JP2006101181A - 圧電発振器および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 低背化および小型化が可能であり、製造コストを抑えることが可能な圧電発振器および電子機器を提供する。
【解決手段】 圧電発振器１０は、励振電極が形成された圧電振動片本体と、この圧電振動片本体を囲む枠部と、この枠部上に形成され前記励振電極に電気的に接続された接続電極とを備えた圧電振動片１６と、前記圧電振動片１６の一方の面に接合される蓋体３４と、表面に外部端子１５を有し前記圧電振動片１６の他方の面側に接合し前記圧電振動片本体１６を気密に封止した基板と、前記圧電振動片１６の前記接続電極および前記基板の前記外部端子１５のそれぞれに電気的に接続され、前記蓋体３４上に配置された前記圧電振動片１６を発振させる回路とを備え、前記圧電振動片本体が気密に封止された空間の外部に前記圧電振動片１６の前記接続電極を露出させた構成である。
【選択図】 図１

Description

本発明は圧電発振器および電子機器に係り、特に低背化に適した圧電発振器を提供することを目的とする。

圧電発振器は様々な電子機器に搭載され、基準周波数源や基準信号源として利用されている。この圧電発振器として、例えば次のような構成のものがある。すなわち圧電発振器は、パッケージベースの凹陥部底面に圧電振動片を発振させるためのＩＣチップを実装するとともに、凹陥部側面に形成された段差上に圧電振動片を両持ち状に実装して、ＩＣチップと圧電振動片とを上下に配置し、パッケージベースの上面にリッドを接合してパッケージ内部を気密封止した構成のものがある（例えば、特許文献１を参照）。

また圧電発振器は、パッケージベースの凹陥部に圧電振動片を実装するとともに、パッケージベースの上面に圧電振動片を発振させるＩＣチップを実装して、パッケージベースの上面に設けられた電極とＩＣチップに設けられたパッドとにワイヤボンディングを施し、ＩＣチップとワイヤとを樹脂で封止した構成のものがある（特許文献２を参照）。

さらに圧電発振器は、パッケージベース上の一方の片側領域に圧電振動片を実装して蓋体で気密封止するとともに、他方の片側領域に圧電振動片を発振させるＩＣチップを実装して樹脂で封止した構成のものがある（特許文献３を参照）。
特開２００１−２７４６５３号公報 特開２００４−７２６４１号公報 特開２００２−３３５１２８号公報

上述の従来に係る技術では、圧電振動片と圧電振動片をパッケージに固定するためのマウント用接着剤とが同一空間に気密に封止される構成であるため、蓋体とパッケージとを接合し封止する時に発生する熱や、完成した圧電発振器を電子機器の基板に実装した後に行うリフロー工程時の熱等により、圧電振動片のマウント用接着剤等からガスが発生し、そのガスが圧電振動片に付着するなどして発振周波数がシフトしてしまうという問題があった。また、このガスは、ＩＣチップの表面に付着した汚れ等からも発生し、周波数シフトの問題をより顕著にしていた。

また近年は、圧電発振器が搭載される電子機器が小型化されているので、圧電発振器に低背化および小型化が要求されている。したがって、パッケージベースの凹陥部底面にＩＣチップを実装するとともに、凹陥部の側面に形成された段差の上面に圧電振動片を実装する圧電発振器の構成では、ＩＣチップに施されるワイヤボンディングの高さや、このワイヤと圧電振動片とが接触するのを防ぐための隙間等が必要になるので、圧電発振器の更なる低背化が困難になっている。

また圧電振動片がパッケージベースに片持ち状に実装される場合では、圧電発振器に落下等によって衝撃が加わると、圧電振動片の先端部が上下に振れてパッケージやＩＣチップに接触し、先端部にカケやワレを生じて、圧電発振器の発振周波数がかわる虞がある。また圧電振動片が片持ち状に実装される場合では、圧電振動片がパッケージベースの底面に対して平行に実装されないときがあり、このときは、圧電振動片の先端部がパッケージやＩＣチップにより接触する虞がある。したがって、圧電振動片を片持ち状に実装するときは、圧電振動片の先端部がパッケージやＩＣチップに接触するのを防ぐための間隔が必要になるので、圧電発振器の低背化が困難になっている。

またパッケージ内に圧電振動片とＩＣチップとを実装する圧電発振器の構成や、圧電振動片をＩＣチップで気密封止する圧電発振器の構成では、圧電発振器の製造段階で圧電振動片のみを気密封止できない。このため圧電振動片が動作をチェックした後、良品の圧電振動片のみに対してＩＣチップを実装することができないので、不良の圧電振動片に対してもＩＣチップを実装する虞がある。この場合、圧電発振器の製造コストが高くなる。
また圧電振動片とＩＣチップとを横方向に実装する構成の圧電発振器では、小型化ができず、実装面積が大きくなってしまう。

本発明は、低背化および小型化が可能であり、製造コストを抑えることが可能な圧電発振器および電子機器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る圧電発振器は、励振電極が形成された圧電振動片本体と、この圧電振動片本体を囲む枠部と、この枠部上に形成され前記励振電極に電気的に接続された接続電極とを備えた圧電振動片と、前記圧電振動片の一方の面に接合される蓋体と、表面に外部端子を有し前記圧電振動片の他方の面側に接合し前記圧電振動片本体を気密に封止した基板と、前記圧電振動片の前記接続電極および前記基板の前記外部端子のそれぞれに電気的に接続され、前記蓋体上に配置された前記圧電振動片を発振させる回路とを備え、前記圧電振動片本体が気密に封止された空間の外部に前記圧電振動片の前記接続電極を露出させた、ことを特徴としている。これにより接着剤やＩＣチップ等からガスが発生し圧電発振器の発振周波数がシフトしてしまうことを有効に防止できる。また圧電発振器を低背化することができる。また圧電振動片は、枠付圧電振動片なので、基板の底面に対して平行に実装されることができ、圧電振動片本体がパッケージベースやＩＣチップに接触するのを防止するための間隔を広く取る必要がないので、圧電発振器を低背化することができる。また圧電振動片と回路は上下に配置されているので、圧電発振器の平面サイズを小型化することができ、実装面積を小さくすることができる。

また前記基板はパッケージベースであり、前記パッケージベースの凹陥部内に前記圧電振動片および前記回路を備え、前記圧電振動片と前記蓋体と前記回路とを前記パッケージベースの前記凹陥部の開口端面にリッドを接合したことを特徴としている。これにより圧電発振器の低背化ができる。

また前記圧電振動片および前記回路をモールド材で封止したことを特徴としている。これにより圧電発振器を安価に製造できるとともに、圧電振動片や回路の接合強度を増すことができる。

また前記圧電振動片と前記回路とをワイヤにより接続したことを特徴としている。圧電振動片と回路とが直にワイヤで導通しているので浮遊容量がなくなり、配線パターンを介して導通させる場合に比べて電気的な接続を安定化することができる。

また前記回路は、フリップチップボンディングにより前記パッケージベースに実装されたことを特徴としている。ワイヤボンディングにより回路とパッケージベースとを接続する場合に比べて、ワイヤのループ高さの分だけ圧電発振器の低背化をすることができる。

以下に、本発明に係る圧電発振器および電子機器の最良の実施形態について説明する。まず第１の実施形態について説明する。図１は第１の実施形態に係る圧電発振器の説明図であり、図１（ａ）は正面断面図、同図（ｂ）は側面断面図である。また図２は圧電振動片、蓋体および半導体集積回路チップ部分の分解斜視図である。

第１の実施形態に係る圧電発振器１０は、凹陥部１２を備えたパッケージベース１４を有し、この凹陥部１２の側面は階段状に形成されている。このようなパッケージベース１４は、例えばセラミック等からなる平面シート上に、枠部の大きさの異なる枠型シートを複数積層して形成すればよい。このパッケージベース１４の外部表面には、圧電発振器１０の発振出力信号や書き込み等の信号を入出力する外部端子１５を備えている。また、このパッケージベース１４の底面には圧電振動片１６を実装するために枠型に形成されたメタライズ電極１８および圧電振動片１６の実装用のマウント電極１９が、また凹陥部１２の段差上には圧電振動片１６を発振させる回路と電気的に接続するためのボンディング電極２２が設けられている。メタライズ電極１８やマウント電極１９、ボンディング電極２２は、例えばタングステンやモリブデン等をメタライズ印刷した上に、ニッケルと金を電解メッキして形成すればよい。なおニッケルメッキは、メタライズ印刷したパターンに金の付着強度を増すために施されるものなので、この機能を有するものであれば他の金属のメッキであってもよい。また前記ボンディング電極２２は、パッケージベース１４に設けられたマウント電極１９や配線パターン２４と電気的に接続されている。

前記圧電振動片１６は、圧電振動片本体２６とこの圧電振動片本体２６を囲む枠部２８とを備えた枠付圧電振動片である。前記圧電振動片本体２６は、音叉型圧電振動片であり、基部２６ａとこの基部２６ａから延設された複数の振動腕２６ｂとを備え、基部２６ａから振動腕２６ｂが延設された側と反対側において枠部２８が接続している。そして前記振動腕２６ｂには、励振電極（不図示）等が設けられ、この励振電極と枠部２８の短辺両端に形成された接続電極３０とが導通している。なお実施形態によっては、圧電振動片本体２６はＡＴカット等の圧電振動片であってもよい。

そして圧電振動片１６は、枠部２８とメタライズ電極１８とが接合材３２を用いて機械的に接続されて、パッケージベース１４底面上に実装されている。このとき圧電振動片１６は、衝撃等が加わって振動腕２６ｂが上下に振れたときにパッケージベース１４に接触しない高さで実装されている。前記接合材３２は、気密封止が可能な材料を用いればよく、例えば金／錫ロウ材や接着剤等を用いることができる。また圧電振動片１６の接続電極３０は、マウント電極１９上に塗布された導電性接着剤等を介してボンディング電極２２と電気的に接続されている。

この圧電振動片１６の上側には、蓋体３４が接合されている。前記蓋体３４は、圧電振動片１６の枠部２８と接合する大きさであり、蓋体３４下面に開口部が設けられた凹部を有している。この凹部は、圧電振動片本体２６の振動腕２６ｂが上下に振れたときに蓋体３４に接触しない深さを有している。そして蓋体３４は、例えばナトリウムやリチウム等のアルカリ金属を含むガラス材料、すなわちソーダガラス等によって形成されていればよい。この蓋体３４は、陽極接合や金／錫ロウ材等によって圧電振動片１６の枠部２８に接合されている。これにより、圧電振動片１６の下部はロウ材等によって封止され、上部は蓋体３４によって封止されるので、圧電振動片本体２６が気密封止される。なお圧電振動片本体２６は音叉型圧電振動片なので真空封止されるが、実施の形態によって真空または不活性ガス雰囲気のいずれかの状態で気密封止されればよい。

この蓋体３４の上側には、圧電振動片１６を発振させる回路が接合されている。この回路は集積化された半導体素子（ＩＣチップ３６）により構成され、能動面に複数のパッド３８が形成されている。そしてＩＣチップ３６は、前記能動面を上側に向けて蓋体３４上に実装され、前記パッド３８とパッケージベース１４上に設けられたボンディング電極２２とにワイヤボンディングが施されてボンディング電極２２と電気的に接続されている。そしてボンディング電極２２は外部端子１５と電気的に接続されている。なおＩＣチップ３６に電圧制御発振回路を搭載して圧電発振器を電圧制御型圧電発振器としてもよく、温度補償型発振回路を搭載して圧電発振器を温度補償型圧電発振器としてもよい。またこれらの回路を組み合わせて圧電発振器を電圧制御−温度補償型圧電発振器としてもよい。また蓋体３４の上側には、ＩＣチップ３６と共に抵抗やコンデンサ等を搭載してもよい。なお前記回路は、ＩＣチップ３６で形成された構成に限定されることはなく、ディスクリートで形成された構成であってもよい。

そしてパッケージベース１４の上側、すなわち凹陥部１２の開口端面にリッド４０が接合されて、凹陥部１２を真空または不活性ガス雰囲気によって気密封止している。なお凹陥部１２を真空封止すれば、圧電振動片本体２６を封止している箇所にリークが生じたとしても、圧電振動片本体２６を真空状態に維持することが可能になる。

次に、圧電発振器１０の製造方法について説明する。図３は圧電発振器１０の製造フローである。まず圧電結晶のウエハに複数の圧電振動片１６が形成される（Ｓ１００）。この圧電振動片１６は、ウエハをエッチングし、圧電振動片本体２６と圧電振動片本体２６を囲繞する枠部２８とを残すことにより得られる。そして圧電振動片１６は、全面にスパッタ等の成膜法により電極用の金属膜が成膜され、且つ金属膜をエッチングすることにより振動腕２６ｂの表裏面および各側面に前記励振電極が形成され、枠部２８に前記励振電極に接続した接続電極３０が形成される。この後、蓋体３４は、前記凹部の前記開口部を圧電振動片１６に向けて、各圧電振動片１６の枠部２８に接合される（Ｓ１１０）。このとき蓋体３４は、前記ウエハの片側の面に陽極接合または金／錫ロウ材等によって接合される。

この後、前記ウエハに形成された圧電振動片１６は個別化されて、個々の圧電振動片１６となる（Ｓ１２０）。そして各圧電振動片１６は、真空中でパッケージベース１４の底面に実装される（Ｓ１３０）。このとき圧電振動片１６は、枠部２８とメタライズ電極１８とが接合材３２を用いて機械的に接続され、圧電振動片本体２６が真空封止される。なお圧電振動片１６が不活性ガス雰囲気中でパッケージベース１４上に実装されれば、圧電振動片本体２６は不活性ガス雰囲気で気密封止される。また圧電振動片１６は、配線パターン２４上に塗布された導電性接着剤と接続電極３０とが電気的に接続して、ボンディング電極２２と導通される（Ｓ１４０）。

この後、圧電振動片１６の周波数調整が行われる（Ｓ１５０）。この周波数調整は、パッケージベース１４の外部から圧電振動片１６を発振させる回路が接続されて圧電振動片１６を発振させた後、蓋体３４を介してレーザ光を照射して振動腕２６ｂ先端を加工することにより行われる。そして圧電振動片１６の特性検査が行われる（Ｓ１６０）。この特性検査により圧電振動片１６が正常に動作するか否かが検査され、正常に動作する圧電振動片１６のみが使用される。次に、ＩＣチップ３６が蓋体３４の上面に接合される（Ｓ１７０）。このＩＣチップ３６の上面には、パッド３８が設けられているので、このパッド３８とパッケージベース１４のボンディング電極２２とにワイヤボンディングが施されて、電気的に接続される（Ｓ１８０）。

この後、リッド４０をパッケージベース１４の上面に接合する（Ｓ１９０）。このリッド４０は、金属製であればよく、真空中においてパッケージベース１４の上面にシーム溶接等で接合される。このようにして圧電発振器１０が製造され、圧電発振器１０の完成品検査（Ｓ２００）が終了した後、出荷される。

このように圧電発振器１０は、パッケージベース１４底面上に圧電振動片１６を実装し、この圧電振動片１６の上部に蓋体３４を接合し、蓋体３４の上部にＩＣチップ３６を接合した構成なので、圧電発振器１０を低背化することができる。

また圧電振動片１６は、圧電振動片本体２６の周囲に枠部２８が設けられた枠付の圧電振動片１６であり、枠部２８全体がパッケージベース１４の底面と接合されているので、パッケージベース１４の底面に対して平行に実装されることができる。したがって圧電振動片１６がパッケージベース１４やＩＣチップ３６に接触するのを防止するための間隔を従来技術に係る圧電発振器のように広く取る必要がないので、圧電発振器１０を低背化することができる。さらに圧電振動片１６はパッケージベース１４に対して平行に実装され、且つ振動腕２６ｂが上下に振れてもパッケージベース１４やＩＣチップ３６に接触しない間隔が保たれているので、衝撃等が加わって振動腕２６ｂが上下に振れてもワレやカケ等が発生せず、信頼性の高い圧電発振器１０を得ることができる。

また圧電振動片１６の特性検査をして圧電振動片１６が正常に動作するか否かを調べた後、正常に動作する圧電振動片１６に対してのみＩＣチップ３６が接続されるので、動作不良の圧電振動片１６にＩＣチップ３６が接続されることによるＩＣチップ３６のコストを大幅に削減できる。したがって圧電発振器１０の製造コストを低減させることができる。

また圧電振動片１６とＩＣチップ３６とを上下に配置してパッケージベース１４に実装されているので、圧電振動片とＩＣチップとを横方向に並べて配置する構成に比べて、圧電発振器１０を小型化することができ、実装面積を小さくすることができる。

またパッケージベース１４の凹陥部１２を真空封止すれば、圧電振動片本体２６を封止している箇所にリークが生じたとしても、圧電振動片本体２６を真空状態に維持することができ、圧電発振器１０の動作を保証することができる。したがって圧電発振器１０の信頼性を向上させることができる。

なお図４に示すように、ＩＣチップ３６は、フリップチップボンディングによりパッケージベース１４に実装されてもよい。すなわちＩＣチップ３６の能動面を下側に向け、ＩＣチップ３６に設けられたパッドとボンディング電極とをバンプ接合材４２で接合すればよい。これにより圧電発振器を更に低背化することができる。

次に、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態では、第１の実施形態に係る圧電発振器の変形例について説明するので、第１の実施形態に係る圧電発振器と同構成の部分には同番号を付し、その説明を省略または簡略する。図５は第２の実施形態に係る圧電発振器の説明図である。第２の実施形態に係る圧電発振器５０は、凹陥部５２を備えたパッケージベース５４を有し、この凹陥部５２の少なくとも１つの側面に階段状が形成されている。この階段部分の上面、すなわち凹陥部５２の段差５６上には、ボンディング電極２２が形成されている。またパッケージベース５４の底面には、圧電振動片１６を実装するために枠型に形成されたメタライズ電極１８が設けられている。なおパッケージベース５４は、第１の実施形態で説明したパッケージベースと同様に形成すればよい。

圧電振動片１６は、圧電振動片本体とこの圧電振動片本体を囲む枠部とを備え、接合材３２を用いて前記枠部とメタライズ電極１８とが機械的に接続されて、パッケージベース５４上に実装されている。この圧電振動片１６の上側には、蓋体３４が接合されている。この蓋体３４は、下面に凹部が設けられ、蓋体３４下面と圧電振動片１６の前記枠部とが接合されている。これにより前記圧電振動片本体は、気密封止される。

蓋体３４の上面には、ＩＣチップ３６が能動面を上側に向けて接合されている。そして前記能動面に形成されたパッド３８と圧電振動片１６の接続電極（不図示）、およびパッド３８とボンディング電極２２にワイヤボンディングが施されている。したがってパッド３８と前記接続電極、およびパッド３８とボンディング電極２２とが電気的に接続している。
そしてパッケージベース５４の上面にリッド４０が接合されて、凹陥部５２を気密封止している。

このような圧電発振器５０は、ＩＣチップ３６と圧電振動片１６とがワイヤ５８を介して直に導通しているので浮遊容量がなくなり、ワイヤ、ボンディング電極および配線パターンを介してＩＣチップと圧電振動片とを導通させる場合に比べて接続の安定化を図ることができる。また圧電発振器５０は、第１の実施形態に係る圧電発振器と同様の効果を奏することができる。

次に、第３の実施形態について説明する。なお第３の実施形態では、第１の実施形態と同構成の部分には同番号を付し、その説明を省略または簡略する。図６は第３の実施形態に係る圧電発振器の説明図である。第３の実施形態に係る圧電発振器６０は、セラミック等からなる基板６２を備えている。この基板６２の上面には、圧電振動片１６を実装するために枠型に形成されたメタライズ電極１８と、ＩＣチップ３６と導通するためにワイヤボンディングが施されるボンディング電極２２とが設けられている。

圧電振動片１６は、圧電振動片本体とこの圧電振動片本体を囲む枠部とを備えた枠付の圧電振動片であり、前記枠部とメタライズ電極１８とが接合材３２を用いて機械的に接続されて基板６２上に実装されている。この圧電振動片１６の上側には、蓋体３４が接合されている。蓋体３４は、下面に凹部が設けられた構成であり、蓋体３４下面と圧電振動片１６の前記枠部とが接合されている。これにより前記圧電振動片本体は、気密封止される。なお前記圧電振動片本体は音叉型圧電振動片なので真空封止されるが、実施の形態によって真空または不活性ガス雰囲気のいずれかの状態で気密封止されればよい。

蓋体３４の上面には、ＩＣチップ３６が能動面を上側に向けて接合されている。そして前記能動面に形成されたパッド３８と圧電振動片１６の接続電極（不図示）、およびパッド３８とボンディング電極２２にワイヤボンディングが施されている。したがってパッド３８と前記接続電極、およびパッド３８とボンディング電極２２とが電気的に接続している。

このような圧電振動片１６、蓋体３４、ＩＣチップ３６およびワイヤ６４の周囲は、樹脂等のモールド材６６によって封止され、モールドパッケージが形成される。このモールドパッケージは、基板６２上に圧電振動片１６、蓋体３４およびＩＣチップ３６を設け、パッド３８と電極２２，３８とにワイヤボンディングを施した後、圧電振動片１６等を設けた基板６２をモールド成型金型内に納置し、この金型内にモールド材６６を射出成形することにより形成される。

このような圧電発振器６０は、圧電振動片１６やＩＣチップ３６等をモールド材６６で封止する構成なので、圧電発振器６０の製造コストを低くすることができる。

また圧電発振器６０は、基板６２上に圧電振動片１６を実装し、この圧電振動片１６の上部に蓋体３４を接合し、蓋体３４の上部にＩＣチップ３６を接合した構成であり、さらにリッドを設けていない構成なので、圧電発振器６０を低背化することができる。

また圧電振動片１６は、前記圧電振動片本体の周囲に前記枠部が設けられた枠付の圧電振動片であり、前記枠部の全体が基板６２と接合されているので、基板６２に対して平行に実装されることができる。したがって圧電振動片１６が基板６２やＩＣチップ３６に接触するのを防止するための間隔を従来技術に係る圧電発振器のように広く取る必要がないので、圧電発振器６０を低背化することができる。

また圧電発振器６０は、平面シートと枠型シートとを積層させてなるパッケージベースを用いていない構成であり、且つ圧電振動片１６とＩＣチップ３６とを上下に配置して基板６２上に設けられた構成なので、小型化することができ、実装面積を小さくすることができる。

また圧電発振器６０は、ＩＣチップ３６と圧電振動片１６とがワイヤ６４を介して直に導通しているので浮遊容量がなくなり、接続の安定化を図ることができる。
また圧電振動片１６は基板６２に対して平行に実装され、且つ振動腕が上下に振れても基板６２やＩＣチップ３６に接触しない間隔が保たれているので、衝撃等が加わって振動腕が上下に振れてもワレやカケ等が発生せず、信頼性の高い圧電発振器６０を得ることができる。

また圧電振動片１６の特性検査をして圧電振動片１６が正常に動作するか否かを調べた後、正常に動作する圧電振動片１６に対してのみＩＣチップ３６が接続されるので、動作不良の圧電振動片にＩＣチップ３６が接続されることによるＩＣチップ３６のコストを大幅に削減できる。したがって圧電発振器６０の製造コストを低減させることができる。

また圧電振動片１６や蓋体３４、ＩＣチップ３６がモールド材６６で封止されることにより、基板６２と圧電振動片１６、圧電振動片１６と蓋体３４、蓋体３４とＩＣチップ３６におけるそれぞれの接合強度を向上させることができる。またワイヤ６４がモールド材６６で封止されることにより、電気的な接続を確実に確保できる。したがって、圧電発振器６０の信頼性を向上させることができる。

次に、第４の実施形態について説明する。なお第４の実施形態では、第１の実施形態と同構成の部分には同番号を付し、その説明を省略または簡略する。図７は第４の実施形態に係る圧電発振器の説明図である。第４の実施形態に係る圧電発振器７０は、凹陥部７２を備えたパッケージベース７４を有している。この凹陥部７２は側面に段差７６が形成されており、上側のキャビティ７８が下側のキャビティ８０に比べて小さい構成となっている。そして凹陥部７２の下側のキャビティ８０は下方に開口しているとともに、上側のキャビティ７８の一部は上方に開口している。このようなパッケージベース７４は、例えば枠幅の異なるセラミック等の枠型シートを複数積層させた上に、一部に穴部を設けた平面シートを重ねて形成すればよい。

この上側のキャビティ７８には、圧電振動片１６が実装されている。この圧電振動片１６は、圧電振動片本体とこの圧電振動片本体を囲む枠部とを備えた枠付圧電振動片であり、前記枠部が上側のキャビティ７８の上面と接合されている。なおパッケージベース７４の上部に設けられた前記開口のサイズは、例えば前記圧電振動片本体よりも大きく、且つ前記枠部よりも小さくすればよい。このような開口のサイズにすると、圧電振動片１６の振動腕が上下に振れた場合でもパッケージベース７４に接触することなく、圧電振動片１６をパッケージベース７４に実装することが可能になる。

この圧電振動片１６の下側には、蓋体３４が接合されている。この蓋体３４の下側には、能動面を下側に向けてＩＣチップ３６が接合されている。そして前記能動面に設けられたパッド３８と、下側のキャビティ８０の上面に設けられたボンディング電極２２とにワイヤボンディングが施されて、電気的に接続されている。

そして凹陥部７２に配置されたＩＣチップ３６およびワイヤ８２の周囲に樹脂等のモールド材８４が注入されて、ＩＣチップ３６およびワイヤ８２がモールド材８４により封止される。またパッケージベース７４の上面には、上部の前記開口を覆うリッド４０が接合される。このリッド４０の接合は、真空中で行われると前記圧電振動片本体が真空封止される。なおリッド４０がガラス製であれば、リッド４０をパッケージベース７４に接合した後に、リッド４０を介してレーザ光を前記振動腕に照射し、前記振動腕の先端を加工することにより周波数調整を行えばよい。

このような圧電発振器７０は、圧電振動片１６にＩＣチップ３６を接続した後においても圧電振動片１６の周波数調整ができるので、発振周波数を正確に調整でき、高精度化を図ることができる。

この圧電発振器７０において、金属製のリッドを用いた場合は、リッドをパッケージベース７４に接合する前にレーザ光を前記振動腕に照射して、前記振動腕の先端を加工することにより周波数調整を行えばよい。なおＩＣチップ３６に周波数調整用の容量アレイを搭載している場合は、圧電発振器７０を形成した後にデータをＩＣチップ３６に書き込んで、周波数調整を行えばよい。これにより圧電発振器７０の発振周波数を正確に調整でき、高精度化を図ることができる。

第１〜４の実施形態で説明した圧電発振器は、例えばディジタル式携帯電話や、パーソナルコンピュータ、ワークステーション、携帯情報端末等の、制御用のクロック信号を必要とする電子機器に搭載される。ここで圧電発振器がディジタル式携帯電話に搭載された場合、圧電発振器は、例えば送受信信号の送信部および受信部を制御する中央演算装置（ＣＰＵ）に接続される。そして圧電発振器の出力周波数を前記ＣＰＵに内蔵された所定の分周回路等により、制御内容に適合したクロック信号として利用するようにされている。また圧電発振器に温度補償回路を搭載して温度補償型圧電発振器とした場合、温度補償型圧電発振器は、例えば前記ＣＰＵの出力側に接続されるとともに、前記送信部および前記受信部に接続される。そして前記ＣＰＵからの基本クロックが、環境温度が変化した場合に変動しても、温度補償型圧電発振器により修正されて、前記送信部および前記受信部に与えられるようになっている。

第１の実施形態に係る圧電発振器の説明図である。 圧電振動片、蓋体および半導体集積回路部分の分解斜視図である。 圧電発振器の製造フローである。 第１の実施形態に係る圧電発振器の変形例を示す側面断面図である。 第２の実施形態に係る圧電発振器の説明図である。 第３の実施形態に係る圧電発振器の説明図である。 第４の実施形態に係る圧電発振器の説明図である。

符号の説明

１０………圧電発振器、１２………凹陥部、１４………パッケージベース、１６………圧電振動片、１８………メタライズ電極、２２………ボンディング電極、２６………圧電振動片本体、２８………枠部、３０………接続電極、３４………蓋体、３６………ＩＣチップ、４０………リッド。

Claims (6)

1. 励振電極が形成された圧電振動片本体と、この圧電振動片本体を囲む枠部と、この枠部上に形成され前記励振電極に電気的に接続された接続電極とを備えた圧電振動片と、
   前記圧電振動片の一方の面に接合される蓋体と、
   表面に外部端子を有し前記圧電振動片の他方の面側に接合し前記圧電振動片本体を気密に封止した基板と、
   前記圧電振動片の前記接続電極および前記基板の前記外部端子のそれぞれに電気的に接続され、前記蓋体上に配置された前記圧電振動片を発振させる回路とを備え、
   前記圧電振動片本体が気密に封止された空間の外部に前記圧電振動片の前記接続電極を露出させた、
   ことを特徴とする圧電発振器。
2. 前記基板はパッケージベースであり、前記パッケージベースの凹陥部内に前記圧電振動片および前記回路を備え、前記圧電振動片と前記蓋体と前記回路とを前記パッケージベースの前記凹陥部の開口端面にリッドを接合したことを特徴とする請求項１に記載の圧電発振器。
3. 前記圧電振動片および前記回路をモールド材で封止した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. 前記圧電振動片と前記回路とをワイヤにより接続したことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の圧電発振器。
5. 前記回路は、フリップチップボンディングにより前記パッケージベースに実装されたことを特徴とする請求項２に記載の圧電発振器。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載の圧電発振器を搭載したことを特徴とする電子機器。

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