JP2004120481A - 圧電デバイスとそのパッケージ構造 - Google Patents

Abstract

【課題】パッケージを気密封止した後であっても調整用チップ部品等の交換、追加が可能な構造で、且つ強度に優れた圧電デバイスのパッケージ構造を提供する。
【解決手段】水晶振動子１２ａは、セラミックパッケージ１３に上部凹部１４を形成し、該上部凹部１４には、段差部１５に設けたランド１６に水晶振動素子１７を片持ち状態で導電性接着剤８を用いて接続固定する。一方、セラミックパッケージ１３の環状枠１８に対向する外部底面には、下部凹部１９を形成し、下部凹部１９に設けたランド２０には、クリームハンダを塗布した後、ハンダリフロー等の手段を用いて調整用チップ部品２１等を接続固定する。又、上部凹部１４は、水晶振動素子１７が外気の影響により特性劣化を引き起こさないよう水晶振動素子１７を搭載後、蓋２２を用いて気密封止される。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は圧電デバイスとそのパッケージ構造に関し、特にセラミックパッケージの下面にチップ部品を搭載する際に、セラミックパッケージに設けた下面凹所がセラミックパッケージの強度を劣化することのない圧電デバイスとそのパッケージ構造。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話機等の移動体通信機器の普及に伴う低価格化及び小型化の急激な進展により、これらの通信機器に使用される水晶振動子等の圧電デバイスに対しても低価格化、小型化の要請が高まっている。
図７は、従来の圧電デバイスの一例として水晶振動子の断面を示す外観図である。水晶振動子１は、セラミックパッケージ２に上部凹部３と下部凹部４とを形成し、上部凹部３には、段差部５に設けたランド６に水晶振動素子７を片持ち状態で導電性接着剤８を用いて接続固定し、一方、下部凹部４に設けたランド９には、クリームハンダを塗布した後、ハンダリフロー等の手段を用いてチップ部品１０等を接続固定する。一方、上部凹部４は、水晶振動素子７が外気の影響により特性劣化を引き起こさないよう水晶振動素子７を搭載後、蓋１１を用いて気密封止される。
水晶振動素子７は、ランド６を介しセラミックパッケージ２の本体内部を貫通する導電パターンによりチップ部品１０と、更に、パッケージ外部底面に設けた外線接続端子（図示していない）と導通接続されている。
【０００３】
チップ部品１０は、主として周波数調整用に用いられるチップコンデンサで、水晶振動素子７は、例えばＡＴカットされた水晶基板に所定の電極を蒸着形成されるが、カット角度の誤差や水晶振動素子７の製造誤差により水晶振動子１の周波数特性にバラツキが生じるため、チップ部品１０は、周波数特性を所望の特性に調整することを可能にするために使用される。図７に示したパッケージ構造によれば、調整用のチップ部品１０は、セラミックパッケージ２の下部凹部４に搭載されているため、周波数特性等の調整によりチップ部品の交換、追加が必要となった際に、水晶振動子１を蓋１１により気密封止した後であっても任意のチップ部品を交換、追加することが可能であることから、水晶振動子１の周波数調整を行う上で有効である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の圧電デバイスのパッケージ構造は、セラミックパッケージに形成した上部凹部と下部凹部とが背中合わせで配置されており、セラミックパッケージの中央部の厚みが薄くなることから、セラミックパッケージの強度が不足するという問題が生じていた。
本発明は上述したような問題を解決するためになされたものであって、パッケージを気密封止した後であっても調整用チップ部品等の交換、追加が可能な構造で、且つ強度に優れた圧電デバイスとそのパッケージ構造を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明に係わる圧電デバイスとそのパッケージ構造は、以下の構成をとる。
請求項１記載の圧電デバイスのパッケージ構造は、上面に圧電振動素子を収容するための凹部を有するセラミックベースと前記凹部の開口部を気密封止するための蓋とを備えた圧電デバイス用パッケージであって、前記凹部を包囲する環状枠に対応する前記セラミックベースの下面に少なくとも１つの凹所を備え、該凹所内にチップ部品を搭載するためのランド電極が形成されるよう構成する。
【０００６】
請求項２記載の圧電デバイスのパッケージ構造は、前記凹部には圧電振動素子を搭載するためのランド電極が、前記セラミックベースの下面には表面実装用のパッド電極がそれぞれ形成されており、これら電極と前記凹所内のランド電極を配線するためにセラミックベースを気密貫通する接続導体を備えるよう構成する。
【０００７】
請求項３記載の圧電デバイスのパッケージ構造は、上面に圧電振動素子を収容するための凹部を有するセラミックベースと前記凹部の開口部を気密封止するための蓋とを備えた圧電デバイス用パッケージであって、前記凹部内には上面に圧電振動素子を搭載するためのランド電極を備えた段差部が設けられており、該段差部に対応する前記セラミックベースの下面に少なくとも１つの凹所を備え、該凹所内にチップ部品を搭載するためのランド電極が形成されるよう構成する。
【０００８】
請求項４記載の圧電デバイスのパッケージ構造は、前記凹所が前記凹所を包囲する環状枠と前記段差部に対応する位置に跨って形成されるよう構成する。
【０００９】
請求項５記載の圧電デバイスは、上面に凹部を有するセラミックベースの前記凹部内に圧電振動素子を収容し、前記凹部の開口部を蓋によって気密封止した圧電デバイスであって、前記凹部を包囲する環状枠に対応する前記セラミックベースの下面に少なくとも１つの凹所を備え、該凹所内に形成されたランド電極にチップ部品が搭載されるよう構成する。
【００１０】
請求項６記載の圧電デバイスは、上面に凹部を有するセラミックベースの前記凹部内に圧電振動素子を収容し、前記凹部の開口部を蓋によって気密封止した圧電デバイスであって、前記凹部内に形成された段差部の上面に圧電振動素子を搭載すると共に、該段差部に対応する前記セラミックベースの下面に少なくとも１つの凹所を備え、該凹所内に形成されたランド電極にチップ部品が搭載されるよう構成する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図示した実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。
本発明においては、チップ部品等を搭載する下部凹部を、セラミックパッケージの環状枠、又は上部凹部に設けた段差部に対向する位置に形成することにより、下部凹部がセラミックパッケージの肉厚部に設けられ、下部凹部を形成することによるセラミックパッケージの強度の不足を防止した。
【００１２】
図１は、本発明に係る圧電デバイスの一例である水晶振動子について、第一の実施例を示す外観図であり、（ａ）は、同図（ｂ）に示したＡ−Ａ’面における断面図を示し、（ｂ）は、水晶振動子を上面より透視した底面図を示す。水晶振動子１２ａは、セラミックパッケージ１３に上部凹部１４を形成し、該上部凹部１４には、段差部１５に設けたランド１６に水晶振動素子１７を片持ち状態で導電性接着剤８を用いて接続固定する。一方、セラミックパッケージ１３の環状枠１８に対向する外部底面には、下部凹部１９（凹所）を形成し、下部凹部１９に設けたランド２０には、クリームハンダを塗布した後、ハンダリフロー等の手段を用いて調整用チップ部品２１等を接続固定する。又、上部凹部１４の開口部は、水晶振動素子１７が外気の影響により特性劣化を引き起こさないよう水晶振動素子１７を搭載後、蓋２２を用いて気密封止される。
【００１３】
水晶振動素子１７は、ランド１６を介しセラミックパッケージ１３の本体内部を貫通する導電パターンにより調整用チップ部品２１と導通接続し、更にパッケージ外部底面に設けた外線接続端子２３と導通接続されている。
本実施例によれば、セラミックパッケージに形成した下部凹部は、セラミックパッケージの肉厚部である環状枠に対向する位置に設けられており、下部凹部を形成したことによるセラミックパッケージの強度の不足は解消される。
【００１４】
図２は、本発明に係る圧電デバイスの一例である水晶振動子について、第一の実施例の変形例を示す外観図であり、本図と図１との相違点は、図１において形成した下部凹部と同一形状の第二の下部凹部を、セラミックパッケージの外部底面の反対側短辺の環状枠に対向する位置に設けたものであり、他の構造は図１と同一である。
【００１５】
図３は、本発明に係る圧電デバイスの一例である水晶振動子について、第二の実施例を示す外観図であり、（ａ）は、同図（ｂ）に示したＡ−Ａ’面における断面図を示し、（ｂ）は、水晶振動子を上面より透視した底面図を示す。水晶振動子２４ａは、セラミックパッケージ２５に上部凹部１４を形成し、該上部凹部１４には、段差部１５に設けたランド１６に水晶振動素子１７を片持ち状態で導電性接着剤８を用いて接続固定する。一方、セラミックパッケージ２５に設けた段差部１５に対向する外部底面には、下部凹部２６（凹所）を形成し、下部凹部２６に設けたランド２７には、クリームハンダを塗布した後、ハンダリフロー等の手段を用いて調整用チップ部品２８等を接続固定する。又、上部凹部１４の開口部は、水晶振動素子１７が外気の影響により特性劣化を引き起こさないよう水晶振動素子１７を搭載後、蓋２２を用いて気密封止される。
【００１６】
水晶振動素子１７は、ランド１６を介しセラミックパッケージ２５の本体内部を貫通する導電パターンにより調整用チップ部品２８と導通接続し、更にパッケージ外部底面に設けた外線接続端子２３と導通接続されている。
本実施例によれば、セラミックパッケージに形成した下部凹部は、セラミックパッケージの肉厚部である段差部に対向する位置に設けられており、下部凹部を形成したことによるセラミックパッケージの強度の不足は解消される。
【００１７】
図４は、本発明に係る圧電デバイスの一例である水晶振動子について、第二の実施例の変形例を示す外観図であり、本図と図３に示した実施例との相違点は、図３において形成した下部凹部と同一形状の第二の下部凹部を、セラミックパッケージの外部底面の反対側短辺の段差部に対向する位置に設けたものであり、他の構造は図３と同一である。
【００１８】
図５は、本発明に係る圧電デバイスの一例である水晶振動子について、第三の実施例を示す外観図であり、（ａ）は、同図（ｂ）に示したＡ−Ａ’面における断面図を示し、（ｂ）は、水晶振動子を上面より透視した底面図を示す。水晶振動子２９ａは、セラミックパッケージ３０に上部凹部１４を形成し、上部凹部１４には、段差部１５に設けたランド１６に水晶振動素子１７を片持ち状態で導電性接着剤８を用いて接続固定する。一方、セラミックパッケージ３０の環状枠１８、及び段差部１５に対向する外部底面には、下部凹部３１（凹所）を形成し、下部凹部３１に設けたランド３２には、クリームハンダを塗布した後、ハンダリフロー等の手段を用いて調整用チップ部品３３等を接続固定する。又、上部凹部１４の開口部は、水晶振動素子１７が外気の影響により特性劣化を引き起こさないよう水晶振動素子１７を搭載後、蓋２２を用いて気密封止される。
【００１９】
水晶振動素子１７は、ランド１６を介しセラミックパッケージ３０の本体内部を貫通する導電パターンにより調整用チップ部品３３と導通接続し、更にパッケージ外部底面に設けた外線接続端子２３と導通接続されている。
本実施例によれば、セラミックパッケージに形成した下部凹部は、セラミックパッケージの肉厚部である環状枠、及び段差部に対向する位置に設けられており、下部凹部を形成したことによるセラミックパッケージの強度の不足は解消されている。
【００２０】
図６は、本発明に係る圧電デバイスの一例である水晶振動子について、第三の実施例の変形例を示す外観図であり、本図と図５に示した実施例との相違点は、図５において形成した下部凹部と同一形状の第二の下部凹部を、セラミックパッケージの外部底面の反対側短辺の環状枠、及び段差部に対向する位置に設けたものであり、他の構造は図５と同一である。
以上、圧電デバイスの例として水晶振動子について説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、下部凹部に発振回路用ＩＣチップ、或いは温度補償用チップ部品等を搭載することにより、圧電発振器、温度補償圧電発振器等にも適応可能である。
【００２１】
【発明の効果】
上述したように請求項１乃至６記載の発明は、セラミックパッケージの肉厚部に下部凹部を形成したため、下部凹部を形成することによるセラミックパッケージの強度不足が解消され、パッケージを気密封止した後であっても調整用チップ部品等の交換、追加が可能な構造で、且つ強度に優れた圧電デバイスのパッケージ構造が提供され、圧電デバイスを使用する上で大きな効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る圧電デバイスの一例である水晶振動子について、第一の実施例を示す外観図である。
【図２】本発明に係る圧電デバイスの一例である水晶振動子について、第一の実施例の変形例を示す外観図である。
【図３】本発明に係る圧電デバイスの一例である水晶振動子について、第二の実施例を示す外観図である。
【図４】本発明に係る圧電デバイスの一例である水晶振動子について、第二の実施例の変形例を示す外観図である。
【図５】本発明に係る圧電デバイスの一例である水晶振動子について、第三の実施例を示す外観図である。
【図６】本発明に係る圧電デバイスの一例である水晶振動子について、第三の実施例の変形例を示す外観図である。
【図７】従来の圧電デバイスの一例として水晶振動子の断面を示す外観図である。
【符号の説明】
１・・水晶振動子、　　　　　　　　２・・セラミックパッケージ、
３・・上部凹部、　　　　　　　　　４・・下部凹部、
５・・段差部、　　　　　　　　　　６・・ランド、
７・・水晶振動素子、　　　　　　　８・・導電性接着剤、
９・・ランド、　　　　　　　　　１０・・チップ部品、
１１・・蓋、　　　　　　　　　　　１２ａ、１２ｂ・・水晶振動子、
１３・・セラミックパッケージ、　　１４・・上部凹部、
１５・・段差部、　　　　　　　　　１６・・ランド、
１７・・水晶振動素子、　　　　　　１８・・環状枠、
１９、１９ａ、１９ｂ・・下部凹部、２０、２０ａ、２０ｂ・・ランド、
２１、２１ａ、２１ｂ・・チップ部品、
２２・・蓋、　　　　　　　　　　　２３・・外線接続端子、
２４ａ、２４ｂ・・水晶振動子、　　２５・・セラミックパッケージ、
２６、２６ａ、２６ｂ・・下部凹部、２７、２７ａ、２７ｂ・・ランド、
２８、２８ａ、２８ｂ・・チップ部品、
２９ａ、２９ｂ・・水晶振動子、　　３０・・セラミックパッケージ、
３１、３１ａ、３１ｂ・・下部凹部、３２、３２ａ、３２ｂ・・ランド、
３３、３３ａ、３３ｂ・・チップ部品

Claims (6)

1. 上面に圧電振動素子を収容するための凹部を有するセラミックベースと前記凹部の開口部を気密封止するための蓋とを備えた圧電デバイス用パッケージであって、
   前記凹部を包囲する環状枠に対応する前記セラミックベースの下面に少なくとも１つの凹所を備え、該凹所内にチップ部品を搭載するためのランド電極が形成されていることを特徴とする圧電デバイスのパッケージ構造。
2. 前記凹部には圧電振動素子を搭載するためのランド電極が、前記セラミックベースの下面には表面実装用のパッド電極がそれぞれ形成されており、これら電極と前記凹所内のランド電極を配線するためにセラミックベースを気密貫通する接続導体を備えていることを特徴とする請求項１に記載の圧電デバイスのパッケージ構造。
3. 上面に圧電振動素子を収容するための凹部を有するセラミックベースと前記凹部の開口部を気密封止するための蓋とを備えた圧電デバイス用パッケージであって、
   前記凹部内には上面に圧電振動素子を搭載するためのランド電極を備えた段差部が設けられており、該段差部に対応する前記セラミックベースの下面に少なくとも１つの凹所を備え、該凹所内にチップ部品を搭載するためのランド電極が形成されていることを特徴とする圧電デバイスのパッケージ構造。
4. 前記凹所が前記凹所を包囲する環状枠と前記段差部に対応する位置に跨って形成されていることを特徴とする圧電デバイスのパッケージ構造。
5. 上面に凹部を有するセラミックベースの前記凹部内に圧電振動素子を収容し、前記凹部の開口部を蓋によって気密封止した圧電デバイスであって、
   前記凹部を包囲する環状枠に対応する前記セラミックベースの下面に少なくとも１つの凹所を備え、該凹所内に形成されたランド電極にチップ部品が搭載されていることを特徴とする圧電デバイス。
6. 上面に凹部を有するセラミックベースの前記凹部内に圧電振動素子を収容し、前記凹部の開口部を蓋によって気密封止した圧電デバイスであって、
   前記凹部内に形成された段差部の上面に圧電振動素子を搭載すると共に、該段差部に対応する前記セラミックベースの下面に少なくとも１つの凹所を備え、該凹所内に形成されたランド電極にチップ部品が搭載されていることを特徴とする圧電デバイス。

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