JP2009225223A - 圧電デバイス - Google Patents

Abstract

【課題】圧電振動子の２つの端子に夫々生じる浮遊容量を略等しくする手段を得る。
【解決手段】４つの実装端子のうち、２つの実装端子は２つの素子搭載用パッドと夫々導
通したＨＯＴ実装端子、他の２つの実装端子はＧＮＤ実装端子であり、且つ、２つのＨＯ
Ｔ実装端子と２つの素子搭載用パッドとが対称関係とならないように配置された圧電デバ
イスであって、２つのＨＯＴ実装端子と接地間に発生する浮遊容量が略等しくなるように
、２つのＨＯＴ実装端子のうち浮遊容量が小さい側のＨＯＴ実装端子に近接してＧＮＤ実
装端子から内部配線を延在し、設けるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、圧電デバイスに関し、特に圧電デバイスの両外部端子をみた場合に、夫々の
外部端子と接地端子との間に生じる浮遊容量が対称になるようにした圧電デバイスに関す
る。

圧電振動子は小型で低価格あること、高精度、高安定な周波数が容易に得られること、
経年変化が少ないこと等のため、各種の電子機器に広く用いられている。中でも周波数−
温度特性が３次曲線を呈するＡＴカット水晶振動子は、周波数温度特性が優れているので
携帯電話等の通信機器に多量に用いられている。
圧電振動子は、圧電基板の両主面上に励振電極を形成した圧電振動素子を、キャビティ
ーを有するパッケージ内に収容し、キャビティーの開口部を蓋体で密封して構成する。パ
ッケージの外底部には複数の実装端子が形成され、該実装端子の内、２つは励振電極と内
部配線により導通され、他は接地用等に用いられる。このような構造の圧電振動子では、
励振電極と接地用の実装端子との間に浮遊容量が生じ、圧電振動子の実装端子からみた電
気的対称性を損ね、プリント基板に実装する際に、パッケージの搭載方向により、例えば
数ｐｐｍの周波数変動が生じていた。

この電気的対称性を解消する手段が特許文献１に開示されている。図５は水晶振動子の
構造を示す断面図であり、絶縁容器６１は、セラミック、耐熱性樹脂などからなり、その
形状は概略筺体状となっている。上部側には、水晶振動片６２を収容するキャビティー７
１が形成されている。このキャビティー７１の容器長手方向の両端には、水晶振動片６２
の両端部を載置する段差部７２ａ、７２ｂが形成されている。また、キャビティー７１の
２つの段差部７２ａ、７２ｂのうち、例えば、段差部７２ａ上には、水晶振動片６２と接
合する接続パット７３ａ、７３ｂが形成されている。また、キャビティー７１の底部に、
水晶振動片６２の下面側励振電極６２ｃと対向した平板状の接地電極６８が形成されてい
る。
また、絶縁容器６１の外底面には、接続用パット７３ａ、７３ｂと接続する外部電極６
３、６４が形成され、また、接地電極６８と接続する接地用電極（図示せず）が形成され
ている。

水晶振動片６２は、例えばＡＴカット水晶基板６２ａの上面側に励振電極６２ｂ、下面
側に励振電極６２ｃが形成されている。このような構造の水晶振動子では、水晶振動片６
２の上面励振電極６２ａと金属蓋体６６との間で浮遊的な容量成分Ｃ１が発生する。また
、同時に、水晶振動片６２の下面側励振電極６２ｃとキャビティー７１の底面に形成され
た接地電極６８との間で浮遊的な容量成分Ｃ２が発生する。しかし、水晶振動片６２の両
面主面側に夫々発生する容量成分Ｃ１及びＣ２は、その一端が接地されている。即ち、こ
の水晶振動子の等価回路上では、図６のようになる。図６から理解できるように、水晶振
動片６２と外部電極６３、６４との間には、一端がアース電位に接地された容量成分Ｃ１
、Ｃ２が配置されることになり、水晶振動片６２から外部電極６３、６４をみたときに、
等価回路は対称となる。そのため、水晶振動子をプリント配線基板に実装するにあたり、
素子方向性を無視して実装ができる。しかも、その素子方向性によって特性が変動するこ
とないため、安定した動作が可能な水晶振動子となると開示されている。
特開平１１−２８４４７５号公報

しかしながら、特許文献１に開示されているように、絶縁容器６１のキャビティー７１
の底部に、水晶振動片６２の下面側励振電極６２ｃと対向した平板状の接地電極６８を設
けると、水晶振動片６２から両外部電極６３、６４をみた電気的等価回路を対称にするこ
とはできるものの、水晶振動片６２に浮遊容量が付加され、該水晶振動子の容量比（水晶
振動子の電気的等価回路におけるモーショナルキャパシタンスに対する静電容量の比）を
悪化させ、例えば発振器に用いる場合には、周波数の可変範囲を狭めるという問題が生じ
ていた。
本発明は上記問題を解決するためになされたもので、圧電デバイス素子から両外部端子
を見た電気的等価回路の対称性を保ちつつ、圧電デバイス素子の電極と接地端子との間に
生じる浮遊容量を、小さく抑えた圧電振動子を提供することにある。

本発明は、上記の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の
形態又は適用例として実現することが可能である。

［適用例１］圧電基板と、該圧電基板の表裏両面に夫々形成された励振電極と、前記励
振電極から夫々前記圧電基板の端縁に引き出されたリード端子と、を備えた圧電振動素子
と、上面に前記圧電振動素子のリード端子が電気的に接合される２つの素子搭載用パッド
を備えた絶縁基板と、略矩形の外部底面に夫々配置された複数の実装端子と、前記各素子
搭載用パッドと２つの前記実装端子とを導通する内部配線と、を有する表面実装用パッケ
ージと、を備え、前記複数の実装端子のうち、２つの実装端子は前記２つの素子搭載用パ
ッドと夫々導通したＨＯＴ実装端子、他の実装端子はＧＮＤ実装端子であり、且つ、前記
２つのＨＯＴ実装端子と前記２つの素子搭載用パッドとが対称関係とならないように配置
された圧電デバイスであって、前記２つのＨＯＴ実装端子と接地間に発生する浮遊容量が
略等しくなるように、前記２つのＨＯＴ実装端子のうち、前記浮遊容量が小さい側のＨＯ
Ｔ実装端子に近接して前記ＧＮＤ実装端子から内部配線を延在し、設けたことを特徴とす
る圧電デバイスである。

以上のように圧電デバイスを構成すると、２つのＨＯＴ実装端子と接地との間に夫々並
列接続される浮遊容量の値が略等しくなり、該圧電デバイスをプリント基板に実装した場
合に、パッケージの方向性に左右されず常に同じ周波数が得られるという効果がある。

［適用例２］圧電基板と、該圧電基板の表裏両面に夫々形成された励振電極と、前記励
振電極から夫々前記圧電基板の端縁に引き出されたリード端子と、を備えた圧電振動素子
と、上面に前記圧電振動素子のリード端子が電気的に接合される２つの素子搭載用パッド
を備えた絶縁基板と、略矩形の外部底面の四隅に沿って夫々配置された複数の実装端子と
、前記各素子搭載用パッドと２つの前記実装端子とを導通する内部配線と、を有する表面
実装用パッケージと、を備え、前記複数の実装端子のうち、２つの実装端子は前記２つの
素子搭載用パッドと夫々導通したＨＯＴ実装端子、他の実装端子はＧＮＤ実装端子であり
、且つ、前記２つのＨＯＴ実装端子と前記２つの素子搭載用パッドとが対称関係とならな
いように配置された圧電デバイスであって、前記２つのＨＯＴ実装端子と接地間に発生す
る浮遊容量が略等しくなるように、前記２つのＨＯＴ実装端子のうち、前記浮遊容量の小
さい側のＨＯＴ実装端子から前記内部配線を延在し、前記ＧＮＤ実装端子に近接させるこ
とを特徴とする圧電デバイスである。

このように圧電デバイスを構成すると、２つのＨＯＴ実装端子と接地との間に夫々並列
接続させる浮遊容量のバランスをとる際に、内部配線の長さを短く設定することができる
という効果がある。

［適用例３］圧電基板と、該圧電基板の表裏両面に夫々形成された励振電極と、前記励
振電極から夫々前記圧電基板の端縁に引き出されたリード端子と、を備えた圧電振動素子
と、上面に前記圧電振動素子のリード端子が電気的に接合される２つの素子搭載用パッド
を備えた絶縁基板と、略矩形の外部底面に夫々配置された複数の実装端子と、前記各素子
搭載用パッドと２つの前記実装端子とを導通する内部配線と、を有する表面実装用パッケ
ージと、を備え、前記複数の実装端子のうち、２つの実装端子は前記２つの素子搭載用パ
ッドと夫々導通したＨＯＴ実装端子、他の実装端子はＧＮＤ実装端子であり、且つ、前記
２つのＨＯＴ実装端子と前記２つの素子搭載用パッドとが対称関係となるように配置され
た圧電デバイスであって、前記２つのＨＯＴ実装端子と接地間に発生する浮遊容量が略等
しくなるように、前記２つのＨＯＴ実装端子のうち、前記浮遊容量が小さい側のＨＯＴ実
装端子に近接して前記ＧＮＤ実装端子から内部配線を延在し、設けたことを特徴とする圧
電デバイスである。

以上のように圧電デバイスを構成すると、浮遊容量のバランスがとれているパッケージ
を用いて圧電デバイス構成する際に、小さな浮遊容量を付加することにより、２つのＨＯ
Ｔ実装端子と接地との間に夫々並列接続される浮遊容量の値が略等しくなり、該圧電デバ
イスをプリント基板に実装した場合に、パッケージの方向性に左右されず常に同じ周波数
が得られるという効果がある。

［適用例４］圧電基板と、該圧電基板の表裏両面に夫々形成された励振電極と、前記励
振電極から夫々前記圧電基板の端縁に引き出されたリード端子と、を備えた圧電振動素子
と、上面に前記圧電振動素子のリード端子が電気的に接合される２つの素子搭載用パッド
を備えた絶縁基板と、略矩形の外部底面に夫々配置された複数の実装端子と、前記各素子
搭載用パッドと２つの前記実装端子とを導通する内部配線と、を有する表面実装用パッケ
ージと、を備え、前記複数の実装端子のうち、２つの実装端子は前記２つの素子搭載用パ
ッドと夫々導通したＨＯＴ実装端子、他の実装端子はＧＮＤ実装端子であり、且つ、前記
２つのＨＯＴ実装端子と前記２つの素子搭載用パッドとが対称関係となるように配置され
た圧電デバイスであって、前記２つのＨＯＴ実装端子と接地間に発生する浮遊容量が略等
しくなるように、前記２つのＨＯＴ実装端子のうち、前記浮遊容量の小さい側のＨＯＴ実
装端子から前記内部配線を延在し、前記ＧＮＤ実装端子に近接させることを特徴とする圧
電デバイスである。

浮遊容量のバランスがとれているパッケージを用いて圧電デバイス構成する際に、以上
のように圧電デバイスを構成すると、２つのＨＯＴ実装端子と接地との間に夫々並列接続
させる浮遊容量のバランスをとる際に、内部配線の長さを短く設定することができるとい
う効果がある。

以下、図面を参照して本発明の圧電デバイスの実施形態を詳細に説明する。なお、本実
施形態では圧電デバイスの一例として、水晶振動子を例に挙げて説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る表面実装型水晶振動子１の概略構成を示した図
であり、（ａ）は水晶振動子１の上面図、（ｂ）は（ａ）に示した水晶振動子１のＱ−Ｑ
における断面図、（ｃ）は水晶振動子１の底面図、（ｄ）は表面実装用パッケージ２の２
層目のベース基板２ｂの底面図である。なお、図１（ａ）ではパッケージ内の構造が分か
り易いようにパッケージ上に接合される金属性の蓋体４の図示は省略する。

本発明に係る水晶振動子１は、水晶基板１１と、該水晶基板１１の表裏両面に夫々形成
された励振電極１２、１３と、前記励振電極１２、１３から夫々前記圧電基板１１の端縁
に引き出されたリード端子と、を備えた水晶振動素子１０と、上面に前記水晶振動素子１
０のリード端子が電気的に接合される２つの素子搭載用パッド（以下、電極パッドと称す
）７ａ、７ｂを配設した絶縁基板２と、略矩形の外部底面の四隅に沿って夫々配置された
４つの実装端子５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄと、各電極パッド７ａ、７ｂと実装端子５ａ、５
ｃとを夫々導通する内部配線（ビア）９ａ、９ｂと、を有する表面実装用パッケージ２と
、を備えている。
４つの実装端子５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄのうち、２つの実装端子５ａ、５ｃは、２つの
電極パッド７ａ、７ｂと夫々導通した実装端子（以下、ＨＯＴ実装端子と称する）であり
、他の２つの実装端子５ｂ、５ｄは接地用端子（以下、ＧＮＤ実装端子と称する）である
。そして、２つのＨＯＴ実装端子５ａ、５ｃと、２つの電極パッド７ａ、７ｂと、が対称
関係とならないように配置された、つまり電極パッド７ａ、７ｂは、パッケージ２の長手
方向の中心線に対して対称に配置さているが、ＨＯＴ実装端子５ａ、５ｃは底面の対角線
上に配置された、水晶振動子１である。

パッケージ２は、例えばセラミック等の絶縁材料からなるベース板２ａ、２ｂと、枠体
２ｃとの３層構造になっている。パッケージ２の外底面には図１（ｃ）に示すように、表
面実装用の実装端子５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄが形成されている。またパッケージ２の凹所
３の内底面には、例えば導電性接着剤等の導電性接合部材６を介して水晶振動素子１０を
接続する電極パッド７ａ、７ｂが配置され、該電極パッド７ａ、７ｂと対向する側の底面
に台座部８が形成されている。なお、凹所３の内底面も絶縁基板の上面に含まれる。
電極パッド７ａは図１（ｂ）に示すように、パッケージ２のベース板２ａ、２ｂに形成
されたビア９ａを介してＨＯＴ実装端子５ａに導電接続されると共に、図１（ｄ）に示す
ように、ビア９ａを介してベース基板２ｂ上に形成された内部配線１５と、キャスタレー
ションＣａに接続される。一方、電極パッド７ｂは図１（ｄ）に示すように、ベース板２
ｂに形成されたビア９ｂを介し、ベース板２ｂの主面上の一方の端部寄りに形成される内
部配線１９に接続され、該内部配線１９はベース板２ａ上の内部配線１７、ビア９ｃ、キ
ャスタレーションＣｃに接続されて、ＨＯＴ実装端子５ｃに導電接続される。
以上のような内部配線は従来用いられていた配線方法の１つであるが、ＨＯＴ実装端子
５ａと接地間の浮遊容量と、ＨＯＴ実装端子５ｃと接地間の浮遊容量とは、パッケージ自
体でバランスがくずれている。
そこで、ベース板２ｂの主面上の他方の端部寄りに、一方の端部が内部配線１５、ビア
９ａに近接し、他方の端部が内部配線１８、ビア９ｄ、キャスタレーションＣｄに接続す
る内部配線２０を新たに形成する。

パッケージ２の上面には、金属性の蓋体４を接合するためのメタライズ面（シームリン
グ）２ｄが形成されている。このシームリング２ｄはパッケージ２に形成されたキャスタ
レーションＣｂ、Ｃｄを介してＧＮＤ実装端子５ｂ、５ｄに導電接続されている。
水晶振動素子１０は、図２に示すように水晶基板（圧電基板）１１と、この水晶基板１
１の両主面に夫々形成された励振電極１２、１３と、励振電極１２、１３から夫々水晶基
板１１の端面に引き出されたリード端子１２ａ、１３ａとを備えている。励振電極１２か
ら引き出されたリード端子１２ａは、水晶基板１１の端縁を介して裏面上まで形成され、
励振電極１３から引き出されたリード端子１３ａは、水晶基板１１の端縁を介して表面上
まで形成される。
２つの電極パッド７ａ、７ｂ上に導電性接合部材６を塗布し、その上に圧電振動素子１
０を載置して、導電性接合部材６を乾燥させ、圧電振動素子１０のリード電極１２ａ、１
３ａと、電極パッド７ａ、７ｂと、をそれぞれ導通、固定させる。そして、図１（ｂ）に
示すように、パッケージ２の上部周縁に形成したシールリング２ｄに金属性の蓋体４を載
置し、不活性ガスの雰囲気中でシーム溶接法にて気密封止する。蓋体４は内部配線や、パ
ッケージ２の角部に形成するキャスタレーションＣｂ、ＣｄによりＧＮＤ実装端子５ｂ、
５ｄに導電接続されている。
励振電極１２は電極パッド７ａを介してＨＯＴ実装端子５ａに接続され、励振電極１３
は、電極パッド７ｂを介してＨＯＴ実装端子５ｃと接続される。
このような構造の水晶振動子１では、該水晶振動子１をプリント基板に実装した場合に
、ＨＯＴ実装端子５ａと接地との間には、励振電極１２と蓋体４との間の浮遊容量と、Ｈ
ＯＴ実装端子５ａ、ビア９ａ、内部配線１５、キャスタレーションＣａと接地との間に生
じる浮遊容量と、が発生する。一方、ＨＯＴ実装端子５ｃと接地との間には、励振電極１
３、内部配線１７、ビア９ｂ、内部配線１９と、ＧＮＤ実装端子５ｂ、５ｄ、キャスタレ
ーションＣｂ、Ｃｄと、の間に生じる浮遊容量が発生することになる。

ＨＯＴ実装端子５ａと接地間に生じる浮遊容量をＣ１、ＨＯＴ実装端子５ｃと接地間に
生じる浮遊容量をＣ２とする。浮遊容量Ｃ１、Ｃ２を、例えばＣ１＜Ｃ２とすれば小さい
浮遊容量Ｃ１の側のＨＯＴ実装端子５ａに、新たに形成される浮遊容量δＣを付加し、浮
遊容量Ｃ１とＣ２とを略等しくするようにする必要がある。つまり、図１（ｄ）に示すよ
うに、ＧＮＤ実装端子５ｄに接続する内部配線１８、ビア９ｄ、キャスタレーションＣｄ
を介して導通する内部配線２０を新たに配設する。ＨＯＴ実装端子５ａに接続する内部配
線１５、ビア９ａ、キャスタレーションＣａと、内部配線２０とを近接配置させることに
より、浮遊容量δＣが生じる。その結果、水晶振動子１は、図６のように、ＨＯＴ実装端
子５ａ、５ｃにそれぞれ並列に接続される浮遊容量Ｃ１、Ｃ２を有し、内部配線２０の長
さ、幅、内部配線１５との距離等を適切に設定することにより、浮遊容量Ｃ１、Ｃ２を略
等しくすることができる。当然のことながら、上記パラメータの設定にはシミュレーショ
ンを用いるのが一般的である。
図１（ｄ）ではＧＮＤ実装端子５ｄの方から内部配線２０を延在したが、ＨＯＴ実装端
子５ａに接続する内部配線１５からＧＮＤ実装端子の方へ内部配線２０を延在し、浮遊容
量δＣを形成してもよい。

図３は、第２の実施例の表面実装型水晶振動子２１の概略構成を示した図であり、（ａ
）は水晶振動子の上面図、（ｂ）は水晶振動子１の底面図、（ｃ）は表面実装用パッケー
ジ２２の２層目２２ｂの底面図である。なお、断面図は図１（ｂ）と同様な構造となるの
で省略し、水晶振動素子は図１の水晶振動素子１０と同様な構成であるので、同一の符号
を付して用いる。
第２の実施例の水晶振動子２１は、水晶基板（圧電基板）１１と、該水晶基板１１の表
裏両面に夫々形成された励振電極１２、１３と、前記励振電極１２、１３から夫々前記圧
電基板１１の端縁に引き出されたリード端子と、を備えた圧電振動素子１０と、上面に前
記圧電振動素子１０のリード端子が電気的に接合される２つの電極パッド２７ａ、２７ｂ
を配設した絶縁基板２２と、略矩形の外部底面の四隅に沿って夫々配置された４つの実装
端子２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄと、各電極パッド２７ａ、２７ｂと２つの実装端子
２５ａ、２５ｂとを導通する内部配線２９ａ、２９ｂと、を有する表面実装用パッケージ
２２と、を備えている。
前記４つの実装端子２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄのうち、２つの実装端子２５ａ、
２５ｂは２つの電極パッド２７ａ、２７ｂと夫々導通したＨＯＴ実装端子であり、他の２
つの実装端子２５ｃ、２５ｄはＧＮＤ実装端子である。そして、２つのＨＯＴ実装端子２
５ａ、２５ｂと、前記２つの電極パッド２７ａ、２７ｂと、が対称関係となるように配置
された水晶振動子２１である。つまり、２つの電極パッド２７ａ、２７ｂは、パッケージ
２２の長手方向に沿って、その中心線に対称に配置されている。また、２つのＨＯＴ実装
端子２５ａ、２５ｂはパッケージ２２の底面に、パッケージ２２の長手方向に沿って、そ
の中心線に対称に配置されている。

第２の実施例の水晶振動子２１が、第１の実施例の水晶振動子１と異なる点は、電極パ
ッド２７ａ、２７ｂと、ＨＯＴ実装端子２５ａ、２５ｂとが対称関係となるように配置さ
れている点である。そのため、パッケージ２２単体に蓋体４をシーム溶接したパッケージ
の状態では、ＨＯＴ実装端子を対角に配設した図１のパッケージ２と異なり、ＨＯＴ実装
端子２５ａと接地間に生じる浮遊容量と、ＨＯＴ実装端子２５ｂと接地間に生じる浮遊容
量と、は略等しくなる。
しかし、水晶振動素子１０をパッケージ２２の電極パッド２７ａ、２７ｂに導電性接合
剤６を用いて、導通、固定すると、浮遊容量のバランスがくずれることになる。つまり、
ＨＯＴ実装端子２５ａと接地間には、水晶振動素子１０の励振電極１２と、金属性の蓋体
４との間に生じる浮遊容量が発生する。一方、ＨＯＴ実装端子２５ｂと接地間には、励振
電極１３と、ＧＮＤ実装端子２５ｃ、２５ｄ等との間に生じる浮遊容量が発生することに
なる。その結果、ＨＯＴ実装端子２５ａ、２５ｂと接地間に夫々生じる浮遊容量Ｃ１、Ｃ
２は異なることになる。

図３（ｃ）に示すベース基板２２ｂの主面上には、図中左端上下にＨＯＴ実装端子２５
ａと接続する内部配線３１、ビア２９ａ、キャスタレーションＣａと、ＨＯＴ実装端子２
５ｂと接続する内部配線３２、ビア２９ｂ、キャスタレーションＣｂと、が形成されてい
る。さらに、ベース基板２２ｂの図中右端上下にはＧＮＤ実装端子２５ｄと接続する内部
配線３４、ビア２９ｄ、キャスタレーションＣｄと、ＨＯＴ実装端子２５ｃと接続する内
部配線３３、ビア２９ｃ、キャスタレーションＣｃと、が形成されている。
そこで、上記浮遊容量Ｃ１、Ｃ２を等しくすべく、例えば浮遊容量Ｃ１、Ｃ２がＣ１＜
Ｃ２とすれば、小さい浮遊容量Ｃ１の側のＨＯＴ実装端子２５ａに、新たに形成する浮遊
容量δＣを付加し、浮遊容量Ｃ１とＣ２とを略等しくするようにする必要がある。つまり
、ベース基板２２ｂの主面上に、ＧＮＤ実装端子２５ｄに接続する内部配線３４に、新た
に形成する内部配線３５を接続する。内部配線３５の他方の端部は、ＨＯＴ実装端子２５
ａに接続する内部配線３１に近接させる。この内部配線３５を形成することにより、ＨＯ
Ｔ実装端子２５ａと接地間に付加容量δＣが形成され、浮遊容量Ｃ１、Ｃ２を略等しくす
ることができる。内部配線３５の長さ、幅、内部配線３１との距離等はシミュレーション
により求める。
また、ＨＯＴ実装端子２５ａに連なる内部配線３１より、内部配線３５を延在し、ＧＮ
Ｄ実装端子２５ｄに近接させ、付加容量δＣを形成し、浮遊容量のバランスを図ってもて
もよい。
上記のように内部配線３５を設けることにより、ＨＯＴ実装端子２５ａと接地間に生じ
る浮遊容量Ｃ１と、ＨＯＴ実装端子２５ｂと接地間に生じる浮遊容量Ｃ２と、を略等しく
することができ、この水晶振動子をプリント基板に実装した際に、水晶振動子の発振周波
数はパッケージの方向性に関係なくなるという効果がある。

図４は、第３の実施例の表面実装型水晶振動子４１の概略構成を示した図であり、（ａ
）は水晶振動子４１の上面図、（ｂ）は水晶振動子４１の底面図、（ｃ）は表面実装用パ
ッケージ４２の２層目のベース基板４２ｂの底面図である。なお、断面図は省略し、水晶
振動素子１０’は図１の水晶振動素子１０とリード端子の引き出し方向が異なるが、他は
同様な構成であるので、リード端子を除いて同一の符号を付して表す。
第３の実施例の水晶振動子４１は、水晶基板１１と、該水晶基板１１の表裏両面に夫々
形成された励振電極１２、１３と、励振電極１２、１３から夫々水晶基板１１の端縁に引
き出されたリード端子１２’ａ、１３’ａと、を備えた圧電振動素子１０’と、上面に水
晶振動素子１０’のリード端子１２’ａ、１３’ａが電気的に接合される２つの電極パッ
ド４７ａ、４７ｂを配設した絶縁基板４２と、略矩形の外部底面の四隅に沿って夫々配置
された４つの実装端子４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄと、各電極パッド４７ａ、４７ｂ
と２つの実装端子４５ａ、４５ｄとを導通する内部配線（ビア）４９ａ、４９ｄと、を有
する表面実装用パッケージ４２と、を備えている。
４つの実装端子４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄのうち、２つの実装端子４５ａ、４５
ｄは、２つの電極パッド４７ａ、４７ｂと夫々導通したＨＯＴ実装端子であり、他の２つ
の実装端子４５ｂ、４５ｃはＧＮＤ実装端子である。そして、２つのＨＯＴ実装端子４５
ａ、４５ｄと、２つの電極パッド４７ａ、４７ｂと、が対称関係となるように配置された
圧電デバイスである。つまり、電極パッド４７ａ、４７ｂはパッケージ４２の長手方向に
沿い、短手方向の中央に配置されている。また、ＨＯＴ実装端子４５ａ、４５ｄもパッケ
ージ４２の長手方向に沿い、図中上端部に配設されているので対称関係があると表現する
。

図４（ａ）、（ｂ）に示したパッケージ４２単体に蓋体４をシーム溶接したパッケージ
の状態では、ＨＯＴ実装端子４５ａと接地間に生じる浮遊容量と、ＨＯＴ実装端子４５ｄ
と接地間に生じる浮遊容量と、は略等しくなる。
図４（ａ）に示す水晶振動素子１０’では、励振電極１２から伸びるリード端子１２’
ａは、水晶基板１１の表面上の左方端にＬ字状に形成されているが、励振電極１３から延
在するリード端子１３’ａは、水晶基板１１の裏面上の右方に逆Ｌ字状に形成されており
、リード端子１２’ａと点対称の関係にある。
しかし、水晶振動素子１０’をパッケージ４２の電極パッド４７ａ、４７ｂに導電性接
合剤６を用いて、導通、固定すると、浮遊容量のバランスがくずれることになる。つまり
、ＨＯＴ実装端子４５ａと接地間には、水晶振動素子１０’の励振電極１２と、金属性の
蓋体４との間に生じる浮遊容量が発生する。一方、ＨＯＴ実装端子４５ｄと接地間には、
励振電極１３と、ＧＮＤ実装端子２５ｂ、２５ｃ等との間に生じる浮遊容量が発生するこ
とになる。その結果、ＨＯＴ実装端子４５ａ、４５ｄと接地間に夫々生じる浮遊容量Ｃ１
、Ｃ２は異なることになる。

図４（ｃ）に示すベース基板４２ｂの主面上には、図中左端上下にＨＯＴ実装端子４５
ａと接続する内部配線５１、ビア４９ａ、キャスタレーションＣａと、ＧＮＤ実装端子４
５ｂと接続する内部配線５２、ビア４９ｂ、キャスタレーションＣｂと、が形成されてい
る。さらに、ベース基板４２ｂの図中右端上下にはＨＯＴ実装端子４５ｄと接続する内部
配線５４、ビア４９ｄ、キャスタレーションＣｄと、ＨＯＴ実装端子４５ｃと接続する内
部配線５３、ビア４９ｃ、キャスタレーションＣｃと、が形成されている。
そこで、浮遊容量のバランスを図るために、浮遊容量が例えばＣ１＞Ｃ２の場合、パッ
ケージ４２の２層目のベース板４２ｂ上に、ＧＮＤ実装端子４５ｃと接続する内部配線５
３から、新たに内部配線５５を延在し、ＨＯＴ実装端子４５ｄに連なる内部配線５４に近
接させる。内部配線５５を形成することにより、ＨＯＴ実装端子４５ｄと接地との間に浮
遊容量δＣが形成され、このδＣが浮遊容量Ｃ２に付加され、浮遊容量Ｃ１、Ｃ２を略等
しくすることができる。内部配線５５の長さ、幅、内部配線５４との距離等はシミュレー
ションにより求める。
また、ＨＯＴ実装端子４５ｄに接続する内部配線５４から内部配線５５を、ＧＮＤ実装
端子４５ｃに接続する内部配線５３に近接させて、浮遊容量δＣを形成してもよい。
上記のように内部配線５５を設けることにより、ＨＯＴ実装端子４５ａと接地間に生じ
る浮遊容量Ｃ１と、ＨＯＴ実装端子４５ｄと接地間に生じる浮遊容量Ｃ２と、を略等しく
することができ、この水晶振動子をプリント基板に実装した際に、水晶振動子の発振周波
数はパッケージの方向性に関係なくなるという効果がある。

なお、本実施形態では、パッケージ（絶縁基板）２の外部底面の四隅に沿って夫々４つ
の実装端子を配置し、そのうち、２つの実装端子をＨＯＴ実装端子、他の２つの実装端子
をＧＮＤ実装端子としたが、これはあくまでも一例であり、実装端子の数は４つに限定さ
れるものでない。またＧＮＤ実装端子数も２つに限定されるものでない。
また、本実施形態では、凹所３を有するパッケージ２の上面に平板状の金属蓋４を接合
して水晶振動素子１０を気密封止しているが、パッケージ２の構造はあくまでも一例であ
り、例えばフラットなパッケージ基板（絶縁基板）の上面に素子搭載用パッド７ａ、７ｂ
を設け、この素子搭載用パッド７ａ、７ｂ上に圧電振動素子１０を搭載したうえで、逆椀
状（逆凹状）の金属蓋を接合して気密封止する場合にも適用可能である。
また、水晶基板を用い、水晶振動子について説明したが、他の圧電基板、例えばセラミ
ック、ランガサイト、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、ＬＢＯ等にも適用でき、
水晶共振子、ＳＡＷ振動子、ＳＡＷ共振子等にも適用できる。

本発明に係る圧電振動子の構造を示した概略構成図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は底面図、（ｄ）はベース基板の底面図。 圧電振動素子の構成を示す平面図。 第２の実施例の圧電振動子の構造を示した概略構成図で、（ａ）は上面図、（ｂ）底面図、（ｃ）はベース基板の底面図。 第３の実施例の圧電振動子の構造を示した概略構成図で、（ａ）は上面図、（ｂ）底面図、（ｃ）はベース基板の底面図。 従来の水晶振動子の構造を示す断面図。 両端子からみた水晶振動子の電気的等価回路図。

符号の説明

１、２１、４１ 圧電振動子、２、２２、４２ パッケージ、２ａ、２ｂ、２２ａ、２
２ｂ、４２ａ、４２ｂ ベース基板、２ｃ 枠体、３ 凹所、４ 蓋体、５ａ、５ｂ、５
ｃ、５ｄ、２５ａ、５ｂ、２５ｃ、２５ｄ、４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ 実装端子
、６ 導電性接合部材、７ａ、７ｂ、２７ａ、２７ｂ、４７ａ、４７ｂ 電極パッド、８
台座部、９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ、２９ａ、２９ｂ、２９ｃ、２９ｄ、４９ａ、４９ｂ
、４９ｃ、４９ｄ 内部配線（ビア）、１０、１０’ 圧電振動素子、１１ 圧電基板、
１２、１３ 励振電極、１２ａ、１３ａ リード端子、１５、１６、１７、１８、１９、
２０、３１、３２、３３、３４、３５、５１、５２、５３、５４、５５ 内部配線、Ｃａ
、Ｃｂ、Ｃｃ、Ｃｄ キャスタレーション

Claims (4)

1. 圧電基板と、該圧電基板の表裏両面に夫々形成された励振電極と、前記励振電極から夫
   々前記圧電基板の端縁に引き出されたリード端子と、を備えた圧電振動素子と、
   上面に前記圧電振動素子のリード端子が電気的に接合される２つの素子搭載用パッドを
   備えた絶縁基板と、略矩形の外部底面に夫々配置された複数の実装端子と、前記各素子搭
   載用パッドと２つの前記実装端子とを導通する内部配線と、を有する表面実装用パッケー
   ジと、を備え、
   前記複数の実装端子のうち、２つの実装端子は前記２つの素子搭載用パッドと夫々導通
   したＨＯＴ実装端子、他の実装端子はＧＮＤ実装端子であり、且つ、前記２つのＨＯＴ実
   装端子と前記２つの素子搭載用パッドとが対称関係とならないように配置された圧電デバ
   イスであって、
   前記２つのＨＯＴ実装端子と接地間に発生する浮遊容量が略等しくなるように、前記２
   つのＨＯＴ実装端子のうち、前記浮遊容量が小さい側のＨＯＴ実装端子に近接して前記Ｇ
   ＮＤ実装端子から内部配線を延在し、設けたことを特徴とする圧電デバイス。
2. 圧電基板と、該圧電基板の表裏両面に夫々形成された励振電極と、前記励振電極から夫
   々前記圧電基板の端縁に引き出されたリード端子と、を備えた圧電振動素子と、
   上面に前記圧電振動素子のリード端子が電気的に接合される２つの素子搭載用パッドを
   備えた絶縁基板と、略矩形の外部底面の四隅に沿って夫々配置された複数の実装端子と、
   前記各素子搭載用パッドと２つの前記実装端子とを導通する内部配線と、を有する表面実
   装用パッケージと、を備え、
   前記複数の実装端子のうち、２つの実装端子は前記２つの素子搭載用パッドと夫々導通
   したＨＯＴ実装端子、他の実装端子はＧＮＤ実装端子であり、且つ、前記２つのＨＯＴ実
   装端子と前記２つの素子搭載用パッドとが対称関係とならないように配置された圧電デバ
   イスであって、
   前記２つのＨＯＴ実装端子と接地間に発生する浮遊容量が略等しくなるように、前記２
   つのＨＯＴ実装端子のうち、前記浮遊容量の小さい側のＨＯＴ実装端子から前記内部配線
   を延在し、前記ＧＮＤ実装端子に近接させることを特徴とする圧電デバイス。
3. 圧電基板と、該圧電基板の表裏両面に夫々形成された励振電極と、前記励振電極から夫
   々前記圧電基板の端縁に引き出されたリード端子と、を備えた圧電振動素子と、
   上面に前記圧電振動素子のリード端子が電気的に接合される２つの素子搭載用パッドを
   備えた絶縁基板と、略矩形の外部底面に夫々配置された複数の実装端子と、前記各素子搭
   載用パッドと２つの前記実装端子とを導通する内部配線と、を有する表面実装用パッケー
   ジと、を備え、
   前記複数の実装端子のうち、２つの実装端子は前記２つの素子搭載用パッドと夫々導通
   したＨＯＴ実装端子、他の実装端子はＧＮＤ実装端子であり、且つ、前記２つのＨＯＴ実
   装端子と前記２つの素子搭載用パッドとが対称関係となるように配置された圧電デバイス
   であって、
   前記２つのＨＯＴ実装端子と接地間に発生する浮遊容量が略等しくなるように、前記２
   つのＨＯＴ実装端子のうち、前記浮遊容量が小さい側のＨＯＴ実装端子に近接して前記Ｇ
   ＮＤ実装端子から内部配線を延在し、設けたことを特徴とする圧電デバイス。
4. 圧電基板と、該圧電基板の表裏両面に夫々形成された励振電極と、前記励振電極から夫
   々前記圧電基板の端縁に引き出されたリード端子と、を備えた圧電振動素子と、
   上面に前記圧電振動素子のリード端子が電気的に接合される２つの素子搭載用パッドを
   備えた絶縁基板と、略矩形の外部底面に夫々配置された複数の実装端子と、前記各素子搭
   載用パッドと２つの前記実装端子とを導通する内部配線と、を有する表面実装用パッケー
   ジと、を備え、
   前記複数の実装端子のうち、２つの実装端子は前記２つの素子搭載用パッドと夫々導通
   したＨＯＴ実装端子、他の実装端子はＧＮＤ実装端子であり、且つ、前記２つのＨＯＴ実
   装端子と前記２つの素子搭載用パッドとが対称関係となるように配置された圧電デバイス
   であって、
   前記２つのＨＯＴ実装端子と接地間に発生する浮遊容量が略等しくなるように、前記２
   つのＨＯＴ実装端子のうち、前記浮遊容量の小さい側のＨＯＴ実装端子から前記内部配線
   を延在し、前記ＧＮＤ実装端子に近接させることを特徴とする圧電デバイス。

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