JP2013179504A - 圧電デバイス - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は前記課題に鑑みてなされたものであり、ＩＣ素子が外部から受ける電磁波の影響を低減し、圧電デバイスの発振周波数が変動することを低減する圧電デバイスを提供することを目的とする。
【解決手段】 本発明の圧電デバイスは、ＩＣ素子１４０を実装する基板部１１０ａと、基板部１１０ａ上にＩ設けられた第１枠部１１０ｂと、第１枠部１１０ｂの外縁に沿って設けられた第２枠部１１０ｃと、ＩＣ実装領域に設けられたＩＣ素子１４０と、水晶実装領域にＩＣ素子１４０と間をあけて設けられた水晶素子１２０と、基板部１１０ａ、第１枠部１１０ｂ及び第２枠部１１０ｃで囲まれる領域であって、ＩＣ素子１４０と水晶素子１２０との間に、ＩＣ素子１４０を覆うように設けられた電磁波遮蔽部材１６０と、基板部１１０ａ内に、平面視してＩＣ素子１４０と重なる領域に設けられた電磁波遮蔽層１５０とを備えたことを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子機器等に用いられる圧電デバイスに関するものである。

従来の水晶デバイスは、上面に凹部が設けられたパッケージにおいて、凹部内に水晶素子と、ＩＣ素子との両方を設けた構造が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２００９−２０７０６７号公報

圧電デバイスは、電子機器などのマザーボード上に配置して用いるが、従来の圧電デバイスは、例えばパワーアンプの駆動時に発する電磁波の影響によって、基板部の上面に接合されたＩＣ素子にノイズが重畳しやすく、圧電デバイスの発振周波数が変動してしまうといった虞があった。また、従来の圧電デバイスは、ＩＣ素子の駆動時に発する電磁波の影響によって、基板部の上面に接合された圧電素子にノイズが重畳しやすく、圧電素子の発振周波数が変動してしまう虞があった。

本発明は前記課題に鑑みてなされたものであり、ＩＣ素子が受ける電磁波の影響を低減し、圧電素子の発振周波数が変動することを低減する圧電デバイスを提供することを目的とする。

本発明の１つの態様による圧電デバイスは、ＩＣ素子を実装するＩＣ実装領域を有する基板部と、基板部上にＩＣ実装領域を囲むように設けられた第１枠部と、第１枠部上に水晶素子を実装する圧電実装領域を有し、圧電実装領域を残して第１枠部の外縁に沿って設けられた第２枠部と、ＩＣ実装領域に設けられたＩＣ素子と、圧電実装領域にＩＣ素子と間をあけて設けられた水晶素子と、基板部、第１枠部及び第２枠部で囲まれる領域であって、ＩＣ素子と水晶素子との間に、ＩＣ素子を覆うように設けられた電磁波遮蔽部材と、基板部内に、平面視してＩＣ素子と重なる領域に設けられた電磁波遮蔽層とを備えたことを特徴とするものである。

本発明の１つの態様による圧電デバイスは、ＩＣ素子と圧電素子との間に、ＩＣ素子を覆うように設けられた電磁波遮蔽部材と、基板部内に、平面視してＩＣ素子と重なる領域に設けられた電磁波遮蔽層とを備えているので、ＩＣ素子が受ける外部からの電磁波の影響を低減し、ＩＣ素子にノイズが重畳することを低減することができる。よって、本発明の１つの態様による圧電デバイスは、ＩＣ素子にノイズが重畳しにくくすることで、圧電デバイスの発振周波数の変動を低減することが可能となる。また、本発明の１つの態様による圧電デバイスは、ＩＣ素子と圧電素子との間に、ＩＣ素子を覆うように設けられた電磁波遮蔽部材と、基板部内に、平面視してＩＣ素子と重なる領域に設けられた電磁波遮蔽層とを備えているので、圧電素子が受けるＩＣ素子から発する電磁波の影響を低減し、圧電素子にノイズが重畳することを低減することができる。

本発明の第１の実施形態における圧電デバイスの一例を示す分解斜視図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 （ａ）は、本発明の第１の実施形態における圧電デバイスを構成するパッケージの上面からみた平面透視図であり、（ｂ）は、本発明の第１の実施形態における圧電デバイスを構成する基板部の内層の上面からみた平面透視図である。 （ａ）は、本発明の第１の実施形態における圧電デバイスを構成する基板部の内層の上面からみた平面透視図であり、（ｂ）は、本発明の第１の実施形態における圧電デバイスを構成するパッケージを下面からみた平面透視図である。 本発明の実施形態の変形例における圧電デバイスを示す断面図である。 本発明の実施形態の変形例における圧電デバイスを構成するパッケージの上面からみた平面透視図である 本発明の第２の実施形態における圧電デバイスの一例を示す分解斜視図である。 図７のＢ−Ｂ断面図である。

以下、本実施形態について図面を参照して説明する。なお、圧電素子として水晶素子を用いた場合について説明する。圧電実装領域は、水晶実装領域として説明する。

（第１の実施形態）
第１の実施形態における圧電デバイスは、図１及び図２に示されているように、パッケージ１１０と、パッケージ１１０に接合された水晶素子１２０及びＩＣ素子１４０と、パッケージ１１０の内層に設けられた電磁波遮蔽層１５０と、電磁波遮蔽部材１６０と備えている。

パッケージ１１０は、図１及び図２に示されているように、ＩＣ素子１４０を実装するＩＣ実装領域ＡＲ１を有する基板部１１０ａと、基板部１１０ａ上にＩＣ実装領域ＡＲ１を囲むように設けられた第１枠部１１０ｂと、第１枠部１１０ｂ上に水晶素子１２０を実装する水晶実装領域ＡＲ２を有し、水晶実装領域ＡＲ２を残して第１枠部１１０ｂの外縁に沿って設けられた第２枠部１１０ｃとを含んでいる。パッケージ１１０は、基板部１１０ａと、第１枠部１１０ｂ及び第２枠部１１０ｃによって囲まれた凹部Ｋ１が形成されている。

基板部１１０ａは、ＩＣ素子１４０を支持するための支持部材として機能するものであり、上面には、ＩＣ素子１４０を接合するためのＩＣ用電極パッド１１１が設けられている。また、基板部１１０ａの上面には、ＩＣ用電極パッド１１１を囲むようにして、電磁波遮蔽部材１６０を接合するための接合パターン１７０が設けられている。また、基板部１１０ａの下面の４隅には、外部接続用電極端子Ｇが設けられている。外部接続用電極端子Ｇは、例えば電源電圧端子Ｇ１、グランド端子Ｇ２、発振出力端子Ｇ３、発振制御端子Ｇ４として用いられる。

基板部１１０ａは、例えばアルミナセラミックス又はガラス−セラミックス等のセラミック材料からなる絶縁層を、１層又は複数層積層することによって形成されている。基板部１１０ａの内部には、電磁波遮蔽層１５０が設けられている。基板部１１０ａの内部には、基板部１１０ａの上面のＩＣ用電極パッド１１１ａと基板部１１０ａの下面の外部接続用電極端子Ｇとを電気的に接続するためのビア導体１１４及び配線パターン１１５が設けられている。基板部１１０ａの内部には、基板部１１０ａの上面のＩＣ用電極パッド１１１ｂと第１の枠部上面の水晶用電極パッド１１２とを電気的に接続するためのビア導体１１６及び配線パターン１１７が設けられている。基板部１１０ａの表面及び内部には、基板部１１０ａの上面のＩＣ用電極パッド１１１ｃと基板部１１０ａの下面の外部接続用電極端子Ｇのうちの１つであるグランド端子Ｇ２とを電気的に接続するためのビア導体１１８及び配線パターン１１９が設けられている。

電磁波遮蔽層１５０は、下方向からの電磁波によるＩＣ素子１４０への影響を低減するための電磁波シールド層として機能するものである。電磁波遮蔽層１５０は、基板部１１０ａの内部の平面視してＩＣ素子１４０と重なる領域に設けられている。ここで、“重なるように”とは、図示されているように、ＩＣ電極パッド１１１と接続されているビア導体を除くように重なっている構造に加えて、ＩＣ素子１４０の形状に完全に重なっている構造も含まれる。また、ＩＣ素子１４０の形状よりも大きくＩＣ実装領域ＡＲ１に完全に重なっている構造も含まれる。また、電磁波遮蔽層１５０は、図３及び図４に示されているように、ビア導体１１８を介して、ＩＣ用電極パッド１１１ｃと電気的に接続されている。電磁波遮蔽層１５０は、図３及び図４に示されているように、ビア導体１１８及び配線パターン１１９を介して外部接続用電極端子Ｇの内の１つであるグランド端子Ｇ２と電気的に接続されている。

接合パターン１７０は、図３に示されているように、基板部１１０ａの表層及び内部に形成されているビア導体１１８及び配線パターン１１９により、外部接続用電極端子Ｇのうちの１つであるグランド端子Ｇ２と電気的に接続されている。

第１枠部１１０ｂは、基板部１１０ａ上にＩＣ素子１４０を接合するためのＩＣ実装領域ＡＲ１を形成するためのスペーサとして機能するものである。第１枠部１１０ｂは、基板部１１０ａ上にＩＣ実装領域ＡＲ１を囲むように設けられている。第１枠部１１０ｂの上面には、水晶用電極パッド１１２が設けられている。

第１枠部１１０ｂは、例えばアルミナセラミックス又はガラス−セラミックス等のセラミック材料からなり、基板部１１０ａと一体的に形成されている。第１枠部１１０ｂの内部には、図３及び図４に示されているように、水晶用電極パッド１１２と基板部１１０ａの上面のＩＣ用電極パッド１１１ｂとを電気的に接続するためのビア導体１１６及び配線パターン１１７が設けられている。

第２枠部１１０ｃは、第１枠部１１０ｂ上に水晶素子１２０を接合するための水晶実装領域ＡＲ２を形成するためのスペーサとして機能するものである。第２枠部１１０ｃは、第１枠部１１０ｂ上に水晶実装領域ＡＲ２を囲むように設けられている。第２枠部１１０ｃの上面には、封止用導体パターン１１３が設けられている。

第２枠部１１０ｃは、例えばアルミナセラミックス又はガラス−セラミックスのセラミック材料からなり、基板部１１０ａ及び第１枠部１１０ｂと一体的に形成されている。第２枠部１１０ｃの内部には、図３及び図４に示されているように、封止用導体パターン１１３と基板部１１０ａの下面の外部接続用電極端子Ｇのうちの１つであるグランド端子Ｇ２とを電気的に接続するためのビア導体１１８が設けられている。

ここで、パッケージ１１０の作製方法について説明する。基板部１１０ａと第１枠部１１０ｂ及び第２枠部１１０ｃがアルミナセラミックスから成る場合、まず所定のセラミック材料粉末に適当な有機溶剤等を添加・混合して得た複数のセラミックグリーンシートを準備する。次に、セラミックグリーンシートの表面或いはセラミックグリーンシートに打ち抜き等を施して予め穿設しておいた貫通孔内に、従来周知のスクリーン印刷等によって所定の導体ペーストを塗布する。さらに、これらのグリーンシートを積層してプレス成形したものを、高温で焼成する。最後に、導体パターンの所定部位、具体的には、ＩＣ用電極パッド１１１と水晶用電極パッド１１２及び外部接続用電極端子Ｇとなる部位にニッケルメッキ又は金メッキ等を施すことにより製作される。

ＩＣ素子１４０は、回路形成面に水晶素子１２０からの発振出力を生成する発振回路等が設けられており、この発振回路で生成された出力信号は外部接続用電極端子Ｇを介して圧電デバイスの外へ出力され、例えば、クロック信号等の基準信号として利用される。

ＩＣ素子１４０は、図２に示されているように、基板部１１０ａに設けられたＩＣ用電極パッド１１１に導電性接着剤ＤＳを介して接合されている。

電磁波遮蔽部材１６０は、図１及び図２に示されているように、平板部１６１と、平板部１６１の下面に囲繞するように設けられた壁部１６２と、壁部１６２の下面に囲繞し且つ延在するように設けられた鍔部１６３から構成されている。電磁波遮蔽部材１５０は、ＩＣ素子１４０を覆うようにして基板部１１０ａの上面に設けられた接合パターン１７０と導電性接着剤ＤＳを介して接合されている。電磁波遮蔽部材１６０は、例えば、鉄、ニッケル又はコバルトの少なくともいずれかを含む合金からなる。

電磁波遮蔽部材１６０は、水晶素子１２０とＩＣ素子１４０との間に設けられていることにより、水晶素子１２０が受けるＩＣ素子１４０から発する電磁波の影響を低減し、水晶素子１２０にノイズが重畳することを低減することができる。よって、水晶素子１２０の発振周波数の変動を低減することができる。

電磁波遮蔽部材１６０は、ＩＣ素子１４０を覆うようにして基板部１１０ａに接合されている。ＩＣ素子１４０は、電磁波遮蔽部材１６０によって覆われることで、ＩＣ素子１４０の上面及び側面からの電磁波の影響を低減し、ＩＣ素子１４０にノイズが重畳することを低減することができる。

電磁波遮蔽部材１６０の製造方法について説明する。シート状金属板をプレス加工して、シート状金属板に複数の凹部空間を形成する。シート状金属板から複数の凹部空間の周囲を切断することにより、複数個の電磁波遮蔽部材１６０を得る。

水晶素子１２０は、安定した機械振動と圧電効果により、電子装置等の基準信号を発振する役割を果たしている。水晶素子１２０は、図２に示されているように、長方形状をなす水晶素板１２１の上面及び下面のそれぞれに励振用電極１２２、接続用電極１２３及び引き出し電極１２４を被着させた構造を有している。水晶素子１２０は、パッケージ１１０の第１枠部１１０ｂの水晶実装領域ＡＲ２に水晶用電極パッド１１１に導電性接着剤ＤＳを介して接合されている。本実施形態においては、水晶素子１２０の長辺方向の一端側を固定端部とし、長辺方向の他端側を先端部とした片保持構造にて水晶素子１２０がパッケージ１１０の第１枠部１１０ｂ上に固定されている。

ここで、水晶素子１２０の動作について説明する。水晶素子１２０は、外部からの交番電圧が接続用電極１２３から引き出し電極１２４及び励振用電極１２２を介して水晶素板１２１に印加されると、水晶素板１２１が所定の振動モード及び周波数で励振を起こすようになっている。

ここで、水晶素子１２０の作製方法について説明する。まず、人工水晶体から所定のカットアングルで切断し外形加工を施すことによって水晶素板１２１を得る。そして、水晶素子１２０は、水晶素板１２１の両主面に従来周知のスパッタリング技術等によって金属膜を被着させることにより、励振用電極１２２、接続用電極１２３及び引き出し電極１２４を形成することにより製作される。

水晶素子１２０のパッケージ１１０への接合方法について説明する。まず、導電性接着剤ＤＳが、水晶用電極パッド１１２上に例えばディスペンサによって塗布される。そして、水晶素子１２０が、治具で固定されたパッケージ１１０の凹部Ｋ１内における導電性接着剤ＤＳ上に搬送される。さらに、水晶素子１２０が、導電性接着剤ＤＳ上に載置される。そして、水晶素子１２０は、導電性接着剤ＤＳを加熱硬化させることによってパッケージ１１０に接合される。

導電性接着剤ＤＳは、バインダーの中に導電フィラーとして導電性粉末が含有されているものである。導電性粉末としては、アルミニウム、モリブデン、タングステン、白金、パラジウム、銀、チタン、ニッケル又はニッケル鉄のうちのいずれか、或いはこれらの組み合わせを含むものが用いられている。また、バインダーとしては、例えばシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂又はビスマレイミド樹脂等が用いられる。

蓋体１３０は、例えば、鉄、ニッケル又はコバルトの少なくともいずれかを含む合金からなる。このような蓋体１３０は、真空状態にある凹部Ｋ１又は窒素ガスなどが充填された凹部Ｋ１を気密的に封止するためのものである。具体的には、蓋体１３０は、所定雰囲気で、パッケージ１１０の第２枠部１１０ｃ上に載置され、第２枠部１１０ｃの封止用導体パターン１１３と蓋体１３０の封止部材１３１とが溶接されるように所定電流を印加してシーム溶接を行うことにより、第２枠部１１０ｃに接合される。

封止部材１３１は、パッケージ１１０の第２枠部１１０ｃ上面に設けられた封止用導体パターン１１３に相対する蓋体１３０の箇所に設けられている。封止部材１３１は、例えば、銀ロウ又は金錫によって設けられている。

第１の実施形態における圧電デバイスは、ＩＣ素子１４０と水晶素子１２０との間に、ＩＣ素子１４０を覆うように設けられた電磁波遮蔽部材１６０と、基板部１１０ａ内に、平面視してＩＣ素子１４０と重なる領域に設けられた電磁波遮蔽層１５０とを備えている。仮に、圧電デバイスが、電磁波遮蔽部材１６０及び電磁波遮蔽層１５０を備えていないとすると、ＩＣ素子１４０の内部に形成されている発振回路又は増幅回路にノイズが重畳し、圧電デバイスの発振周波数が時間的に揺らぐことになる。よって、圧電デバイスの発振周波数は、安定して出力することができない。そこで、ＩＣ素子１４０と水晶素子１２０との間に、ＩＣ素子１４０を覆うように設けられた電磁波遮蔽部材１６０と、基板部１１０ａ内に、平面視してＩＣ素子１４０と重なる領域に設けられた電磁波遮蔽層１５０とを備えていることによって、ＩＣ素子１４０が受ける外部からの電磁波の影響を低減し、ＩＣ素子１４０にノイズが重畳することを低減することができる。よって、本発明の１つの態様による圧電デバイスは、ＩＣ素子１４０の発振回路又は増幅回路にノイズが重畳しにくくすることで、圧電デバイスの発振周波数が時間的に揺らぐことなく、安定して発振周波数を出力することができる。また、電子機器に圧電デバイスを実装してもデータ転送を確実に行うことが可能となる。

また、本発明の１つの態様による圧電デバイスは、ＩＣ素子１４０と水晶素子１２０との間に、ＩＣ素子１４０を覆うように設けられた電磁波遮蔽部材１６０と、基板部１１０ａ内に、平面視してＩＣ素子１４０と重なる領域に設けられた電磁波遮蔽層１５０とを備えているので、水晶素子１２０がＩＣ素子１４０から発する電磁波の影響を低減し、水晶素子１２０にノイズが重畳しにくくすることで、水晶素子１２０の波形が乱れることがなく、所望する発振周波数を出力することができる。

以下、第１の実施形態における圧電デバイスの変形例について説明する。なお、変形例に係る圧電デバイスのうち、第１実施形態における圧電デバイスと同様な部分ついては、同一の符号を付して適宜説明を省略する。

（変形例）
第１の実施形態の変形例におけるに圧電デバイスは、図５及び図６に示されているように、基板部１１０ａのＩＣ用電極パッド１１１を囲繞するようにして溝部Ｍを設け、その溝部Ｍから露出している電磁波遮蔽層１５０の一部と電磁波遮蔽部材１６０の鍔部１６２とが導電性接着剤ＤＳで接合したものである。

溝部Ｍは、図５及び図６に示されているように、基板部１１０ａのＩＣ実装領域ＡＲ１に設けられたＩＣ用電極パッド１１１を囲繞するようにして設けられている。溝部Ｍの上下方向の深さは、基板部１１０ａの上面から電磁波遮蔽層１５０が形成されている基板部１１０ａの内層までの長さとなる。また、溝部Ｍの外周縁部から内周縁部までの長さは、電磁波遮蔽部材１６０の鍔部１６２が入り込む余裕がある長さとなる。

電磁波遮蔽層１５０の一部は、溝部Ｍから露出されており、電磁波遮蔽層１５０の一部と電磁波遮蔽部材１６０の鍔部１６２とが導電性接着剤ＤＳにより接合されている。電磁波遮蔽部材１６０は、ビア導体や配線パターン等を介さずに電磁波遮蔽層１５０と直接接合されることになる。よって、ＩＣ素子１４０は、電磁波遮蔽層１５０及び電磁波遮蔽部材１６０で囲まれることになる。

第１の実施形態の変形例におけるに圧電デバイスは、溝部Ｍから露出している電磁波遮蔽層１５０の一部と電磁波遮蔽部材１６０の鍔部１６２とが導電性接着剤ＤＳで接合されることによって、ＩＣ素子１４０の上下面及び側面からの電磁波の影響をさらに低減し、ＩＣ素子１４０にノイズが重畳することをさらに低減することができる。

第１の実施形態の変形例におけるに圧電デバイスは、電磁波遮蔽部材１６０の鍔部１６２を溝部Ｍにはめ込むようにして載置し接合するため、蓋体１３０の位置ずれを低減することができる。

以下、第２の実施形態における圧電デバイスについて説明する。なお、第２の実施形態における圧電デバイスのうち、上述した圧電デバイスと同様な部分については、同一の符号を付して適宜説明を省略する。

（第２の実施形態）
第２の実施形態における圧電デバイスは、図７及び図８に示されているように、電磁波遮蔽部材２６０が、第１枠部２１０ｂの内壁面に設けられている電極膜２６１と、水晶素子１２０とＩＣ素子１４０との間に設けられている金属遮蔽板２６２とにより構成されている点で第１の実施形態とは異なる。電磁波遮蔽部材２６０は、第１枠部２１０ｂの内壁面に設けられている電極膜２６１と、水晶素子１２０とＩＣ素子１４０との間に設けられている金属遮蔽板２６２とにより構成されている。

パッケージ２１０は、図７及び図８に示されているように、ＩＣ素子１４０を実装するＩＣ実装領域ＡＲ１を有する基板部２１０ａと、基板部２１０ａ上にＩＣ実装領域ＡＲ１を囲むように設けられた第１枠部２１０ｂと、第１枠部２１０ｂ上に金属遮蔽板１２０を実装する金属遮蔽板実装領域ＡＲ３を有し、金属遮蔽板実装領域ＡＲ３を残して第１枠部２１０ｂの外縁に沿って設けられた第２枠部２１０ｃと、第２枠部２１０ｃ上に水晶素子１２０を実装する水晶実装領域ＡＲ２を有し、水晶実装領域ＡＲ２を残して第２枠部２１０ｃの外縁に沿って設けられた第３枠部２１０ｄとを含んでいる。パッケージ２１０は、基板部２１０ａと、第１枠部２１０ｂ、第２枠部２１０ｃ及び第３枠部２１０ｄによって囲まれた凹部Ｋ２が形成されている。

基板部２１０ａは、ＩＣ素子１４０を支持するための支持部材として機能するものであり、上面には、ＩＣ素子１４０を接合するためのＩＣ用電極パッド２１１が設けられている。また、基板部２１０ａの下面の４隅には、外部接続用電極端子Ｇが設けられている。外部接続用電極端子Ｇは、例えば電源電圧端子、グランド端子、発振出力端子、発振制御端子として用いられる。

基板部２１０ａは、例えばアルミナセラミックス又はガラス−セラミックス等のセラミック材料からなる絶縁層を、１層又は複数層積層することによって形成されている。基板部２１０ａの内部には、電磁波遮蔽層２５０が設けられている。基板部２１０ａの表面及び内部には、基板部２１０ａの上面のＩＣ用電極パッド２１１と基板部２１０ａの下面の外部接続用電極端子Ｇとを電気的に接続するためのビア導体及び配線パターンが設けられている。

電磁波遮蔽層２５０は、下方向からの電磁波によるＩＣ素子１４０への影響を低減するためのシールド層として機能するものである。電磁波遮蔽層２５０は、基板部２１０ａの内部の平面視してＩＣ素子１４０と重なる領域に設けられている。ここで、“重なるように”とは、ＩＣ電極パッド１１１と接続されているビア導体を除くように重なっている構造に加えて、ＩＣ素子１４０の形状に完全に重なっている構造も含まれる。また、ＩＣ素子１４０の形状よりも大きくＩＣ実装領域ＡＲ１に完全に重なっている構造も含まれる。電磁波遮蔽層２５０は、ビア導体を介して、ＩＣ用電極パッド２１１のうちの１つと電気的に接続されている。また、電磁波遮蔽層２５０は、ビア導体及び配線パターンを介して外部接続用電極端子Ｇの内の１つであるグランド端子と電気的に接続されている。

第１枠部２１０ｂは、基板部２１０ａ上にＩＣ素子１４０を接合するためのＩＣ実装領域ＡＲ１を形成するためのスペーサとして機能するものである。第１枠部２１０ｂは、基板部２１０ａ上にＩＣ実装領域ＡＲ１を囲むように設けられている。第２枠部２１０ｂの上面には、接合パッド２７０が設けられている。また、第１枠部２１０ｂの内壁面には、電極膜２６１が設けられている。第１枠部２１０ｂの上面には、金属遮蔽板実装領域ＡＲ３を残して第１枠部２１０ｂの外縁に沿って第２枠部２１０ｃが設けられている。

第１枠部２１０ｂは、例えばアルミナセラミックス又はガラス−セラミックス等のセラミック材料からなり、基板部２１０ａと一体的に形成されている。第１枠部２１０ｂの上面及び内部には、水晶用電極パッド２１２と基板部２１０ａの上面のＩＣ用電極パッド２１１とを電気的に接続するためのビア導体及び配線パターンが設けられている。

電極膜２６１は、図７及び図８に示されているように、第１枠部２１０ｂの内壁面にＩＣ素子１４０を囲むようにして設けられている。電極膜２６１は、ＩＣ素子１４０の側面における電磁波の影響を低減し、ＩＣ素子１４０にノイズが重畳することを低減することができる。電極膜２６１は、タングステン又はモリブデンの導体材料からなる。

電極膜２６１の形成方法について説明する。まず、タングステンの粉末を有機溶剤やバインダーなどとともに混練して、タングステンのメタライズペーストを作製する。次に、第１枠部２１０ｂとなるセラミックグリーンシートに貫通孔を、金型を用いた打ち抜き加工等の加工方法で形成する。そして、作製したメタライズペーストをセラミックグリーンシートの貫通孔に充填するとともに金型等を用いて最初の貫通孔よりも平面視して面積が小さくなる貫通孔を成形する。その後、セラミックグリーンシートと同時焼成することで第１枠部２１０ｂの内壁に電極膜２６１が形成される。

第２枠部２１０ｃは、第１枠部２１０ｂ上に金属遮蔽板２６２を接合するための金属遮蔽板実装領域ＡＲ３を形成するためのスペーサとして機能するものである。第２枠部２１０ｃは、第１枠部２１０ｂ上に金属遮蔽板実装領域ＡＲ２を囲むように設けられている。第２枠部２１０ｃの上面には、接合パッド２７０が設けられている。

第２枠部２１０ｃは、例えばアルミナセラミックス又はガラス−セラミックス等のセラミック材料からなり、基板部２１０ａ及び第１枠部２１０ｂと一体的に形成されている。第２枠部２１０ｃの内部には、接合パッド２７０と基板部２１０ａの下面の外部接続用電極端子Ｇのうちの１つであるグランド端子とを電気的に接続するためのビア導体が設けられている。

金属遮蔽板２６２は、図７及び図８に示されているように、第２枠部２１０ｂの上面に配置され、上面に設けられた接合パッド２７０と導電性接着剤ＤＳで接合されている。金属遮蔽板２６２は、ＩＣ素子１４０の上面における電磁波の影響を低減し、ＩＣ素子１４０にノイズが重畳することを低減することができる。金属遮蔽板２６２は、例えば鉄、ニッケル又はコバルトの少なくともいずれかを含む合金からなる。

第３枠部２１０ｄは、第２枠部２１０ｃ上に水晶素子１２０を接合するための水晶実装領域ＡＲ２を形成するためのスペーサとして機能するものである。第３枠部２１０ｄは、第２枠部２１０ｃ上に水晶実装領域ＡＲ２を囲むように設けられている。第３枠部２１０ｄの上面には、封止用導体パターン２１３が設けられている。

第３枠部２１０ｄは、例えばアルミナセラミックス又はガラス−セラミックス等のセラミック材料からなり、基板部２１０ａ、第１枠部２１０ｂ及び第２枠部２１０ｃと一体的に形成されている。第３枠部２１０ｄの内部には、封止用導体パターン２１３と基板部２１０ａの下面の外部接続用電極端子Ｇのうちの１つであるグランド端子とを電気的に接続するためのビア導体が設けられている。

第２の実施形態における圧電デバイスは、電磁波遮蔽部材２６０が、第１枠部２１０ｂの内壁面設けられている電極膜２６１と、水晶素子１２０とＩＣ素子１４０との間に設けられている金属遮蔽板２６２とにより構成されているので、ＩＣ実装領域全体が囲まれることになるので、ＩＣ素子１４０が受ける外部からの電磁波の影響を低減し、ＩＣ素子１４０の内部に形成されている発振回路又は増幅回路にノイズが重畳することを低減することができる。よって、第２の実施形態における圧電デバイスは、ＩＣ素子１４０の発振回路又は増幅回路にノイズが重畳しにくくすることで、圧電デバイスの発振周波数が揺らぐことなく、安定して発振周波数を出力することができる。

尚、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。例えば、前記本実施形態では、圧電素子として水晶を用いた場合を説明したが、他の圧電素子として、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム又は圧電セラミックスを圧電素子として用いても構わない。

上記の第１の実施形態では、第２枠部１１０ｃが基板部１１０ａ及び第１枠部１１０ｂと同様にセラミック材で一体的に形成した場合を説明したが、第２枠部１１０ｃが金属製であっても構わない。この場合、第２枠部１１０ｃは、銀ロウ等のロウ材を介して第１枠部１１０ｂに設けられた導体膜に接合されている。

上記の第２の実施形態では、第３枠部２１０ｄが基板部２１０ａ、第１枠部２１０ｂ及び第２枠部２１０ｃと同様にセラミック材で一体的に形成した場合を説明したが、第３枠部２１０ｄが金属製であっても構わない。この場合、第３枠部２１０ｄは、銀ロウ等のロウ材を介して第２枠部２１０ｃに設けられた導体膜に接合されている。

上記の実施形態では、水晶素子は、ＡＴ用水晶素子を用いた場合を説明したが、基部と、基部の側面より同一の方向に延びる２本の平板形状の振動腕部とを有する音叉型屈曲水晶素子を用いても構わない。

１１０、２１０・・・パッケージ
１１０ａ、２１０ａ・・・基板部
１１０ｂ、２１０ｂ・・・第１枠部
１１１ｃ、２１０ｃ・・・第２枠部
２１０ｄ・・・第３枠部
１１１、２１１・・・ＩＣ用電極パッド
１１２、２１２・・・水晶用電極パッド
１２０・・・圧電素子
１２１・・・水晶素板
１２２・・・励振用電極
１２３・・・接続用電極
１２４・・・引き出し電極
１３０・・・蓋体
１４０・・・ＩＣ素子
１５０、２５０・・・電磁波遮蔽層
１６０、２６０・・・電磁波遮蔽部材
Ｇ・・・外部接続用電極端子
ＤＳ・・・導電性接着剤
Ｋ１・・・凹部
ＡＲ１・・・ＩＣ実装領域
ＡＲ２・・・水晶実装領域

Claims (2)

1. ＩＣ素子を実装するＩＣ実装領域を有する基板部と、
   前記基板部上に前記ＩＣ実装領域を囲むように設けられた第１枠部と、
   前記第１枠部上に圧電素子を実装する圧電実装領域を有し、前記圧電実装領域を残して前記第１枠部の外縁に沿って設けられた第２枠部と、
   前記ＩＣ実装領域に設けられたＩＣ素子と、
   前記圧電実装領域に前記ＩＣ素子と間をあけて設けられた圧電素子と、
   前記基板部、前記第１枠部及び前記第２枠部で囲まれる領域であって、前記ＩＣ素子と前記圧電素子との間に、前記ＩＣ素子を覆うように設けられた電磁波遮蔽部材と、
   前記基板部内に、平面視してＩＣ素子と重なる領域に設けられた電磁波遮蔽層とを備えたことを特徴とする圧電デバイス。
2. 請求項１記載の圧電デバイスにおいて、前記電磁波遮蔽部材及び前記電磁波遮蔽層が前記基板部の下面に設けられた外部接続用電極端子のうちの１つであるグランド端子と電気的に接続されたことを特徴とする圧電デバイス。

Images