティー部
１５７の底面を仕切る単板状のセラミック基板１５５に
は、その表面側とキャビティー部１５７の底面とを導通
させるビアホール導体１５８が形成されている。また、
その表面には金属製蓋体１５４を封止するための封止導
体パターン１５９が形成されている。また、キャビティ
ー部１５７の底面には、ＩＣ電極パッドを含む配線パタ
ーン１６０が形成されている。さらに、枠状脚部１５６
の底面の４隅部には、外部端子電極１６１〜１６４が形
成されている。

【０００８】そして、この容器体１５１の表面には、水
晶振動子支持台１６９、１７０を介して矩形状の水晶振
動子１５２が導電性接着材１７１、１７２で導電的に接
合し、さらに、水晶振動子１５２を気密的に封止するた
めに封止用導体パターン１５９を用いて皿状の金属製蓋
体１５４を一体的に接合していた。また、キャビティー
部１５７にはＩＣチップ１５３が収容されている。この
ＩＣチップ１５３は、配線パターン１６０であるＩＣ電
極パッドにバンプまたはボンディングワイヤを介して接
続されている。容器体１５１の表面に実装した水晶振動
子１５２は、ビアホール導体１５８、１５８を介してＩ
Ｃチップ１５３と接続され、ＩＣチップ１５３は配線パ
ターン１６０を介して外部端子電極１６１〜１６４に接
続されている。さらに、キャビティー部１５７内には充
填樹脂１７３が充填され、硬化されている。これによ
り、ＩＣチップ１５３は充填樹脂１７３によって完全に
被覆され、耐湿性が向上した構造となっている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の水晶発振器は、基本波レベルの発振周波数帯、
例えば１３ＭＨｚ〜２８ＭＨｚ程度の周波数帯で使用さ
れる比較的低周波の発振器である。このため、音声、静
止画及び動画等のデータを含む大容量の通信情報を高速
で通信処理する、図２５に示すようなギガビットイーサ
ネット（登録商標）を構成するＬＡＮ９０を想定した場
合に、この水晶発振器を用いた通信制御機器では、通信
能力の点で問題があった。

【００１０】具体的には、ネットワークグループＡは、
１０Ｍｂｐｓの通信能力を備えた複数の情報端末９１が
ハブ９３を介してギガビットイーサネットスイッチ９５
に接続されている。また、１００Ｍｂｐｓの通信能力を
備えた複数の情報端末９２は１００Ｍリピータ９４を介
してギガビットイーサネットスイッチ９５Ａに接続され
ている。そして、このギガビットイーサネットスイッチ
９５Ａは１０００Ｍｂｐｓの通信能力を備えたサーバー
９６に接続されている。ネットワークグループＢ，Ｃも
同様の構成になっていて、ネットワークグループＢのギ
ガビットイーサネットスイッチ９５Ｂは、ルーター９７
を介してギガビットイーサネットスイッチ９５Ａに接続
され、ネットワークグループＣのギガビットイーサネッ
トスイッチ９５Ｃは、ルーター９８を介してギガビット
イーサネットスイッチ９５Ａに接続されている。

【００１１】上記ＬＡＮ９０では、○印で示す部分の通
信には２５ＭＨｚ程度のクロック周波数が用いられ、●
印で示す部分の通信には１２５ＭＨｚ程度のクロック周
波数が用いられる。このように、１２５ＭＨｚといった
高周波発振を行う水晶発振器を必要とする各通信制御機
器では、ネットワーク全体の膨大な通信情報を高速かつ
正確に処理することが要求される。しかも、情報通信に
おける高速化の要請下にあっては、１２５ＭＨｚ以上の
更なる高周波発振を行う水晶発振器が必要になってい
く。

【００１２】一方で、高速通信制御機器に用いられる高
周波発振を行う水晶発振器の特性は、図２６に示す周期
ｔ１毎の発振波形の位相変動であるジッタＪの特性が、
情報を正確に処理する上で重要である。

【００１３】ここで、ジッタＪについて詳述する。ジッ
タＪは、図２７に示すように、非変動成分であるジッタ
ＤＪと変動成分であるジッタＲＪとからなるトータルジ
ッタＴＪとして表される。すなわち、下記（１）式ＴＪ＝ＤＪ＋１４ＲＪ…（１）の関係を満たすことが知られている。

【００１４】従って、ジッタＲＪを低く抑えることによ
り、トータルジッタＴＪを抑制することができ、オーバ
ートーン発振を用いた高周波発振を安定して良好に行う
ことができる。具体的には、例えば、１２５ＭＨｚのク
ロック周波数では、８ｎｓを中心値とする標準偏差σが
１０ｐｓ以下である必要がある。

【００１５】上述した従来の水晶発振器は、このような
特性を備えたものではないため、例えば上述したような
ネットワーク全体の膨大な通信情報を高速かつ正確に処
理する通信制御機器には採用することができなかった。

【００１６】また、正確で安定した発振を行うために、
発振回路を接地するためのグランド電位が安定している
必要がある。このために、グランドパターンを広くとる
と、圧電振動子を発振回路に接続するための配線パター
ンと重畳する部分が生じ、その部分で発生する寄生容量
が、発振を不安定にして発振特性を低下させるという問
題があった。

【００１７】本発明は、こうした従来技術の課題を解決
するものであり、圧電振動子を発振回路に接続するため
の配線パターンとグランドパターンとにおける寄生容量
の発生を抑制することができると共に、グランド電位の
安定化を図ることができ、耐ノイズ性に優れ正確で安定
した発振を行うことができる小型の圧電発振器を提供す
ることを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明の圧電発振器は、
上部キャビティー部と下部キャビティー部とが複数の絶
縁層を積層して成る隔壁で隔てられている容器体と、前
記上部キャビティー部に収容される圧電振動子と、前記
下部キャビティー部に収容される発振回路を構成するＩ
Ｃチップ及び電子部品と、前記容器体の下面周囲に形成
され前記発振回路に接続される外部端子とを備え、前記
容器体の隔壁を構成する絶縁層間に、前記発振回路を接
地するためのグランドパターンを、隔壁の下部側主面に
前記圧電振動子を該発振回路に接続するための圧電振動
子用配線パターンを各々配すると共に、前記グランドパ
ターンと前記圧電振動子用配線パターンとが寄生容量の
発生を抑制する配置関係を有して構成されている。

【００１９】より具体的には、前記グランドパターンと
前記圧電振動子用配線パターンとが前記容器体の隔壁を
構成する絶縁層の一部を介して厚み方向の重畳部分が極
小となるように配置されている。また、前記圧電振動子
用配線パターンは、前記圧電振動子の特性を測定するモ
ニタ電極パッドを含んでいる構成とする。

【００２０】この構成によれば、隔壁を構成する積層体
の層間に、大面積のグランドパターンを形成してグラン
ド電位の安定化を図ることが可能となる。また、このグ
ランドパターンに対し圧電振動子用配線パターンが寄生
容量の発生を抑制する配置関係になっている。このた
め、浮遊容量に起因する障害が発生しないので、正確で
安定した発振を行うことが可能となる。

【００２１】また、隔壁で隔てられた容器体の上部キャ
ビティー部に圧電振動子を収容し、下部キャビティー部
に発振回路を構成するＩＣチップ及び電子部品を収容す
る構成をとるので、各素子を狭い空間に凝縮して配置す
ることができると共にＩＣチップ等で構成される発振回
路をノイズから保護できるため、圧電発振器を高信頼
で、かつ小型で実装面積の小さなものとすることが可能
となる。

【００２２】また、圧電振動子とＩＣチップを隔てる容
器体の隔壁に構成した上記グランドパターンによって、
ＩＣチップをノイズから保護して、外部端子電極の出力
端子から出力される発振波形のジッタ成分を低減するこ
とが可能となる。これにより、オーバートーン発振を用
いた安定して良好な高周波発振を行うことが可能とな
る。

【００２３】ここで、オーバートーン発振を用いると、
安定且つ良好な高周波発振を行うことができる点につい
て詳しく説明する。

【００２４】圧電振動子に容量が直列に付加された発振
回路では、発振周波数ｆは、下記（２）式及び（３）式ｆ＝ｆ０（１＋１／｛２γ（１＋ＣＬ／Ｃ０）｝）…（２） γ＝Ｃ０／Ｃ１…（３）の関係を満たすことが知られている。

【００２５】ここで、ｆ０：圧電振動子の直列共振周波
数、Ｃ０：圧電振動子の並列等価容量、Ｃ１：圧電振動
子の直列等価容量、γ：容量比、ＣＬ：圧電振動子の負
荷容量を表す。

【００２６】また、周波数変化量Δｆは、上記（１）式
を変形した下記（４）式 Δｆ＝ｆ−ｆ０＝ｆ０／｛２γ（１＋ＣＬ／Ｃ０）｝…（４）の関係を満たす。

【００２７】この周波数変化量Δｆと負荷容量ＣＬの関
係は、基本波の場合は、図１７に示すように、負荷容量
ＣＬが小さい領域ほど周波数変化量Δｆの傾きが大きく
なる特性を示す。

【００２８】これに対し、３倍波以上のオーバートーン
発振では、図１８に示すように、負荷容量ＣＬが変化し
ても周波数変化量Δｆがほぼ一定となる特性を示す。

【００２９】すなわち、３倍波以上のオーバートーン発
振では、容量比γが大きくなり（γ＞１０００）負荷に
よる周波数変動が少ないことがわかる。

【００３０】従って、３倍波以上のオーバートーン発振
を用いると、安定且つ良好な高周波発振を行うことが可
能となる。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面に基づいて具体的に説明する。

【００３２】（第１の実施形態）図１〜図１１は、本発
明の第１の実施形態による圧電発振器である表面実装型
水晶発振器１００の構成例を示す。発振回路は、３倍波
以上、例えば３倍波のオーバートーン発振回路を例にし
て説明する。

【００３３】この水晶発振器１００は、図２に示すよう
に、上部キャビティー部５と下部キャビティー部１０と
が隔壁８で隔てられた略直方体状の容器体１と、上部キ
ャビティー部５に収容される矩形状の水晶振動子２と、
下部キャビティー部１０に収容される発振回路を構成す
るＩＣチップ３及び４つの電子部品４１〜４４と、金属
製蓋体６及び充填樹脂７とから主に構成されている。

【００３４】容器体１は、複数の略矩形状のセラミック
絶縁層１ａ，１ｂ、中央部及びその上下左右に矩形状の
開口を形成したセラミック絶縁層１ｃ、中央部が十字状
に開口した枠状のセラミック絶縁層１ｄが一体的に積層
されて構成されている。

【００３５】このセラミック絶縁層１ａ，１ｂは、水晶
振動子２とＩＣチップ３及び電子部品４１〜４４とを隔
てる隔壁８となり、また、セラミック絶縁層１ｃ，１ｄ
によって枠状脚部９となる。そして、この枠状脚部９の
内壁面と隔壁８の下面とで囲まれた凹部状が、キャビテ
ィー部１０となる。そして、容器体１の下面の４つの隅
部には、外部端子電極１１〜１４が形成されている。

【００３６】より詳しくは、容器体１の上面、即ち、セ
ラミック絶縁層１ａの上面には、図６に示すように、そ
の外周を取り囲むように封止用導体膜１９が形成されて
いる。また、容器体１表面の長手方向の一端部寄りには
水晶振動子２と接続するための水晶振動子用電極パッド
２０，２１が並設されており、この水晶振動子用電極パ
ッド２０，２１上には水晶振動子２の下面に所定間隔を
形成するための接続用バンプ２２，２３が形成されてい
る。

【００３７】また、このセラミック絶縁層１ａの下面に
は、図７に示すように、水晶振動子用電極パッド２０，
２１と接続するためのビアホール導体２５，２６及び後
述するセラミック絶縁層１ｂの配線パターン３１と接続
するためのビアホール導体２７，２８を包含する島状の
接続用パターン１１３が形成されている。また、この下
面には、ＩＣチップ３に電源を供給すると共に、バイパ
スコンデンサＣｂとなる電子部品４４に接続するための
Ｖｃｃパターン１１２が形成されている。そして、この
Ｖｃｃパターン１１２を実質的に囲むようにほぼ全面に
グランドパターン１１１が形成されている。このグラン
ドパターン１１１に形成されたビアホール導体１３１〜
１３８は、ＩＣチップ３及び発振回路を接地するための
導体経路を形成するためのものである。また、このグラ
ンドパターン１１１に形成されたビアホール導体１２
５，１２６は、セラミック絶縁層１ａの上面に形成され
た封止用導体膜１９とグランドパターン１１１とを接続
するためのものである。そして、金属製蓋体６がこの封
止用導体膜１９に接合されることにより金属製蓋体６に
シールド効果を生じさせる。また、Ｖｃｃパターン１１
２に形成されたビアホール導体１２１〜１２４は、発振
回路のバイパスコンデンサＣｂとなる電子部品４４に接
続すると共に、ＩＣチップ３に電源を供給するための導
体経路を形成するためのものである。

【００３８】セラミック絶縁層１ｂの下面には、図８に
示すように、略中央にＩＣチップ３の搭載部１１４が形
成されていて、その周囲に水晶振動子２の発振特性を単
独で測定するためのモニタ電極パッド３４，３５及び複
数の素子電極パッド３３が形成されている。更に、ＩＣ
チップ３、電子部品４１〜４４及び外部端子電極１１〜
１４を接続して発振回路を構成するための配線パターン
３１が形成されている。この配線パターン３１に形成さ
れたビアホール導体１２１〜１２４、１３１〜１３９、
１２１’、１３６’は、後述するセラミック絶縁層１ｃ
の配線パターン３０と接続されて、ＩＣチップ３及び発
振回路に接続するための導体経路を形成するためのもの
である。尚、搭載部１１４、ビアホール導体１２１，１
２１’，１２２，１２３，１２４は、上述のＶｃｃ電位
の導体経路の一部となり、ビアホール導体１３１〜１３
５，１３７〜１３９は、グランド電位となる。

【００３９】セラミック絶縁層１ｃには、図９に示すよ
うに、略中央に略矩形状のＩＣ用キャビティー１０１が
形成され、その上下左右に略矩形状の電子部品用キャビ
ティー１０２〜１０５が形成されている。そして、この
セラミック絶縁層１ｃの下面には、ＩＣチップ３との接
続を行うためのＩＣ電極パッド３２，３２ａ及び発振回
路を構成するための配線パターン３０が形成されてい
る。また、ビアホール導体１２１，１２４，１３１〜１
３９，１２１’，１３６’は、セラミック絶縁層１ｃの
配線パターン３０及びセラミック絶縁層１ｄの下面に形
成される外部端子電極と接続されて、ＩＣチップ３及び
発振回路に接続するための導体経路を形成するためのも
のである。尚、ビアホール導体１２１，１２４及びＩＣ
電極パッド３２ａは、Ｖｃｃ電位の導体経路の一部をな
す。

【００４０】セラミック絶縁層１ｄの下面には、図１０
に示すように、４隅部に外部端子電極として接地するた
めのＧＮＤ端子１１と、水晶発振器１００を制御するた
めのコントロール端子１２と、電源を供給するためのＶ
ｃｃ端子１３と発振出力を行う出力端子１４とが形成さ
れている。

【００４１】上述したように、上記のセラミック絶縁層
１ａ〜１ｄを積層して構成される容器体１には、各セラ
ミック絶縁層１ａ〜１ｄの各電極パッド及び配線パター
ン３０，３１がビアホール導体を介して各導電経路が形
成されていて、ＩＣチップ３と電子部品４１〜４４で構
成される発振回路と水晶振動子２とが接続されるように
なっている。

【００４２】上述したように、容器体１の隔壁８を構成
する積層体のセラミック絶縁層間において、発振回路を
接地するためのグランドパターン１１１と水晶振動子２
を発振回路に接続するための配線パターン１１３，３１
とが寄生容量の発生を抑制する配置関係を有して構成さ
れている。具体的には、セラミック絶縁層１ａと１ｂと
の層間にグランドパターン１１１を配置し、絶縁層１ｂ
の下部側主面に前記圧電振動子用配線パターン１１３，
３１を配置している。そして、容器体１の隔壁８を構成
するセラミック絶縁層１ｂを介して厚み方向の重畳部分
が極小となるように、例えば、グランドパターン１１１
には、配線パターン３１におけるモニタ電極パッド３
４，３５に対応する位置を含むように切り欠き１１１ａ
が設けられていて、モニタ電極パッド３４，３５を含む
圧電振動子用配線パターン１１３，３１とグランドパタ
ーン１１１とが重畳しないように構成している。

【００４３】これにより、隔壁８を構成する積層体の層
間に、大面積のグランドパターン１１１を形成してグラ
ンド電位の安定化を図ることができる。また、このグラ
ンドパターン１１１に対し配線パターン１１３，３１が
寄生容量の発生を抑制する配置関係になっている。従っ
て、浮遊容量に起因する障害が発生しないので、正確で
安定した発振を行うことができる。

【００４４】また、隔壁８で隔てられた容器体１の上部
キャビティー部５に水晶振動子２を収容し、下部キャビ
ティー部１０に発振回路を構成するＩＣチップ３及び電
子部品４１〜４４を収容する構成をとるので、各素子を
狭い空間に凝縮して配置することができできると共にＩ
Ｃチップ等で構成される発振回路をノイズから保護でき
るため、水晶発振器１００を高信頼で、かつ小型で実装
面積の小さなものとすることができる。

【００４５】また、水晶振動子２とＩＣチップ３を隔て
る容器体１の隔壁８に構成したジッタ低減構造によっ
て、ＩＣチップ３をノイズから保護して、外部端子電極
の出力端子１４から出力される発振波形のジッタ成分を
低減することができる。これにより、オーバートーン発
振を用いた安定して良好な高周波発振を行うことができ
る。

【００４６】上記ジッタ低減構造として、隔壁８を構成
する積層体の層間に、発振回路を接地するためのグラン
ドパターン１１１が配置されている。即ち、水晶振動子
２と発振回路を構成するＩＣチップ３及び電子部品４１
〜４４とを隔てる隔壁８にグランドパターン１１１を形
成することで、大面積のグランドパターン１１１が形成
できるため、グランド電位の安定化を図ると共に、発振
回路と水晶振動子２との間の浮遊容量が低減され、それ
により外部端子電極の出力端子１４から出力される発振
波形のジッタ成分を大幅に低減することができる。従っ
て、オーバートーン発振を用いた安定して良好な高周波
発振をより確実に行うことができる。

【００４７】また、バイパスコンデンサＣｂとなる電子
部品４４に接続され、且つＩＣチップ３に電源を供給す
るＶｃｃパターン１１２が、グランドパターン１１１に
よって実質的に取り囲まれるように形成されているの
で、グランドパターン１１１によってＶｃｃパターン１
１２から発せられるノイズからＩＣチップ３を保護し
て、外部端子電極の出力端子１４から出力される発振波
形のジッタ成分を更に低減することができる。従って、
オーバートーン発振を用いた安定且つ良好な高周波発振
をより一層確実に行うことができる。尚、実質的に取り
囲まれるとは、図７に示すように、その周囲を完全に取
り囲む形態及びその一部がグランドパターン１１１の開
放部から露出する形態を含むものである。

【００４８】また、Ｖｃｃパターン１１２とグランドパ
ターン１１１との間に接続される大容量のバイパスコン
デンサＣｂとなる電子部品４４が、下部キャビティー部
１０に配置され、Ｖｃｃ導体経路のうち、バイパスコン
デンサＣｂとなる電子部品４４の接続部ＰからＩＣチッ
プ３のＶｃｃ電位となるＩＣ電極パッド３２ａまでの距
離を極小化している。即ち、短経路で接続されるように
設定されているので、短経路であるため外来ノイズの影
響が低減されるので外部端子電極に供給される電源電圧
に重畳する高周波ノイズを確実に除去することができ
る。これにより、出力端子１４から出力される発振波形
のジッタ成分を更に低減することができる。従って、オ
ーバートーン発振を用いた安定して良好な高周波発振を
より一層確実に行うことができる。更には、バイパスコ
ンデンサＣｂとなる電子部品４４が下部キャビティー部
１０に配置されるため、プリント配線基板上に実装する
外部回路の部品点数も減少し配線も簡単になるため、高
性能で小型な水晶発振器１００が達成されることにな
る。

【００４９】また、容器体１の開放される下部キャビテ
ィー部１０に収容される発振回路が樹脂で覆われている
ので、発振回路を保護すると共に耐湿性を向上させ、Ｉ
Ｃチップ３の放熱作用を向上させることができる。

【００５０】更には、水晶発振器１００が分周手段を備
え、発振出力を分周可能に構成すれば、発振出力を分周
して所望の周波数による出力を１又は複数得ることがで
きる。尚、分周手段はフリップフロップと論理回路とか
ら構成され、ＩＣチップ３に集積化することができる。

【００５１】次に、上述した容器体１の製造方法につい
て説明する。

【００５２】この容器体１は、セラミック絶縁層１ａ〜
１ｄとなるセラミックグリーンシートを用いて形成す
る。具体的には、絶縁層１ａとなる矩形状セラミックグ
リーンシートに、例えばビアホール導体２５〜２８，１
２１〜１２６，１３１〜１３８となる貫通孔を形成し、
これらの貫通孔にモリブデンやタングステンなどの高融
点金属ペーストを充填する。同時に、このグリーンシー
トの上面に水晶振動子用電極パッド２０、２１となる導
体膜、接続用バンプ２２、２３となる導体膜、封止用導
体膜１９となる導体膜を高融点金属ペーストの印刷によ
り形成する。

【００５３】また、絶縁層１ｂとなる矩形状セラミック
グリーンシートにビアホール導体２７，２８，１２１〜
１２４，１２７，１２８，１３１〜１３９となる貫通孔
を形成し、これらの貫通孔に高融点金属ペーストを充填
する。同時に、このグリーンシートの下面に、素子電極
パッド３３、モニタ電極パッド３４、３５及び発振回路
を構成する配線パターン３１となる導体膜を形成する。

【００５４】また、セラミック絶縁層１ａ又はセラミッ
ク絶縁層１ｂとなるグリーンシートのいずれかに、その
接合面に、ビアホール導体２５〜２８を接続する島状の
接続用パターン１１３、Ｖｃｃパターン１１２及びパタ
ーン１１２を実質的に囲むように全面に形成されるグラ
ンドパターン１１１となる導体膜を、上述の高融点金属
ペーストの印刷により形成する。

【００５５】また、セラミック絶縁層１ｃとなる中央部
及びその上下左右に略矩形状の開口１０１〜１０５を形
成したセラミックグリーンシートに、ビアホール導体１
２１，１２１’，１２４，１２７，１２８，１３１〜１
３３，１３６〜１３９となる貫通孔を形成し、これらの
貫通孔に高融点金属ペーストを充填する。同時に、ＩＣ
電極パッド３２，３２ａ及び発振回路を構成する配線パ
ターン３０となる導体膜を形成する。

【００５６】また、セラミック絶縁層１ｄとなる中央部
に十字状の開口を有する枠状セラミックグリーンシート
に、ビアホール導体１２１，１２１’，１２７，１２
８，１３１，１３２，１３６，１３６’となる貫通孔を
形成し、これらの貫通孔に高融点金属ペーストを充填す
る。同時に、このグリーンシートの実装底面となる開口
周囲の４隅部に略矩形状の各端子１１〜１４となる導体
膜を形成する。

【００５７】次に、このような各グリーンシートを積層
・圧着した後、焼成処理を行う。特に、容器体１の上面
に水晶振動子２を実装し、キャビティー部１０にＩＣチ
ップ３を実装するため、両面の平坦度が重要である。圧
着工程においては、容器体１の上面を基準面としてプレ
スを行うが、キャビティー部１０の底面領域にも均一な
圧力でプレスを行うために、例えばキャビティー部１０
に補助充填部材を充填したり、また、プレス先端面が平
坦な上パンチが凸状の治具でプレスを行ったり、また、
絶縁層１ａ、１ｂと絶縁層１ｃ、１ｄとを分けてプレス
を行い、その後両者をプレスにより圧着を行う。

【００５８】次に、容器体１において、表面に露出する
端子１１〜１４、封止用導体膜１９、水晶振動子用電極
パッド２０，２１、ＩＣ電極パッド３２，３２ａ、素子
電極パッド３３、モニタ電極パッド３４，３５、各種配
線パターン３０，３１上にＮｉメッキ、フラッシュ金メ
ッキなどを施して、容器体１が完成する。

【００５９】これにより、容器体１の内部に形成される
ビアホール導体及び配線パターン３０，３１は、モリブ
デンやタングステンなどの高融点金属導体からなり、容
器体１の外表面に露出される各端子１１〜１４、封止用
導体膜１９、各電極パッド２０，２１，３２，３２ａ，
３３，３４，３５及び配線パターン３０，３１は、高融
点金属導体を下地導体として、その表面に、Ｎｉ層、Ａ
ｕ層の多層構造となる。

【００６０】容器体１の上面において、水晶振動子用電
極パッド２０、２１上に接続用バンプ２２、２３は、高
融点金属を下地導体として、その表面にＮｉ層、Ａｕ層
の多層構造により形成しているが、その他に銀導電性ペ
ーストの印刷焼付け、Ａｇ粉末を含む樹脂ペーストの塗
布・硬化などにより形成してもよい。また、接続用バン
プ２２、２３の高さを所定以上にするために複数回の印
刷・塗布を行えばよい。容器体１の上面から接続用バン
プ２２、２３の頂点部分までの高さは、例えば１５μｍ
〜２０μｍとする。

【００６１】さらに、封止用導体膜１９上に、概略矩形
状の金属枠体であるシールリング３６にＡｇろうなどに
よって接合する。シールリング３６は、Ｆｅ−Ｎｉの合
金である４２アロイ、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏの合金であるコ
バール、リン青銅などからなり、封止用導体膜１９の形
状に対応する構造となっている。従って、容器体１の上
面とシームリング３６に囲まれた領域が水晶振動子２の
収容領域（上部キャビティー部５）となる。

【００６２】上記容器体１の上面には、水晶振動子２が
配置されている。この水晶振動子２は、所定カット、例
えばＡＴカットされた矩形状の水晶板２ａの両主面に形
成された励振電極２ｂ、２ｃ、この励振電極２ｂ、２ｃ
から一方他端部に延出された島状の引出電極部２ｄ、２
ｅとから構成されている。尚、図４において下面側の励
振電極２ｃ及び引出電極２ｅは点線で示す。この引出電
極２ｄ、２ｅは、水晶振動子用電極パッド２０、２１に
導電性接着材２ｆ、２ｇを介して接続している。また、
励振電極２ｂ、２ｅ及び引出電極２ｄ、２ｅは、水晶板
２ａの両面に下地層としてＣｒやＮｉ、表面層としてＡ
ｇやＡｕなどを蒸着、スパッタリングなどの薄膜技法に
より被着形成する。

【００６３】容器体１の上面側に実装された水晶振動子
２は、金属製蓋体６によって気密的に封止されている。
この金属製蓋体６は、コバールや４２アロイなどの金属
材料からなり、例えば０．１ｍｍの厚さであり、容器体
１の表面の封止用導体膜１９にろう付けされたシームリ
ング３６と溶接・接合される。尚、金属製蓋体６の外表
面側主面にはＮｉ、アルミニウム等を被着しておくこと
が望ましい。これにより、溶接時にろう材が蓋体６の表
面側主面への回り込みを防止し、安定で強固な接合を行
うことが可能となる。

【００６４】図５に示すように、容器体１のキャビティ
ー部１０内には、発振回路を構成するＩＣチップ３及び
電子部品４１〜４４が収容されている。このＩＣチップ
３には、発振回路を構成する発振インバータ５１，５２
（図１１参照）で構成され、電源電圧が供給されるＶｃ
ｃ電極、グランド電位が接続されるＧＮＤ電極、水晶振
動子２と接続される水晶接続電極、発振出力を行う出力
電極、外部から周波数の調整を可能とするコントロール
端子とを有している。電子部品４１はドレイン容量コン
デンサＣｄであり、電子部品４２はゲート容量コンデン
サＣｇであり、電子部品４３は帰還抵抗Ｒｆであり、電
子部品４４は大容量（例えば、容量１０３ｐＦ）のバイ
パスコンデンサＣｂである。

【００６５】図１１の回路図に示すように、ゲート容量
コンデンサＣｇである電子部品４２、ドレイン容量コン
デンサＣｄである電子部品４１は、発振回路の入出力容
量である。帰還抵抗Ｒｆである電子部品４３は、発振回
路の発振部分である発振用インバータ５１，５２の出力
から入力までの間に接続され、フィードバック信号のレ
ベル調整を行うためのものである。大容量のバイパスコ
ンデンサＣｂである電子部品４４は、Ｖｃｃの外部端子
電極１３に供給される電源電圧に重畳する高周波ノイズ
を除去するためのものである。

【００６６】ＩＣチップ３のＶｃｃ電極は、ＶｃｃＩＣ
電極パッド３２ａ及び発振回路を構成する配線パターン
３０を介してＶｃｃ端子１３に導出されている。また、
出力電極は、所定のＩＣ電極パッド３２及び発振回路を
構成する配線パターン３０を介して出力電極１４に導出
されている。また、ＧＮＤ電極は、所定のＩＣ電極パッ
ド３２及び発振回路を構成する配線パターン３０を介し
て外部端子電極１１に導出されている。コントロール端
子は所定のＩＣ電極パッド３２及び発振回路を構成する
配線パターン３０を介して外部端子電極１２に導出され
ている。また、２つの水晶接続電極は、所定のＩＣ電極
パッド３２及び発振回路を構成する配線パターン３０，
３１やモニタ電極３４，３５に接続されると共に、導電
経路を介して容器体１の上面の電極パッド２０、２１に
導通している。

【００６７】これらの各電極は、ＩＣチップ３の非実装
面側に各アルミ電極３ａを形成し、ボンディングワイヤ
４を介して所定のＩＣ電極パッド３２，３２ａに接続す
る。また、ＩＣチップ３の実装面は、絶縁層１ｂに形成
されたビアホール導体１２２，１２３を介して、絶縁層
１ａのＶｃｃパターンに接続される。

【００６８】上記電子部品４１〜４４はチップ状部品で
あり、各電子部品４１〜４４は一対の素子電極パッド３
３、３３間にＡｇ粉末を含む導電性樹脂接着材を介して
接合される。

【００６９】そして、キャビティー部１０内には、この
ＩＣチップ３と４つ電子部品４１〜４４とが、キャビテ
ィー部１０の平面形状に応じて、実装スペースが最小と
なるように配置されている。

【００７０】また、キャビティー部１０には、ＩＣチッ
プ３、電子部品４１〜４４を強固に接合させ、また、耐
湿信頼性を向上させるために、充填樹脂７が充填形成さ
れている。充填樹脂層７は、少なくともＩＣチップ３及
び電子部品４１〜４４の上面を完全に被覆する程度に充
填・硬化されている。尚、充填樹脂７は、キャビティー
部１０の開口面から突出させないようにする。これは、
表面実装型水晶発振器１００を安定してプリント配線基
板に配置するためである。

【００７１】上述した水晶発振器１００では、図５に示
すように、ＩＣチップ３及び４つの電子部品４１〜４４
をキャビティー部１０に実装するのに、ＩＣチップ３の
ような平面形状が大きな部品を中心に配置し、その周囲
に外形の小さい電子部品４１〜４４を配置するようにし
て、省スペース化を配慮した配置構造及び容器体１の底
面構造を規定している。具体的には、容器体１の底面の
略中央に設けたＩＣ用キャビティー１０１にＩＣチップ
３を配置し、その上下左右に設けた電子部品用キャビテ
ィー１０２〜１０５に電子部品４１〜４４をそれぞれ配
置している。そして、容器体１の底面における４つの隅
部領域に外部端子電極１１〜１４を配置している。この
ような配置をとることにより、容器体１の底面全体で
は、全く無駄なスペースが存在せず、水晶発振器１００
の容器体１のプリント配線基板への実装面積を非常に小
型化することができる。

【００７２】また、図１１の水晶発振器１００の回路図
に示すように、ＩＣチップ３は、発振回路を構成する発
振インバータ５１，５２のみで構成されている。そし
て、このＩＣチップ３の上下に発振回路の入出力容量と
してドレイン容量コンデンサＣｄである電子部品４１、
ゲート容量コンデンサＣｇである電子部品４２を配置す
ると共に、このＩＣチップ３の左右に帰還抵抗Ｒｆであ
る電子部品４３、大容量のバイパスコンデンサＣｂであ
る電子部品４４を配置している。

【００７３】このように、発振回路を構成するドレイン
容量コンデンサＣｄである電子部品４１、ゲート容量コ
ンデンサＣｇである電子部品４２、及び帰還抵抗Ｒｆで
ある電子部品４３をチップ３に１チップ化しない構成を
とることにより、これらの電子部品４１〜４３を適宜選
択し、水晶発振器を所望の特性に設定することが容易と
なる。

【００７４】また、大容量のバイパスコンデンサＣｂで
ある電子部品４４は、Ｖｃｃの外部端子電極１３に供給
される電源電圧に重畳する高周波ノイズを除去するため
のものであるが、従来技術ではＩＣチップ３に集積が困
難なため水晶発振器を搭載するプリント基板に配置され
ていた。これに対し、本発明では、この電子部品４４も
チップ状素子として、容器体１のキャビティー部１０に
実装している。このため、プリント配線基板に搭載する
電子部品の部品数も減少し、配線も簡単になり、移動体
通信機等で要求される小型化にも大きく寄与でき、しか
も取り扱いも非常に容易な表面実装型水晶発振器１００
となる。

【００７５】次に、上述した水晶発振器１００の組立方
法を、図１２に示す工程図に基づいて説明する。

【００７６】まず、容器体１を形成する（工程Ｓ１）。
尚、詳細な構造及びその形成方法については、上述した
通りである。

【００７７】同時に、水晶振動子２の選別工程を行う
（工程Ｓ２）。即ち、水晶振動子２はカット角の微小な
変動により周波数特性が大きく変化してしまうので、周
波数のバラツキによるランク分けなどが行われる。

【００７８】そして、容器体１、水晶振動子２、ＩＣチ
ップ３、コンデンサや抵抗などの電子部品４１〜４４及
び金属製蓋体６を用意する。尚、容器体１の表面には、
シームリング３６がろう付けなどにより接合されてお
り、また、バンプ２４が形成されており、電極パッド２
０，２１上にバンプ２２，２３を形成されている。さら
に、ＩＣチップ３の表面側の各電極のアルミ電極上に、
金バンプを形成しておく。

【００７９】次に、所定の特性を備えた水晶振動子２の
実装を行う（工程Ｓ３）。具体的には、容器体１の表面
の水晶振動子用電極パッド２０，２１上に形成した接続
用バンプ２２，２３と、水晶振動子２の引出電極部２
ｄ，２ｅとが合致するように位置決めして載置し、引出
電極部２ｄ，２ｅと電極パッド２０，２１とをＡｇ等の
導電性接着材２ｆ，２ｇを用いて両者を接合する。

【００８０】これにより、水晶振動子２の励振電極２
ｂ，２ｃは、電極パッド２０，２１、ビアホール導体２
５〜２８及び配線パターン３０，３１を介して、キャビ
ティー部１０の底面に形成した所定の電極パッド３２及
びモニタ電極パッド３４，３５に導通されることにな
る。

【００８１】次に、水晶振動子２の周波数測定を行う
（工程Ｓ４）。具体的にはモニタ電極パッド３４、３５
に周波数測定装置の測定用端子（プローブ）を接触さ
せ、水晶振動子２を所定発振させて周波数を測定する。

【００８２】次に、水晶振動子２の周波数調整を行う
（工程Ｓ５）。具体的には上記の測定結果に基づいて、
容器体１に接合された水晶振動子２の上面側の励振電極
２ｂ上に、イオンガンなどを用いＡｒなどの不活性ガス
を励振電極３１に打ち付けて、励振電極２ｂを削り、又
はＡｇなどの金属の蒸着を行い、励振電極２ｂの質量を
変動させて発振周波数の調整を行う。

【００８３】次に、水晶振動子２の調整した周波数を安
定化させる（工程Ｓ６）。具体的には、水晶振動子２が
接合した容器体１全体を、１５０〜２５０℃で熱処理を
行う。この熱処理を一般に熱エージングという。この熱
エージングにより、励振電極２ｂ上に被着した周波数調
整用の蒸着物を安定化させ、また、導電性ペーストなど
に含まれている溶剤などの不純物を揮発させる。

【００８４】次に、水晶振動子２を収容した容器体１を
金属製蓋体６によって封止する（工程Ｓ７）。具体的に
は、シールリング３６上に、金属製蓋体６を載置し、金
属製蓋体６の周囲をシーム溶接用のローラー電極（図示
せず）で、溶接電流を印加しながら接触移動させて両者
を溶接する。

【００８５】次に、ＩＣチップ３及び電子部品４１〜４
４をキャビティー部１０内に実装を行う（工程Ｓ８）。

【００８６】具体的には、各電子部品４１〜４４の接合
は、一対の素子電極パッド３３．３３間にＡｇ粉末など
を含む導電性樹脂ペーストを塗布し、そこに各電子部品
４１〜４４を載置し、導電性樹脂ペーストをキュアーし
て硬化させる。

【００８７】また、ＩＣチップ３の実装は、ＩＣチップ
３を位置決め載置しダイボンディングした後に、プラズ
マクリーニングを行い、その後ＩＣチップ３の非実装面
側に形成されたアルミ電極からなる各電極を、ボンディ
ングワイヤ４を介して所定のＩＣ電極パッド３２に接続
する。

【００８８】尚、導電性ペーストのキュアーによる熱
を、ＩＣチップ３に与えないようにするため、先に、電
子部品４１〜４４を実装し、その後にＩＣチップ３を実
装するとよい。

【００８９】ところで、ＩＣチップ３を実装する際は、
ＩＣチップ３の非実装面側の各電極部のアルミ電極上
に、Ａｕワイヤなどを用いてＡｕバンプを形成するが、
このアルミ電極上にＡｕバンプを形成した状態で、高い
熱印加を施すと、ＡｌとＡｕの拡散スピードの差により
カーゲンダールボイド現象が発生し、ＡｌとＡｕとの接
合界面における接続強度が低下するという問題が発生す
る。

【００９０】これに対し、上記製造方法では、熱エージ
ング工程（工程Ｓ６）後にＩＣチップ３を実装するの
で、ＩＣチップ３の電極と接続部材（バンプやワイヤ）
などの接合面で発生するカーゲンダールボイド現象の発
生を有効に抑制することができるため、接合状態も安定
し、これによっても、ＩＣチップの安定した動作が可能
となる。

【００９１】次に、キャビティー部１０内に、ＩＣチッ
プ３、電子部品４１〜４４を被覆するように、充填樹脂
７で充填・被覆する（工程Ｓ９）。具体的には、キャビ
ティー部１０内に配置されたＩＣチップ３や電子部品４
１〜４４の全体を、耐湿性に優れたエポキシ樹脂を充填
・硬化させる。

【００９２】以上により、水晶発振器１００の組立が完
了し、その後所定の電気試験が行われる。

【００９３】上記の製造方法によれば、水晶振動子２の
実装工程をＩＣチップ３や電子部品４１〜４４の実装工
程より前に行うので、水晶振動子２が容器体１の上部キ
ャビティー部５に実装され容器体１が封止された後に、
ＩＣチップ３及び電子部品４１〜４４が導電性樹脂ペー
スト等を用いて容器体１の下部キャビティー部１０に実
装されることになるため、その際に導電性樹脂ペースト
から発生する異物やアウトガスが水晶振動子２に付着す
るのを防ぐことができる。

【００９４】これにより、水晶振動子２の共振抵抗値で
あるクリスタルインピーダンス値が増大し、異物の影響
を受けやすいオーバートーン発振を用いた高周波発振に
対し、異物の影響を排除してオーバートーン発振を用い
た高周波発振を安定して良好なものとすることができ
る。

【００９５】上記の製造方法において、水晶振動子２の
実装工程とＩＣチップ３や電子部品４１〜４４の実装工
程との間に、水晶振動子２の周波数を安定化するための
熱エージング工程を設けた。即ち、水晶振動子２の熱エ
ージング工程をＩＣチップ３等を実装する前に行えるの
で、ＩＣチップ３に不要な熱印加がされないため、ＩＣ
チップ３等で構成される発振回路の動作信頼性を高める
ことができ、オーバートーン発振を用いた高周波発振を
安定して良好なものとすることができる。

【００９６】尚、図１９は、上記水晶発振器１００を、
（ａ）２５０℃でリフローしたもの、及び（ｂ）１２５
℃で熱エージングしたものについて、１０６．２５０Ｍ
Ｈｚによる発振を行ったときの特性の変化を、時間を横
軸に周波数変動率を縦軸にして表したものである。ま
た、図２０は、１つのキャビティーに水晶振動子と発振
回路用ＩＣを配置した構造の従来の発振器について、同
様の試験結果を表したものである。

【００９７】この結果から、明らかなように、本発明に
よる水晶発振器１００は熱による周波数特性の変化がほ
とんど生じないのに対し、従来の発振器では熱により周
波数特性が大きく変動することがわかる。

【００９８】（第２の実施形態）図１３〜図１６は、本
発明の第２の実施形態による圧電発振器である表面実装
型水晶発振器３００の構成例を示す。

【００９９】この水晶発振器３００は、図１３に示すよ
うに、容器全体の下部側にＩＣチップ３０３が収容され
る下部キャビティー部３４０ｄを有しており、上部側に
水晶振動子３０２が配置される上部キャビティー部３５
０が形成されている。そして、ＩＣチップ３０３を収容
する下部キャビティー部３４０ｄは、上面側に開口して
いる形状の表面実装型水晶発振器である。

【０１００】即ち、容器体３０１は、第１の容器３１０
と、第２の容器３４０とから構成されている。そして、
第１の容器３１０は、隔壁となる平板状のセラミック層
３１０ａとリング状のセラミック層３１０ｂとからな
り、さらに、リング状セラミック層３１０ｂの表面に
は、シームリング３３６が配置されている。そして、こ
のセラミック層３１０ａとセラミック層３１０ｂ、シー
ムリング３３６とによって規定される上部キャビティー
部３５０に、水晶振動子３０２が配置され、金属性蓋体
３０６によって、水晶振動子３０２が気密的に封止され
ている。尚、セラミック層３１０ａは、上述した第１の
実施形態と同様に積層構造になっていて（不図示）、層
間にはグランドパターン１１１ａが配置され、ＧＮＤ電
位となるビアホール導体３２６に接続されている。

【０１０１】また、第２の容器３４０は、平板状のセラ
ミック層３４０ａと、略中央に略矩形状のＩＣ用キャビ
ティー４０１が形成され、その上下左右に略矩形状の電
子部品用キャビティー４０２〜４０５が形成されている
セラミック絶縁層３４０ｂと、リング状のセラミック層
３４０ｃとから構成されている。このセラミック層３４
０ａとセラミック層３４０ｂ，３４０ｃとによって規定
される下部キャビティー部３４０ｄには、図１５に示す
ように、ＩＣチップ３及び電子部品４１〜４４が配置さ
れている。尚、キャビティー部３４０ｄの底面には、Ｉ
Ｃチップ３０３や電子部品３４１〜３４４が配置される
電極パッドや所定の配線パターンが形成されている。

【０１０２】そして、第１の容器３１０の下面の４つの
隅部には、図１４に示すように接合用端子電極３５１〜
３５４が形成されている。このうち接合用端子電極３５
１、３５２は、水晶振動子用電極パッド３２０にビアホ
ール導体３２５を介して導通している。そして、接合用
端子電極３５３、３５４は、ＧＮＤ電位となり、シーム
リング３３６にビアホール導体３２６を介して導通して
いる。

【０１０３】第２の容器３４０は、図１５に示すよう
に、上面に開口したキャビティー部３４０ｄを有してい
る。そして、このキャビティー部３４０ｄの開口周囲に
は、接合用端子電極３６１〜３６４が形成されている。
この接合用端子電極３６１、３６２は、第１の容器３１
０の下面の接合用端子電極３５３、３５４と接続する接
合用端子電極であり、接合用端子電極３６３、３６４は
第１の容器３１０の下面の接合用端子電極３５１、３５
２と接続する接合用端子電極である。そして、接合用端
子電極３６１〜３６４は、セラミック層３４０ｃ，３４
０ｂを貫くビアホール導体（図示せず）を介して、所定
の配線パターンに導通している。

【０１０４】また、第２の容器３４０の下面の４つの隅
部には、図１６に示すように外部端子が３１１〜３１４
が形成されている。外部端子３１１〜３１４は、セラミ
ック層３４０ａのビアホール導体（図示せず）を介して
所定の配線パターンに接続されている。

【０１０５】例えば、外部端子３１１はＶｃｃ端子電極
であり、外部端子３１２は発振出力を行う出力端子であ
り、外部端子３１３はＧＮＤ端子であり、外部端子３１
４は周波数の調整時などに用いるコントロール端子であ
る。

【０１０６】このような第１の容器３１０と第２の容器
３４０は、半田やＡｇなどの金属粉末を含有する導電性
樹脂ペーストなとの導電性接合部材３６０を介して、第
１の容器３１０の接合用端子電極３５１〜３５４と、第
２容器３４０の接合用端子電極３６１〜３６４とが接合
されて、一体的になっている。即ち、第２の容器の３４
０の上方に開口した下部キャビティー部３４０ｄは、第
１容器３１０によって被覆されて積層されている。

【０１０７】そして、ＩＣチップ３のような平面形状が
大きな部品を中心に、その周囲に形状の小さい電子部品
４１〜４４を配置するように下部キャビティー部３４０
ｄに実装して、上述した図１１に示す発振回路を構成し
ている。具体的には、第２の容器３４０の上面の略中央
に設けたＩＣ用キャビティー４０１にＩＣチップ３を配
置し、その上下左右に設けた電子部品用キャビティー４
０２〜４０５に電子部品４１〜４４をそれぞれ配置して
いる。そして、第２の容器３４０の底面における４隅部
に外部端子３１１〜３１４を配置している。

【０１０８】以上、本発明の圧電発振器は、上記した各
実施形態の具体的構成に限定されるものではなく、必要
に応じ適宜構成を変形、追加又は削除した構成としても
よいことは言うまでもない。

【０１０９】また、本発明による圧電発振器の構造は、
上述したオーバートーン発振を用いた高周波の発振器に
適用することに限定されるものではなく、基本波を用い
た発振器にも適用することができる。

【０１１０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の圧電発振
器によれば、隔壁を構成する積層体の層間に、大面積の
グランドパターンを形成してグランド電位の安定化を図
ることができる。また、このグランドパターンに対し圧
電振動子用配線パターンが寄生容量の発生を抑制する配
置関係になっているため、浮遊容量に起因する障害が発
生しないので、正確で安定した発振を行うことができ
る。

【０１１１】また、隔壁で隔てられた容器体の上部キャ
ビティー部に圧電振動子を収容し、下部キャビティー部
に発振回路を構成するＩＣチップ及び電子部品を収容す
る構成をとるので、各素子を狭い空間に凝縮して配置す
ることができると共にＩＣチップ等で構成される発振回
路をノイズから保護できるため、圧電発振器を高信頼
で、かつ小型で実装面積の小さなものとすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態による圧電発振器であ
る表面実装型水晶発振器の構成例を示す外観斜視図であ
る。

【図２】本発明の第１の実施形態による圧電発振器であ
る表面実装型水晶発振器の構成例を示す断面図である。

【図３】本発明の第１の実施形態による圧電発振器であ
る表面実装型水晶発振器の構成例を示す側面図である。

【図４】本発明の第１の実施形態による圧電発振器であ
る表面実装型水晶発振器の構成例を蓋体を省略して示す
上視図である。

【図５】本発明の第１の実施形態による圧電発振器であ
る表面実装型水晶発振器の構成例を充填樹脂を省略して
示す下視図である。

【図６】本発明の第１の実施形態による圧電発振器であ
る表面実装型水晶発振器の容器体を構成するセラミック
絶縁層１ａの構成例を示す上視図である。

【図７】本発明の第１の実施形態による圧電発振器であ
る表面実装型水晶発振器の容器体を構成するセラミック
絶縁層１ａの構成例を示す下視図である。

【図８】本発明の第１の実施形態による圧電発振器であ
る表面実装型水晶発振器の容器体を構成するセラミック
絶縁層１ｂの構成例を示す下視図である。

【図９】本発明の第１の実施形態による圧電発振器であ
る表面実装型水晶発振器の容器体を構成するセラミック
絶縁層１ｃの構成例を示す下視図である。

【図１０】本発明の第１の実施形態による圧電発振器で
ある表面実装型水晶発振器の容器体を構成するセラミッ
ク絶縁層１ｄの構成例を示す下視図である。

【図１１】本発明の圧電発振器である表面実装型水晶発
振器の発振回路を示す図である。

【図１２】本発明の圧電発振器である表面実装型水晶発
振器の製造工程を示す工程図である。

【図１３】本発明の第２の実施形態による圧電発振器で
ある表面実装型水晶発振器の構成例を示す断面図であ
る。

【図１４】本発明の第２の実施形態による圧電発振器で
ある表面実装型水晶発振器の容器体を構成する第１の容
器の構成例を示す下視図である。

【図１５】本発明の第２の実施形態による圧電発振器で
ある表面実装型水晶発振器の容器体を構成する第２の容
器の構成例を示す上視図である。

【図１６】本発明の第２の実施形態による圧電発振器で
ある表面実装型水晶発振器の容器体を構成する第２の容
器の構成例を示す下視図である。

【図１７】基本波による発振時の周波数変化量Δｆと負
荷容量ＣＬの関係を表すグラフである。

【図１８】オーバートーンによる発振時の周波数変化量
Δｆと負荷容量ＣＬの関係を表すグラフである。

【図１９】本発明の圧電発振器である表面実装型水晶発
振器における熱による周波数特性の変化を表すグラフで
あって、（ａ）は２５０℃でリフローしたもの、（ｂ）
は１２５℃で熱エージングしたものをそれぞれ表す。

【図２０】従来の表面実装型水晶発振器における熱によ
る周波数特性の変化を表すグラフであって、（ａ）は２
５０℃でリフローしたもの、（ｂ）は１２５℃で熱エー
ジングしたものをそれぞれ表す。

【図２１】従来の表面実装型水晶発振器の構成例を示す
断面図である。

【図２２】従来の表面実装型水晶発振器の構成例を蓋体
を省略して示す上視図である

【図２３】従来の表面実装型水晶発振器の構成例を充填
樹脂を省略して示す下視図である。

【図２４】従来の表面実装型水晶発振器の発振回路を示
す図である。

【図２５】圧電発振器を用いた高速通信制御機器を使用
してギガビットイーサネットを構成するＬＡＮの構成例
を示す図である。

【図２６】ジッタを説明するための説明図である。

【図２７】ジッタを説明するための説明図である。

【符号の説明】

１容器体２水晶振動子（圧電振動子）３ＩＣチップ５上部キャビティー部８，３１０ａ隔壁（ジッタ低減構造）１０下部キャビティー部１１ＧＮＤ端子１３Ｖｃｃ端子１４出力端子３１，１１３圧電振動子用配線パターン３４，３５モニタ電極パッド４１〜４４電子部品１００，３００水晶発振器（圧電発振器）１１１グランドパターン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０３Ｈ 9/02 Ｈ０３Ｈ 9/02 ＬＨ０１Ｌ 41/08 Ｕ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】上部キャビティー部と下部キャビティー
部とが複数の絶縁層を積層して成る隔壁で隔てられてい
る容器体と、前記上部キャビティー部に収容される圧電振動子と、前記下部キャビティー部に収容される発振回路を構成す
るＩＣチップ及び電子部品と、前記容器体の下面周囲に形成され前記発振回路に接続さ
れる外部端子とを備え、前記容器体の隔壁を構成する絶縁層間に、前記発振回路
を接地するためのグランドパターンを、隔壁の下部側主
面に前記圧電振動子を該発振回路に接続するための圧電
振動子用配線パターンを各々配すると共に、前記グラン
ドパターンと前記圧電振動子用配線パターンとが寄生容
量の発生を抑制する配置関係を有して構成されているこ
とを特徴とする圧電発振器。
【請求項２】前記グランドパターンと前記圧電振動子
用配線パターンとが前記容器体の隔壁を構成する絶縁層
の一部を介して厚み方向の重畳部分が極小となるように
配置されていることを特徴とする請求項１記載の圧電発
振器。
【請求項３】前記圧電振動子用配線パターンは、前記
圧電振動子の特性を測定するモニタ電極パッドを含んで
いることを特徴とする請求項２記載の圧電発振器。