JP2005295249A - 圧電発振器 - Google Patents

Abstract

【課題】 圧電発振器の周波数変動を抑制し、特性の安定した圧電発振器を提供するとともに、消費電流を抑制する圧電発振器を提供する。
【解決手段】 本発明に適用される水晶発振器は電子部品用パッケージであるセラミックパッケージ１と、当該セラミックパッケージ内部に収納される集積回路素子３および水晶振動板２と、セラミックパッケージを気密封止するリッド５とからなる。集積回路素子に形成された接続電極は平面で見て四角形状であるが、このうち後述の水晶振動板１に形成された励振電極２１，２２と電気的接続される接続電極３０，３１については八角形形状となっている。集積回路素子３はフェイスダウンボンディング技術を用いて、セラミックパッケージに接合される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、圧電振動板と、当該圧電振動板と発振回路を構成するチップ型ＩＣを有する圧電発振器に関するものである。

近年、モバイルコンピュータ等の情報機器や、携帯電話、自動車電話、ページングシステム等の移動体通信機器にあっては、装置の小型化あるいは高周波数化が急速に進んでいる。このため、これらに用いられる圧電発振器などの電子部品にも更なる小型化が要求され、また高周波数化に対応した構成が求められている。

小型化に対応した圧電発振器の例としては、例えば特開２００１−２９１７４３号に示す水晶発振器構成をあげることができる。本構成による水晶発振器は、上部が開口した直方体形状のセラミックパッケージ内部に集積回路素子（ＩＣ素子）と水晶振動板の収納部を設け、当該収納部に各部品を収納するとともに、金属フタ（リッド）によりセラミックパッケージの開口を閉塞することよりこれら各部品を気密収納するものである。

周知のとおり圧電発振器は例えば図６で示すような、圧電振動子Ｘとこれを動作させるためのインバータＩ１等からなる回路構成を有しており、インバータＩ１の両端と各アース端子間にはコンデンサＣ１，Ｃ２が配置されている。当該コンデンサＣ１，Ｃ２は周波数決定パラメータの一つであり、この静電容量値が所定値から変動すると圧電発振器の特性に悪影響を与える。この静電容量値の変動は例えば、セラミックパッケージや他の構成部材、あるいは当該圧電発振器が搭載される実装基板との関連によっても生じることがある。このような外的要因による静電容量を寄生容量と称しているが、このような寄生容量による静電容量値の変動は、圧電発振器においては所望の周波数から変動した値の周波数を出力することになり、圧電発振器の特性を安定させるためには、このような周波数変動を抑制する工夫を行う必要があった。
特開２００１−２９１７４３号

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、圧電発振器の周波数変動を抑制し、特性の安定した圧電発振器を提供するとともに、消費電流を抑制する圧電発振器を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、本発明は、圧電振動素子との接続に関連する集積回路素子の接続電極の面積を小さくすることにより、寄生容量を抑制しようとするものであり、また当該寄生容量自体も外的要因による変動を極力抑制することを目指すものであり、次の構成により実現をすることができる。

すなわち請求項１に示すように、表面に集積回路素子搭載用の複数の電極パッドおよび圧電振動子搭載用の電極パッドが形成されたセラミックパッケージと、複数の接続電極を有し、当該接続電極と前記集積回路素子搭載用の電極パッドとをフェイスボンディング接続する集積回路素子と、セラミックパッケージに形成された前記圧電振動素子搭載用の電極パッドに導電接合される圧電振動素子とからなる圧電発振器であって、前記集積回路素子に形成された複数の接続電極のうち、圧電振動素子と導通接続される接続電極は他の接続電極より面積が小さいことを特徴としている。

また請求項２に示すように、より具体的な構成として、上方が開口するとともに、内部表面に集積回路素子搭載用の複数の電極パッドおよび圧電振動子搭載用の電極パッドが形成されたセラミックパッケージと、前記集積回路素子搭載用の電極パッド上にフェイスボンディング接続された集積回路素子と、セラミックパッケージに形成された前記圧電振動素子搭載用の電極パッドに導電接合される圧電振動素子と、前記開口を閉塞し、前記集積回路素子と圧電振動素子とを気密封止する金属製のリッドとからなる圧電発振器であって、前記複数の接続電極のうち、圧電振動素子と導通接続される接続電極は他の接続電極より面積が小さいことを特徴としている。

集積回路素子に形成された複数の接続電極のうち、圧電振動素子と導通接続される接続電極を他の接続電極より面積を小さくすることにより、両電極の接触面積を小さくすることができる。これにより当該接合部分による静電容量値を小さくすることができ、従って、寄生容量を小さくすることができる。また静電容量が小さいことにより圧電発振器としての消費電流を小さくすることができる。なお、各接続電極の形状は限定されるものではなく、例えば圧電振動子と接続される接続電極を平面視四角形とし、その他の接続電極をそれ以外の形状、例えば五角形、六角形等の多角形または円形または一部の角を円弧状とした四角形としてもよい。この場合、圧電振動素子と接続される接続電極の面積が小さいものであればよい。

さらに、上述の構成において、請求項３に示すように、前記複数の接続電極は圧電振動素子と導通接続される接続電極以外が矩形であり、当該圧電振動素子と導通接続される接続電極は、前記矩形の角部を切除した五角形以上の多角形かあるいは円形であり、かつ他の接続電極より面積が小さいことを特徴とする構成としてもよい。

フェイスボンディングは加熱条件下で超音波振動を引加することにより、接合を実行することが多いが、このような接合においては基本的に被接合部分の外形寸法を等しくすることが好ましい。請求項３によれば、基本外形寸法が矩形の接続電極であり、面積を減少させた圧電振動素子と導通接続される接続電極は、前記矩形の角部を切除した五角形以上の多角形かあるいは円形の構成としている。円形の場合も前記矩形に内接する構成であることが好ましい。このように多角形あるいは円形であっても、外形寸法（例えば縦横寸法）が前記矩形に合致する構成であるので、フェイスボンディング時のエネルギーが接続電極に効率よく供給され、接合不良等の発生を生じさせず、接合の信頼性を向上させることができる。

ところで、寄生容量は小さい値であることが求められるとともに、この値が外的要因によって変動しないことが好ましい。例えば実装基板に搭載した後、当該実装基板に形成されている電極等の影響によって、寄生容量が変動することがあるが、このような外的要因による変動が顕著な場合は、圧電発振器から出力する周波数が大きく変動することがあり、実用上好ましくない。

本発明は、このような場合問題を解決する提案も行っている。すなわち、請求項４に示すように、上述の各構成において、前記セラミックパッケージに形成された集積回路素子搭載用の複数の電極パッドは下方にはシールド電極が形成され、当該シールド電極はアース接続されていることを特徴とするものである。シールド電極を例えば実装基板上のアースラインに接続することにより、電極パッドとシールド電極間の寄生容量値を固定することができ、これにより特定の寄生容量値を見込んだ設計をすることにより、周波数等において意図した特性の圧電発振器を得ることができる。なお、シールド電極は、圧電発振器の出力端子と重ならない構成とすることが寄生容量を抑制する点からも好ましい。

本発明によれば、集積回路素子とセラミックパッケージの接合において生じる寄生容量を小さくすることができる。よって、周波数変動を抑制し、特性の安定した圧電発振器を提供するとともに、消費電流を抑制する圧電発振器を提供することを目的とするものである。

また、請求項４に示す構成を用いることにより、寄生容量値が外的要因により変動することを抑制するので、より特性の安定した圧電発振器を得ることができ、意図した周波数の出力を得ることができる。

以下、本発明による好ましい実施の形態について図面に基づいて説明する。
本発明の第１実施の形態について、圧電振動デバイスとして水晶発振器を例にとり、図面を参照して説明する。図１は水晶発振器の開蓋状態の斜視図、図２は図１において閉蓋した状態の断面図、図３は集積回路素子の接続電極側の平面図である。

本発明に適用される水晶発振器は電子部品用パッケージであるセラミックパッケージ１と、当該セラミックパッケージ内部に収納される集積回路素子３および水晶振動板２と、セラミックパッケージを気密封止するリッド５とからなる。

セラミックパッケージ１は全体として直方体形状で、アルミナ等のセラミックスを主材料とし、図示しないが内部に導体配線パターンが形成された構成であり、かつ上部に開口し断面が凹形であって、収納部１０を有する構成である。セラミックパッケージの堤部１Ａの上部にはメタライズ層やメッキ等による金属層１１が設けられ、当該金属層１１はセラミックパッケージ下面に設けられた外部接続電極（図示せず）に接続されている。パッケージ内部の長辺方向の一端には支持台１Ｂが形成され、同他端には補助支持台（枕材）１Ｃが設けられている。支持台１Ｂと補助支持台１Ｃはほぼ同じ高さか、あるいは支持台１Ｂが若干高く形成されている。また支持台１Ｂ上面には電極パッド１２，１３がセラミックパッケージの短辺方向に所定の間隔をもって形成されている。

収納部１０は下部収納部１０ａと上部収納部１０ｂを有している。両収納部は空間的につながっているが、それぞれ配置される電子部品素子が異なっており、下部収納部１０ａには集積回路素子３が、上部収納部１０ｂには水晶振動板２がそれぞれ配置されている。下部収納部１０ａの底面には所定の電極配線による複数の集積回路素子接続用の電極パッド１４（１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ，１４ｆ，１４ｇ，１４ｈ）が形成されている。当該電極パッドは平面視四角形上であり、その上部に前記集積回路素子３が搭載され、図１の矢印Ｙで示すように、後述の集積回路素子の接続電極が反転して電極パッドと対応接続される。

集積回路素子３は全体として直方体形状であり、下面には複数の接続電極３０，３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７が長手方向に２列等間隔に形成され、また上面には図示していないが導電層が形成されている。当該導電層は下面の電極パッドの一つに引き出され、アース接続されている。

前記接続電極はその表面が金層で構成され、平面で見て矩形形状であるが、このうち後述の水晶振動板１に形成された励振電極２１，２２と電気的接続される接続電極３０，３１については八角形形状となっている。当該八角形は上記矩形の接続電極を基本的な外形形状とし、その４つの角部を面取り（切除）した構成であり、従って縦横の各寸法は他の接続電極と同じ寸法を確保している。なお、当該接続電極３０，３１の形状は平面視八角形のみならず六角形等の他の多角形状または円形を採用してもよい。また、図示していないが、これら各接続電極３０，３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７の表面には金バンプが形成されている。

複数の電極パッド１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ，１４ｆ，１４ｇ，１４ｈもその表面に金層が形成された構成であり、当該電極パッドと集積回路素子３の電極パッド３１との接合は、周知のフェイスダウンボンディング技術を用いて、例えば加熱条件下で超音波振動エネルギを引加することにより電気的機械的な接合が行われる。なお、加熱はセラミックパッケージを所定温度に加熱すること等により行う。

なお、電極パッド１４の外形寸法は、例えば縦横各１２０μｍ、接続電極の外形寸法は縦横各８０μｍであり、フェイスボンディング時の動作およびセラミックパッケージの製造誤差を考慮して相対的に電極パッドの外形を大きくしている。

水晶振動板の励振電極と電気的接続される接続電極３０，３１部分の接合面積が小さいため、寄生容量を小さくすることができる。また、当該接続電極３０，３１の縦横の各最大寸法は他の接続電極と同じであり、フェイスボンディング時も同条件にて超音波振動エネルギを与えることができ、接合不良の生じることはない。

なお、必要に応じて集積回路素子３と下部収納部１０ａの底面間には、絶縁性樹脂材によるアンダーフィルを形成してもよい。アンダーフィルの形成により集積回路素子３の機械的接合強度を向上させることができる。

当該集積回路素子３は水晶振動板１とともに発振回路を構成する回路構成が集積形成された１チップ集積回路素子である。また当該集積回路素子３には、必要に応じて、温度補償回路あるいは電圧制御回路あるいはＰＬＬ出力回路等の回路が組み込まれている。

上部収納部１０ｂは水晶振動板２を配置する領域であり、高さ方向において支持台１Ｂの上面近傍の領域を示している。当該支持台１Ｂ上には前述のとおり電極パッド１２，１３が形成されている。当該電極パッド１２，１３はセラミックパッケージ内の配線により、集積回路素子３およびセラミックパッケージ下面に形成された外部接続電極（図示せず）と適宜接続されている。また当該電極パッド１２，１３は前述の底面に形成された集積回路素子接続用の電極パッド１４と同様の手法にて形成するもので、例えばメタライズにより形成されたタングステン層上に、メッキ等の手段によりニッケル層、金層の順に形成するものである。なお、支持台１Ｂと電極パッド１２あるいは１３の合計高さは、下に配置する集積回路素子３を設置した状態の高さより高くすることが好ましい。

また、電極パッド１２，１３の上部には水晶振動板２の長辺方向一端が接合される。水晶振動板２は矩形状のＡＴカット水晶振動板からなり、その中央部分には表裏面に対向した励振電極２１，２２（裏面の励振電極２２は図示せず）が形成されている。当該励振電極２１，２２は引出電極２１１，２２１により、水晶振動板２の長辺方向の一端で短辺方向の両端部分にそれぞれ引き出されている。これら電極形成は励振電極と引出電極に対応した開口パターン形状を有する成膜マスクにより水晶振動板を被覆し、真空蒸着法あるいはスパッタリング法等により電極膜形成を行うことにより得ることができる。

当該水晶振動板２の接合にあたっては、電極パッド１２，１３上であって、搭載する水晶振動板の各引出電極部分にそれぞれ導電性接合材Ｓを塗布し、水晶振動板を片持ち支持状態に搭載する。このときの導電性接合材Ｓは、引出電極２１１と電極パッド１２，引出電極２２１と電極パッド１３それぞれに跨るような塗布をすることにより、それぞれの組が電気的に独立した状態で確実に電気的接合が行える。また必要に応じて、水晶振動板搭載後さらに接合部分に導電性接合材を上塗り塗布してもよく、これにより水晶振動板の確実な電気的機械的接合を行うことができる。なお、導電接合材Ｓは例えば導電材料を含有したシリコーン系樹脂接着剤を用いているが、ウレタン系あるいはエポキシ系の導電接合材を用いてもよい。

その後、不活性ガス雰囲気中あるいは真空雰囲気中でリッド５によりセラミックパッケージの開口部を閉塞し、気密封止を行う。リッド５は金属製であり、例えばコバールをコア材として、その上部にニッケル層を形成するとともに、下部すなわちセラミックパッケージ１との接合面側には銅層を介して銀ろう層が形成された構成である。このようなリッドをシーム溶接法によりセラミックパッケージの金属層に接合することにより、気密封止を行うことができる。リッド５は金属層１１からセラミックパッケージ内部に設けられた内部配線（図示せず）により、パッケージ下面に形成された外部接続電極（図示せず）に引き出され、アース接続されている。なお、気密封止は前述のシーム溶接のみならず、接合材にガラス材を用いたガラス接合法を用いてもよい。

以上の構成により、集積回路素子とセラミックパッケージの接合において生じる寄生容量を小さくすることができ、また、寄生容量値が外的要因により変動することを抑制するので、意図した周波数の出力を得ることができ、周波数等の特性の安定した圧電発振器を得ることができる。また低消費電力の圧電発振器を得ることができる。

本発明は上記実施の形態に示したものに限定されるものではなく、様々な構成に適用することができる。例えば、上述の実施の形態において、集積回路素子を図４に示す構成の集積回路素子を適用してもよい。図４は集積回路素子底面の平面図である。集積回路素子６は全体として直方体形状であり、下面には複数の接続電極６０，６１，６２，６３，６４，６５，６６，６７，６８，６９が長手方向に２列で等間隔に形成されている。

前記接続電極はその表面が金層で構成され、平面で見て矩形形状であるが、このうち後述の水晶振動板１に形成された励振電極と電気的接続される接続電極６０，６１については円形状となっている。また、圧電発振器の出力端子となる接続電極６６についても円形状としている。当該接続電極６６は図６で示すバッファ用インバータＩ２の出力端子Ｏに相当するものであり、当該接続電極の静電容量を小さくすることにより、消費電流を抑制することができる。

なお、前記接続電極６０，６１，６６の面積は他の接続電極より小さいが、円形状は上記矩形の接続電極に対し内接する外形形状を有しており、従って縦横の各最大寸法は他の接続電極と同じ寸法を確保しているので、接合時の信頼性を確保している。なお、図示していないが、これら各接続電極６０，６１，６２，６３，６４，６５，６６，６７，６８，６９の表面には金バンプが形成されている。当該接続電極とセラミックパッケージに形成された電極パッドとの接合は、周知のフェイスダウンボンディング技術を用いて、例えば所定温度の加熱条件下で超音波振動エネルギを引加することにより電気的機械的な接合が行われる。

次に、本発明による第２実施の形態について、圧電振動デバイスとして水晶発振器を例にとり、図面を参照して説明する。本実施の形態の基本構成は、第１の実施形態と類似しているので、図１，図２，図３および図５を参照する。なお、図５は水晶発振器の閉蓋した状態の断面図である。

本実施の形態による水晶発振器は電子部品用パッケージであるセラミックパッケージ１と、当該セラミックパッケージ内部に収納される集積回路素子３および水晶振動板２と、セラミックパッケージを気密封止するリッド５とからなり、基本構成は上述の第１実施の形態と同じ構成であるが、セラミックパッケージにシールド電極を有する点で異なっている。

セラミックパッケージ１は全体として直方体形状で、アルミナ等のセラミックスを主材料とし、図示しないが内部に導体配線パターンが形成された構成であり、かつ上部に開口し断面が凹形であって、収納部１０を有する構成である。セラミックパッケージの堤部１Ａの上部にはメタライズ層やメッキ等による金属層１１が設けられ、当該金属層１１はセラミックパッケージ下面に設けられた外部接続電極（図示せず）に接続されている。パッケージ内部の長辺方向の一端には支持台１Ｂが形成され、同他端には補助支持台（枕材）１Ｃが設けられている。支持台１Ｂと補助支持台１Ｃはほぼ同じ高さか、あるいは支持台１Ｂが若干高く形成されている。また支持台１Ｂ上面には電極パッド１２，１３がセラミックパッケージの短辺方向に所定の間隔をもって形成されている。

収納部１０は下部収納部１０ａと上部収納部１０ｂを有している。両収納部は空間的につながっているが、それぞれ配置される電子部品素子が異なっており、下部収納部１０ａには集積回路素子３が、上部収納部１０ｂには水晶振動板２がそれぞれ配置されている。下部収納部１０ａの底面には電極パッド１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ，１４ｆ，１４ｇ，１４ｈが形成されている。当該電極パッドは平面視四角形であり、セラミックパッケージの内部および表面に形成された所定の電極配線により適宜電気的接続されている。当該電極パッド上に前記集積回路素子３が搭載されている。

上記各電極パッドの下方であって、セラミックパッケージ内部にはシールド電極１５が形成されている。当該シールド電極１５は平面で見て前記各電極パッド１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ，１４ｆ，１４ｇ，１４ｈに重畳するように面状に形成されている。当該シールド電極１５はセラミックパッケージの下面に形成された外部接続電極（図示せず）を介して、アースＧに接続されている。このような構成により、圧電発振器内で生じる寄生容量値は外的要因、例えば当該圧電発振器を実装するプリント配線基板に形成された電極配線等の影響による変動を生じることがなく、実装基板に実装しても安定した特性を維持することができる。なお、シールド電極は少なくとも水晶振動板と接続される接続電極３０，３１に対応する電極パッドと重畳していることが必要であり、より好ましくは全ての電極パッドとシールド電極が重畳していることが好ましい。また、圧電発振器の出力端子と重ならない構成とすることが寄生容量を抑制し、消費電流を抑制する点からも好ましい。

集積回路素子３は全体として直方体形状であり、下面には複数の接続電極３０，３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７が長手方向に２列等間隔に形成され、また上面には図示していないが導電層が形成されている。当該導電層は下面の電極パッドの一つに引き出され、アース接続されている。

前記接続電極はその表面が金層で構成され、平面で見て矩形形状であるが、このうち後述の水晶振動板１に形成された励振電極２１，２２と電気的接続される接続電極３０，３１については八角形形状となっている。当該八角形は上記矩形の接続電極を基本的な外形形状とし、その４つの角部を面取り（切除）した構成であり、従って縦横の各寸法は他の接続電極と同じ寸法を確保している。なお、図示していないが、これら各接続電極３０，３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７の表面には金バンプが形成されている。

複数の電極パッド１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ，１４ｆ，１４ｇ，１４ｈもその表面に金層が形成された構成であり、当該電極パッドと集積回路素子３の電極パッド３１との接合は、周知のフェイスダウンボンディング技術を用いて、例えば超音波振動エネルギを引加することにより電気的機械的な接合が行われる。

水晶振動板の励振電極と電気的接続される接続電極３０，３１部分の接合面積が小さいため、寄生容量を小さくすることができる。また、当該接続電極３０，３１の縦横の各最大寸法は他の接続電極と同じであり、フェイスボンディング時も同条件にて超音波振動エネルギを与えることにより、接合不良の生じることはない。

なお、必要に応じて集積回路素子３と下部収納部１０ａの底面間には、絶縁性樹脂材によるアンダーフィルを形成してもよい。アンダーフィルの形成により集積回路素子３の機械的接合強度を向上させることができる。

当該集積回路素子３は水晶振動板１とともに発振回路を構成する回路構成が集積形成された１チップ集積回路素子である。また当該集積回路素子３には、必要に応じて、温度補償回路あるいは電圧制御回路あるいはＰＬＬ出力回路等の回路が組み込まれている。

上部収納部１０ｂは水晶振動板２を配置する領域であり、高さ方向において支持台１Ｂの上面近傍の領域を示している。当該支持台１Ｂ上には前述のとおり電極パッド１２，１３が形成されている。当該電極パッド１２，１３はセラミックパッケージ内の配線により、集積回路素子３およびセラミックパッケージ下面に形成された外部接続電極（図示せず）と適宜接続されている。また当該電極パッド１２，１３は前述の底面に形成された集積回路素子接続用の電極パッド１４と同様の手法にて形成するもので、例えばメタライズ手法によるタングステン層上に、メッキ等の手段によりニッケル層、金層の順に形成するものである。なお、支持台１Ｂと電極パッド１２あるいは１３の合計高さは、下に配置する集積回路素子３を設置した状態の高さより高くすることが好ましい。

また、電極パッド１２，１３の上部には水晶振動板２の長辺方向一端が接合される。水晶振動板２は矩形状のＡＴカット水晶振動板からなり、その中央部分には表裏面に対向した励振電極２１，２２（裏面の励振電極２２は図示せず）が形成されている。当該励振電極２１，２２は引出電極２１１，２２１により、水晶振動板２の長辺方向の一端で短辺方向の両端部分にそれぞれ引き出されている。これら電極形成は励振電極と引出電極に対応した開口パターン形状を有する成膜マスクにより水晶振動板を被覆し、真空蒸着法あるいはスパッタリング法等により電極膜形成を行うことにより得ることができる。

当該水晶振動板２の接合にあたっては、電極パッド１２，１３上であって、搭載する水晶振動板の各引出電極部分にそれぞれ導電性接合材Ｓを塗布し、水晶振動板を片持ち支持状態に搭載する。このときの導電性接合材Ｓは、引出電極２１１と電極パッド１２，引出電極２２１と電極パッド１３それぞれに跨るような塗布をするとそれぞれの組が電気的に独立した状態で確実に電気的接合が行える。また必要に応じて、水晶振動板搭載後さらに接合部分に導電性接合材を上塗り塗布してもよく、これにより水晶振動板の確実な電気的機械的接合を行うことができる。なお、導電接合材Ｓは例えば導電材料を含有したシリコーン系樹脂接着剤を用いているが、ウレタン系あるいはエポキシ系の導電接合材を用いてもよい。

その後、不活性ガス雰囲気中あるいは真空雰囲気中でリッド５によりセラミックパッケージの開口部を閉塞し、気密封止を行う。リッド５は金属製であり、例えばコバールをコア材として、その上部にニッケル層を形成するとともに、下部すなわちセラミックパッケージ１との接合面側には銅層を介して銀ろう層が形成された構成である。このようなリッドをシーム溶接法により接合することにより、気密封止を行うことができる。リッド５は金属層１１からセラミックパッケージ内部に設けられた内部配線（図示せず）により、パッケージ下面に形成された外部接続電極（図示せず）に引き出され、アース接続されている。

以上の構成により、集積回路素子とセラミックパッケージの接合において生じる寄生容量を小さくすることができ、また、寄生容量値が外的要因により変動することを抑制するので、意図した周波数の出力を得ることができ、また周波数等の特性の安定した圧電発振器を得ることができる。また低消費電力の圧電発振器を得ることができる。

またシールド電極を例えば実装基板上のアースに接続することにより、電極パッドとシールド電極間の寄生容量値を固定することができ、これにより所定の寄生容量値を見込んだ設計をすることにより、意図した特性の圧電発振器を得ることができる。

なお、上記各実施形態の例示においては、ＡＴカット水晶振動板を用いた表面実装型の水晶発振器を例示したが、例えば音叉型水晶振動板等の他の水晶振動板であってもよく、また圧電セラミック振動板等、他の圧電材料を用いてもよく、上記実施形態の例示に限定されるものではない。

水晶発振器等の圧電発振器の量産に適用できる。

第１の実施形態による水晶発振器の開蓋状態の分解斜視図。 第１の実施形態による閉蓋した状態の断面図。 第１の実施形態による集積回路素子の底面から見た平面図。 他の例を示す集積回路素子の底面から見た平面図。 第２の実施形態による閉蓋した状態の断面図。 発振回路を示す図。

符号の説明

１ セラミックパッケージ
１１ 第１層シート
１２ 電極パッド
１３ 電極パッド
１４ 電極パッド
２ 水晶振動板
２１，２２ 励振電極
２１１，２２１ 引出電極
３ 集積回路素子
３０，３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７，６０，６１，６２，６３，６４，６５，６６，６７，６８，６９ 接続電極
５ リッド

Claims (4)

1. 表面に集積回路素子搭載用の複数の電極パッドおよび圧電振動子搭載用の電極パッドが形成されたセラミックパッケージと、複数の接続電極を有し、当該接続電極と前記集積回路素子搭載用の電極パッドとをフェイスボンディング接続する集積回路素子と、セラミックパッケージに形成された前記圧電振動素子搭載用の電極パッドに導電接合される圧電振動素子とからなる圧電発振器であって、
   前記集積回路素子上に形成された複数の接続電極のうち、圧電振動素子と導通接続される接続電極は他の接続電極より面積が小さいことを特徴とする圧電発振器。
2. 上方が開口するとともに、内部表面に集積回路素子搭載用の複数の電極パッドおよび圧電振動子搭載用の電極パッドが形成されたセラミックパッケージと、前記集積回路素子搭載用の電極パッド上にフェイスボンディング接続された集積回路素子と、セラミックパッケージに形成された前記圧電振動素子搭載用の電極パッドに導電接合される圧電振動素子と、前記開口を閉塞し、前記集積回路素子と圧電振動素子とを気密封止する金属製のリッドとからなる圧電発振器であって、
   前記集積回路素子上に形成された複数の接続電極のうち、圧電振動素子と導通接続される接続電極は他の接続電極より面積が小さいことを特徴とする圧電発振器。
3. 前記複数の接続電極は圧電振動素子と導通接続される接続電極以外が矩形であり、当該圧電振動素子と導通接続される接続電極は、前記矩形の角部を切除した五角形以上の多角形かあるいは円形であり、かつ他の接続電極より面積が小さいことを特徴とする請求項１または２に記載の圧電発振器。
4. 前記セラミックパッケージに形成された集積回路素子搭載用の複数の電極パッドの下方にはシールド電極が形成され、当該シールド電極はアース接続されていることを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項に記載の圧電発振器。
   
   

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