JP2010050508A - 水晶発振器 - Google Patents

Abstract

【課題】 小型の振動子４であってもＩＣ及び電子部品を収納するスペースを確保できるようにし、また、ＩＣと電子部品の配線接続の妨げを無くして、振動子及び発振器の設計上の制約を小さくし、ＩＣ及び電子部品から放射される熱の影響を小さくし、所望の特性を容易に得ることができる水晶発振器を提供する。
【解決手段】 セラミックパッケージ１の凹部にＩＣ７ａ及び電子部品７ｂが収納され、凹部の開口部をほぼ覆うように、振動子４と同一材質の水晶片から成る台座５が設けられ、台座５の上に振動子４が搭載された構成であり、台座５の厚さが振動子４より厚くなるよう形成し、台座５を保持する支持部８がセラミックパッケージ１の凹部の四隅付近又は短辺上に設けられた水晶発振器としている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、水晶発振器に係り、特に振動子及び発振器の設計の自由度を増大させ、所望の特性を容易に得ることができる水晶発振器に関する。

［先行技術の説明］
従来の水晶発振器の構成について図３を用いて説明する。図３は、従来の水晶発振器の構成を示す模式断面図である。
図３に示すように、従来の水晶発振器には、セラミックパッケージ１の内部に形成された凹部にＩＣ７ａ及び電子部品７ｂが収納され、その上に振動子４が搭載されたものがある。
上記構成の水晶発振器において、振動子４は、導電性接着剤６によってセラミックパッケージ１の内部に設けられた段差状の支持部に固定され、更に、セラミックパッケージ１の上部には、ケースを密閉するためのシールリング３が搭載され、その上にカバー２が設けられてパッケージが密閉されるようになっている。

このように、従来の水晶発振器では振動子４の下側にＩＣ７ａ及び電子部品７ｂを収納する構成となっているので、振動子４は、ＩＣ７ａ及び電子部品７ｂが十分収納できる広さを確保できる大きさであることが必要であり、振動子４の設計の自由度が小さく、所望の特性が得られにくくなる恐れがあるという問題点があった。
また、振動子４の下部にＩＣ７ａ及び電子部品７ｂが収納されているので、振動子４がＩＣ７ａ及び電子部品７ｂから放射された熱の影響を受け易く、発振周波数が不安定になる恐れがあるという問題点があった。

次に、別の従来の水晶発振器について図４を用いて説明する。図４は、別の従来の水晶発振器の概略上面図である。
図４に示すように、別の水晶発振器は、セラミックパッケージ１の凹部にＩＣ７ａ及び電子部品７ｂが収納され、その上に凹部の開口部の約半面を覆うように水晶で形成された台座５が設けられ、台座５の上に振動子４が搭載された構成となっている。

台座５は、振動子４と同じ材質の水晶片から成り、発振に関与しないものであり、振動子４よりも一回り大きく形成されている。そして、セラミックパッケージ１の内部に形成された支持部８ａ、８ｂ、８ｃの上に搭載され、支持部８ａ、８ｂ、８ｃと台座５とは導電性接着剤で固定されている。
支持部８ａ、８ｂ、８ｃは、セラミックパッケージ１の内部に段差状に形成されている。
尚、図示は省略するが、振動子４は、電極を介して裏面の配線部に接続されている。また、ＩＣ７ａと電子部品７ｂとはワイヤボンディングにより接続されている。

このように形成することにより、振動子４が小型の場合でもＩＣ７ａ及び電子部品７ｂの収納スペースを確保することが可能となる。また、電子部品７ｂから放射される熱が台座５によって吸収されるために、振動子４の温度変動を緩和でき、周波数特性が良好になるものである。

水晶発振器の構造に関する従来技術としては、特開２００７−９７０４０（特許文献１）、特開平１１−３５５０４７（特許文献２）、特開２００５−０３３２９２（特許文献３）、特開２００５−２９２０７９（特許文献４）がある。

特許文献１には、同一容器内に２つ以上の圧電振動素子板を収納し、それぞれに励振電極を形成し、各励振電極が重ならない配置で容器内に搭載された圧電振動子が記載されている。

特許文献２には、パッケージ内部に形成された第１の段差の上に水晶振動子を搭載し、第２の段差の上に単層又は多層セラミックからなるカバーを設けた圧電発振器が記載されている。

特許文献３には、パッケージに、上方に開口する開口部を備えた凹部と、下方に開口する開口部を備えた凹部とを備え、それぞれの凹部に水晶振動子を搭載可能とした電子部品用パッケージとこれを用いた圧電デバイスが記載されている。

特許文献４には、水晶振動片が複数のリード線によって保持され、複数のリード線が支持基板との間に空間を形成し、空間の中に振動片を駆動させる回路素子が設置された圧電デバイスが記載されている。

特開２００７−９７０４０号公報 特開平１１−３５５０４７号公報 特開２００５−０３３２９２号公報 特開２００５−２９２０７９号公報

しかしながら、別の従来の水晶発振器では、パッケージ内部に台座５を搭載するための支持部８がパッケージ内に突出するように形成されており、特に支持部８ａ及び８ｃは、ＩＣ７ａと電子部品７ｂとをワイヤボンディングで接続する際の妨げになるという問題点があった。水晶発振器が小型化されると、支持部による配線形成時の障害はますます大きくなってしまう。

本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、振動子の設計上の制約を小さくし、ＩＣ及び電子部品から放射される熱の影響を小さくすることができ、更に、支持部がワイヤボンディング配線時の障害にならないようにして、所望の特性を容易に得ることができる水晶発振器を提供することを目的とする。

上記従来例の問題点を解決するための本発明は、水晶発振器において、凹部に電子部品及びＩＣが配置されたセラミックパッケージと、当該電子部品及びＩＣの上部に、凹部の開口部をほぼ覆うように配置された台座と、台座を凹部上に保持する支持部と、台座の上に搭載された振動子とを備え、台座が、振動子と同じ材質の水晶片から成り、支持部が、凹部において、電子部品とＩＣとの接続用配線が配置されていない箇所に設けられていることを特徴としている。

また、本発明は、上記水晶発振器において、支持部が、凹部の角部に設けられていることを特徴としている。

また、本発明は、上記水晶発振器において、支持部が、凹部の短辺上に設けられていることを特徴としている。

また、本発明は、上記水晶発振器において、支持部が、凹部の角部と短辺上に設けられていることを特徴としている。

また、本発明は、上記水晶発振器において、台座の厚さが、振動子の厚さよりも厚く形成されていることを特徴としている。

本発明によれば、凹部に電子部品及びＩＣが配置されたセラミックパッケージと、当該電子部品及びＩＣの上部に、凹部の開口部をほぼ覆うように配置された台座と、台座を凹部上に保持する支持部と、台座の上に搭載された振動子とを備え、台座が、振動子と同じ材質の水晶片から成り、支持部が、凹部において、電子部品とＩＣとの接続用配線が配置されていない箇所に設けられている水晶発振器としているので、振動子が小型であっても電子部品及びＩＣを収納するスペースを確保でき、更に支持部が電子部品とＩＣの接続配線形成の障害とならず、振動子や発振器の設計の自由度を増大させることができる効果がある。

また、本発明によれば、台座の厚さが、振動子の厚さよりも厚く形成されている水晶発振器としているので、ＩＣや電子部品から放出される熱を台座によって吸収して、振動子の急な温度変化を防ぎ、安定した発振特性が得られる効果がある。

［発明の概要］
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
本発明の実施の形態に係る水晶発振器は、セラミックパッケージの凹部にＩＣ及び電子部品が収納され、凹部の開口部のほぼ全面を覆うように水晶片で形成された台座が設けられ、台座の上に振動子が搭載された構成であり、台座は振動子と同一材質の水晶片から成り、台座を保持する支持部がＩＣと電子部品との接続配線が配置されていない場所、例えば、セラミックパッケージ凹部の角付近又は短辺上に設けられたものであり、振動子が小型であってもＩＣ及び電子部品を収納するスペースを確保でき、更に支持部がワイヤボンディング時の障害とならず、振動子や発振器の設計の自由度を増大させることができるものである。

また、本発明の実施の形態に係る水晶発振器は、台座の厚さが振動子より厚くなるよう形成され、ＩＣや電子部品からの熱を台座によって効率的に吸収して、振動子の特性が温度によって変化するのを防ぐことができ、安定した特性が得られるものである。

［実施の形態の構成：図１］
本発明の実施の形態に係る水晶発振器について図１を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る水晶発振器（本発振器）の構成を示す模式断面図である。
図１に示すように、本発振器は、セラミックパッケージ１の内部に形成された凹部にＩＣ７ａ及び電子部品７ｂが収納され、その上部に台座５が設けられ、更にその上に振動子４が搭載された構成となっている。

台座５は、セラミックパッケージ１の内部に設けられた段差状の支持部８に導電性接着剤６によって固定され、振動子４は、導電性接着剤６によって台座５に固定され、台座５を介してパッケージ１に電気的に接続されている。
そして、セラミックパッケージ１の上部には、ケースを密閉するためのシールリング３が搭載され、その上にカバー２が設けられてパッケージが密閉されるようになっている。
尚、図１においても図を簡略化するために電極や配線等は省略されている。

台座５を設けることにより、振動子４の大きさをパッケージ凹部の内寸以内で任意に選択することができるものであり、振動子の設計上の制約を少なくして、所望の特性を容易に得ることができるものである。

ここで、台座５は、振動子４と同じ材質の水晶片で形成され、厚さは水晶片よりも厚く、大きさは凹部の開口部のほぼ全面を覆うように形成されている。また、台座５は、発振には関与しない。
台座５を振動子４と同一材質の水晶片で形成すると、熱膨張率が同一であるため、温度変動による変形を防ぐことができ、また、台座５を厚くすることにより、下部に収納されているＩＣ７ａ及び電子部品７ｂからの熱を台座５に吸収させて振動子４に熱が伝わりにくくして、振動子４の発振を安定させることができるものである。

[支持部８の配置：図２]
次に、支持部８の配置ついて図２を用いて説明する。図２は、本発振器の概略上面図である。
図２に示すように、本発振器では、セラミックパッケージ１の内部（凹部）にＩＣ７ａ及び電子部品７ｂが収納され、その上に凹部のほぼ全面を覆うように台座５が搭載され、更にその上に振動子４が搭載されている。

また、セラミックパッケージ１の凹部内壁には、台座５を保持するための支持部８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄが設けられており、各々の支持部８の上に台座５が導電性接着剤（図示せず）によって固定されている。

本発振器の特徴として、支持部８は、セラミックパッケージ１の凹部の四隅（角部）、又は／及び凹部の短辺上に設けられている。
図２の例では、支持部８ｂと８ｃとが凹部の角部分に設けられ、支持部８ａと８ｃとが凹部の短辺上に設けられている。
つまり、本発振器では、台座５の大きさをセラミックパッケージ１の凹部のほぼ全面を覆う程度の大きさとしたことにより、支持部８を凹部の中央付近や電子部品７ｂの近辺ではなく、凹部の内周部に沿って設けても、台座５を十分保持できるようになったものである。

そして、凹部の角部分又は／及び短辺上、すなわち凹部の内周部に支持部８を形成することにより、凹部の中央付近や電子部品７ｂの近辺の段差を無くし、ＩＣ７ａと電子部品７ｂとをワイヤボンディングで配線接続する際に配線形成の妨げとならず、また、断線等の不良の発生を防ぐことができ、水晶発振器の小型化を促進できるものである。

尚、ここでは、支持部８を凹部の角部分と短辺上の両方に設けた構成について説明したが、ＩＣ７ａと電子部品７ｂとを接続する配線が設置されない場所であればよく、例えば、凹部の四隅のみに設けたものや、短辺上のみに設けたものも考えられる。

[実施の形態の効果]
本発明の実施の形態に係る水晶発振器によれば、セラミックパッケージ１の凹部にＩＣ７ａ及び電子部品７ｂが収納され、凹部の開口部をほぼ覆うように、振動子４と同一材質の水晶片から成る台座５が設けられ、台座５の上に振動子４が搭載された構成であり、台座５を保持する支持部８がセラミックパッケージ１の凹部の四隅付近又は短辺上に設けられた水晶発振器としているので、小型の振動子４であってもＩＣ７ａ及び電子部品７ｂを収納するスペースを確保でき、支持部８がＩＣ７ａと電子部品７ｂの配線接続の妨げとなるのを防ぐことができ、振動子及び水晶発振器の設計の自由度を増大させ、所望の特性を容易に得ることができると共に、水晶発振器の小型化を妨げない効果がある。

また、台座５の厚さが振動子４より厚くなるように形成しているので、ＩＣ７ａや電子部品７ｂからの熱を台座５によって吸収して、振動子４に対する温度変化の影響を小さくして安定した特性が得られるようにすることができる効果がある。

本発明は、特に振動子及び発振器の設計の自由度を増大して、所望の特性を容易に得ることができる水晶発振器に適している。

本発明の実施の形態に係る水晶発振器（本発振器）の構成を示す模式断面図である。 本発振器の概略上面図である。 従来の水晶発振器の構成を示す模式断面図である。 別の従来の水晶発振器の概略上面図である。

符号の説明

１…セラミックパッケージ、 ２…カバー、 ３…シールリング、 ４…振動子、 ５…台座、 ６…導電性接着剤、 ７ａ…ＩＣ、 ７ｂ…電子部品、 ８…支持部

Claims (5)

1. 凹部に電子部品及びＩＣが配置されたセラミックパッケージと、
   前記電子部品及びＩＣの上部に、前記凹部の開口部をほぼ覆うように配置された台座と、
   前記台座を前記凹部上に保持する支持部と、
   前記台座の上に搭載された振動子とを備え、
   前記台座が、前記振動子と同じ材質の水晶片から成り、
   前記支持部が、前記凹部において、前記電子部品とＩＣとの接続用配線が配置されていない箇所に設けられていることを特徴とする水晶発振器。
2. 支持部が、凹部の角部に設けられていることを特徴とする請求項１記載の水晶発振器。
3. 支持部が、凹部の短辺上に設けられていることを特徴とする請求項１記載の水晶発振器。
4. 支持部が、凹部の角部と短辺上に設けられていることを特徴とする請求項１記載の水晶発振器。
5. 台座の厚さが、振動子の厚さよりも厚く形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載の水晶発振器。

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