JP2014053663A - 電子デバイス、電子機器、及び移動体 - Google Patents

Abstract

【課題】実装性が向上した小型でしかも長期間の品質を保持することができる電子デバイスを提供する。
【解決手段】電子デバイスとしての圧電発振器１は、振動片を内蔵した圧電振動子２０と、振動片を駆動する機能を有している回路素子としての電子部品（ＩＣ）２５と、少なくとも一方に開口する凹部を有し、前記凹部に圧電振動子２０、および電子部品（ＩＣ）２５が収容されている容器としてのパッケージ１０と、前記凹部の開口に一面が対向し、パッケージ１０と接続されている蓋体４０と、蓋体４０の一面と表裏の関係をなす他面に接続され、平面視でパッケージ１０の外形の内側に配置されている積層部としての積層板１９と、を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子デバイス、電デバイスを備えた電子機器、及び移動体に関する。

近年、電子デバイスの一例としての発振器は、周波数安定度、小型軽量、堅牢性、低価格等により携帯電話等の通信機器から水晶時計のような民生機器まで、多くの分野で用いられている。特許文献１には表面実装化を図った発振器が開示されている。特許文献１の発振器は、回路基板上に回路素子と、容器内に振動片が収納され、振動子用金属カバーで封入された水晶振動子と、が接続されている。さらに、振動子用金属カバーの上面には、回路素子を覆うように張り出した発振器用金属カバーが延設されている。

特開平１０−２８４９７４号公報

ところで、特許文献１に開示された発振器では、振動子用金属カバーの上面に延設されている発振器用金属カバーが、水晶振動子から張り出して設けられている。このような構成では、実装基板に発振器が搭載される場合に搭載位置ずれなどを起こすと、発振器用金属カバーが他の素子などと干渉してしまう虞があった。また、回路素子が露出しているため外気温などの影響を受けやすく、高精度の発振器には適していなかった。

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］本適用例に記載の電子デバイスは、振動片と、前記振動片を駆動する機能を有している回路素子と、一方に開口する凹部を有し、前記凹部に前記振動片、および前記回路素子が収容されている容器と、前記凹部の開口に一面が対向し、前記容器と接続されている蓋体と、前記蓋体の前記一面と表裏の関係をなす他面に接続され、平面視で前記容器の外形の内側に配置されている積層部と、を備えていることを特徴とする。

本適用例に記載の電子デバイスによれば、同一容器内に振動片と回路素子とが収容され、蓋体によって封止されている。そして蓋体上に、平面視で前記容器の外形の内側に配置された積層部が設けられている。このように、蓋体上に設けられた積層部が、平面視で前記容器の外形の内側に配置されているため、電子デバイスを実装する場合に搭載位置がずれても積層部と他の素子との干渉が起こらない。また、振動片と回路素子とが同一容器内に収容され蓋体で封止されており、さらに蓋体上に積層部が設けられている。これにより、振動片と回路素子とが直接外気に触れることなく保持されるとともに、蓋体が積層部を介していることにより、蓋体が直接外気に触れる部分が少なくなり、蓋体の外部温度に対する影響が小さくなる。したがって、容器内に収容されている振動片と回路素子とが外部の湿度、温度などの影響を受け難くなり、高精度で長期間に亘り電気的品質を保つことができる電子デバイスを提供することができる。

［適用例２］上記適用例に記載の電子デバイスにおいて、前記積層部は、前記蓋体より厚さが厚いことを特徴とする。

本適用例によれば、積層部の体積が大きくなることから保温力、或いは断熱効果が増加し、蓋体の外気温度に対する感度を低くすることが可能となる。これにより、容器内に収容されている振動片と回路素子とが外部の湿度、温度などの影響を受け難くなり、高精度の電子デバイスを提供することが可能となる。

［適用例３］上記適用例に記載の電子デバイスにおいて、前記振動片は、前記容器と異なる第２の容器に収容されていることを特徴とする。

本適用例によれば、振動片が第２の容器に収容されているため、さらに振動片の特性を安定させることが可能となり、長期間の特性維持を可能とした電子デバイスを提供することが可能となる。

［適用例４］上記適用例に記載の電子デバイスにおいて、前記回路素子は、前記第２の容器の外周面に固定されていることを特徴とする。

本適用例によれば、回路素子が第２の容器の外周面に搭載されているため、素子配置の省スペース化を図ることが可能となり、より小型の電子デバイスを提供することが可能となる。

［適用例５］本適用例に記載の電子機器は、上記適用例のいずれか一例に記載の電子デバイスが搭載されていることを特徴とする。

本適用例に記載の電子機器によれば、外部の湿度、温度などの影響を受け難く、高精度で長期間に亘り電気的品質を保つことができる電子デバイスを用いているため、電子機器においても高精度で長期間に亘り電気的品質を保つことが可能となる。

［適用例６］本適用例に記載の移動体は、上記適用例のいずれか一例に記載の電子デバイスが搭載されていることを特徴とする。

本適用例に記載の移動体によれば、外部の湿度、温度などの影響を受け難く、高精度で長期間に亘り電気的品質を保つことができる電子デバイスを用いているため、移動体においても高精度で長期間に亘り電気的品質を保つことが可能となる。

第１実施形態の圧電発振器の構造を示した概略図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は側面及び断面の合成図。 第１実施形態の圧電発振器の外部構成を示した概略図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は底面図。 第１実施形態の圧電発振器のパッケージ用の積層グリーンシートを形成するときの断面図。 第１実施形態の圧電発振器の工程手順図。 第２実施形態の水晶振動子を示す概略構成図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正断面図。 第３実施形態の圧電発振器の概略構成を示す正断面図。 電子機器の一例としてのモバイル型のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図。 電子機器の一例としての携帯電話機の構成を示す斜視図。 電子機器の一例としてのデジタルスチールカメラの構成を示す斜視図。 移動体の一例としての自動車の構成を示す斜視図。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本実施形態では電子デバイスの一例として圧電発振器を例に挙げて説明する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の一実施形態に係る圧電発振器の内部構成を示した概略図であり、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）はＱ−Ｑにおける断面図、図１（ｃ）は左半分が側面図、右半分がＲ−Ｒにおける断面図の合成図である。また図２は本実施形態の圧電発振器の外部構成を示した概略図であり、図２（ａ）は側面図、図２（ｂ）は底面図である。

本実施形態の圧電発振器１は、気密容器として、セラミックを積層した積層セラミックパッケージ（以下、単に「パッケージ」と称する）１０を備えている。パッケージ１０は、基板１１と、この基板１１上に接合される第１の枠状側壁１３と、第１の枠状側壁１３上に接合される第２の枠状側壁１５とからなる。第２の枠状側壁１５の上面１５ｂには、金属製（コバール材）のシールリング１８が接合されている。

基板１１は、第１の主面（下面）１１ａと、第２の主面（上面）１１ｂと、これら下面１１ａ及び上面１１ｂと連続した側面１１ｃとを有する平板状のセラミックにより構成される。基板１１の側面１１ｃには、図１（ｃ）に示すように、その下面１１ａから上面１１ｂに達するキャスタレーション（第１の切欠部）１２が形成されている。
第１の枠状側壁１３は、図１（ｂ）に示すように、下面１３ａ及び上面１３ｂと連続した側面１３ｃとからなり、基板１１上に配置される。第１の枠状側壁１３の側面１３ｃには、図１（ｃ）に示すように、下面１３ａから上面１３ｂに達するキャスタレーション（第１の切欠部）１４が形成されている。
第２の枠状側壁１５もまた、図１（ｂ）に示すように、下面１５ａ及び上面１５ｂと連続した側面１５ｃとからなり、第１の枠状側壁１３上に配置される。第２の枠状側壁１５の側面１５ｃには、図１（ｃ）に示すように、下面１５ａから上面１５ｂに達するキャスタレーション（第２の切欠部）１６が形成されている。

パッケージ１０の内部（空間）には、振動片（図示せず）がパッケージ化された圧電振動子２０と、各種電子部品２５、２６と、が収容されており、これら圧電振動子２０と、各種電子部品２５、２６とにより、例えば電圧制御型温度補償圧電発振器を構成している。
圧電振動子２０は、図示しない圧電振動片（振動片）をセラミック製のパッケージ内に収容して不活性ガス（Ｎ₂）により気密封止したものであり図１（ａ）及び図１（ｂ）に示す導体膜３２上に導電性接着剤３３を介して搭載されている。
また圧電振動子２０のパッケージ端部には、図１（ａ）に示すような端子電極２１ａ、２１ｂが形成されている。
電子部品２６は、例えばチップコンデンサー等であり、パッケージ１０内の配線導体３１、３１に半田を介して実装されている。

電子部品２５は、例えば、発振回路、温度センサー、可変容量素子、温度補償回路等を内蔵したＩＣである。また電子部品２５は、圧電振動子２０より小さいサイズとされ、パッケージ１０内に搭載された圧電振動子２０の上面に端子電極２１ａ、２１ｂを避けて導電性接着剤を介して搭載されている。
電子部品２５の上面周縁部には、複数の端子電極２５ａ、２５ａ・・・が形成されており、端子電極２５ａの１つがボンディングワイヤー３４により端子電極２１ａに接続され、端子電極２５ａの他の１つがボンディングワイヤー３４により端子電極２１ｂに接続されている。また残りの端子電極２５ａがパッケージ１０の段差部、つまり、第１の枠状側壁１３の上面１３ｂに形成されたパッド電極３０にボンディングワイヤー３４により接続されている。

パッド電極３０は、配線導体３１、図示しない内部導体、キャスタレーション１２、１４により、図２（ｂ）に示すパッケージ１０の底面の端子電極ＶＳＳ、ＶＣＯ、ＣＯＮＴ、ＯＵＴ等に導通されている。
図２（ａ）に示すパッケージ１０の上面に形成されたシールリング１８には、金属製（コバール材）の蓋体４０がシーム溶接されている。この際、パッケージ１０の内部は、電子部品２５、２６、配線導体、端子電極等の経年変化を抑えるべく不活性ガス（窒素ガスＮ₂）が封入されている。なお、パッケージ１０の内部は低真空状態にしてもよい。

さらに、蓋体４０の上側（パッケージ１０と反対側）には、積層部としての積層板１９が設けられている。積層板１９は、蓋体４０の上面に塗布された例えばエポキシ系接着剤などの接着剤２１によって蓋体４０の上側に接着されている。積層板１９は、蓋体４０の厚さより厚く形成されており、例えば、ステンレス板などが用いられている。また、積層板１９は、パッケージ１０の平面視の外形からはみ出さないように、パッケージ１０の平面視の外形と同形状もしくはパッケージ１０の平面視の外形より小さな外形形状に形成されている。なお、積層板１９は、ステンレス板のような金属製に限らず、例えばプラスチックなどの樹脂製であってもよい。樹脂は熱伝導性が金属より小さいため、積層板１９が樹脂製であれば、接着のための樹脂製の接着剤２１層と併せて、蓋体４０の外部温度に対する影響が小さくすることが可能となる。

このように構成された圧電発振器１では、不活性ガス雰囲気あるいは真空中で気密封止するパッケージ１０の空間内に、圧電振動素子をパッケージ（気密封止）した圧電振動子２０を搭載することで、例えば１０年から２０年の長期間の使用に耐えられるように構成したものである。

さらに、本実施形態の圧電発振器１においては、圧電発振器１のサイズを大型化することなく、パッケージ１０の内部空間（蓋体４０が設けられる側に開口する凹部）を確保するために、図１（ｃ）の側面及び断面図、図２（ａ）の側面図に示すように、基板１１、第１の枠状側壁１３に形成したキャスタレーション１２、１４の深さ（半円筒状であれはその半径）と、第２の枠状側壁１５に形成したキャスタレーション１６の深さを異ならせるようにした。つまり、本実施形態では、肉厚が最も薄い第２の枠状側壁１５のキャスタレーション１６の深さを、基板１１、及び第１の枠状側壁１３に形成したキャスタレーション１２、１４より浅くすることで、第２の枠状側壁１５を十分な強度の肉厚に保ちつつ、パッケージ１０の内部空間（内部容積）を大きくするようにした。これにより、圧電発振器１のパッケージ１０を大型化することなく、パッケージ１０の内部にパッケージ化された圧電振動子２０を搭載することが可能になる。つまり、小型で長期間に亘り電気的品質を保つことができる圧電発振器１を実現することができるようになる。

図３は、本実施形態の圧電発振器のパッケージ用の積層グリーンシートを形成するときの断面図である。この場合は、所定の大きさの複数の穴１２’を空けたグリーンシートＧ１（基板１１となる）上に、所定の大きさの複数の穴１４’と、開口部ＯＰ１とを設けたグリーンシートＧ２（第１の枠状側壁１３となる）を重ね、さらにその上に所定の大きさの複数の穴１６’と、開口部ＯＰ２とを設けたグリーンシートＧ３（第２の枠状側壁１５となる）を重ねて焼成する。このとき、グリーンシートＧ１の穴１２’及びグリーンシートＧ２の穴１４’は、その内壁面１２ａ、１４ａに導電材料を付着させた状態で、内部を貫通させておくようにする。これは、グリーンシートＧ１、Ｇ２の穴１２’、１４’に導電材料を充填した後、穴１２’、１４’内の導電材料を吸引することにより形成することができる。

次に、メッキ液を穴１２’、１４’、１６’を通して還流させることにより、所望とする内壁面１２ａ、１４ａの導電材料にメッキを施すことができる。
従って、この後、Ｂ−Ｂにより積層したグリーンシートＧ１、Ｇ２、Ｇ３を分割すればキャスタレーション１２、１４、１６を備えたセラミックパッケージ１０が得られる。
一例として、穴１２’が円筒形の場合、その直径は０．１５ｍｍ、穴１６’の直径は０．０８ｍｍから０．１ｍｍ程度である。

以上のように、穴１２’、１４’、１６’の大きさを適切に選ぶことによりキャスタレーション１２、１４、１６の深さを所望の深さとすることができる。
また、キャスタレーション１６のメッキも所定の位置（高さ）まで施すことが可能であり、パッケージ１０のシールリング１８に蓋体４０をシーム溶接した場合に、蓋体４０とキャスタレーション１６との短絡を防止することができるという利点もある。
また、穴１２’、１４’、１６’の形状としては円筒形が一般的であるが、楕円形、矩形等であってもよい。

本実施形態では、穴１２’、１４’の大きさを同じとし、穴１６’の大きさを穴１２’、１４’の大きさより小さくしているので、この場合はキャスタレーション１２、１４の深さが同一で、キャスタレーション１６の深さはキャスタレーション１２、１４の深さより浅くなる。また、穴１４’、１６’の大きさを同じとし、穴１２’の大きさより小さくした場合は、キャスタレーション１４、１６の深さが同一で、キャスタレーション１２の深さより浅くなる。
いずれの場合もキャスタレーション１２の深さは、従来のパッケージの深さと同じ程度として実装基板との接合強度を維持できる程度に保つことが重要である。また、キャスタレーション１６、またはキャスタレーション１４、１６の深さは、パッケージの１０の強度を従来と同程度の強度を維持できる程度に保つことが重要である。

なお、本実施形態では、グリーンシートの積層数が３層である場合を例に挙げて説明したが、３層に限定する必要はなく、所望とするパッケージに適した積層数でよい。
以上のように、本実施形態では、グリーンシートを分割してパッケージ１０とした場合に、基板１１の側面１１ｃのキャスタレーション１２、または基板１１の側面１１ｃのキャスタレーション１２と、第１の枠状側壁１３の側壁１３ｃのキャスタレーション１４の深さを深くできるので、実装基板との接合強度を維持することができる。
また、実施形態では、第２の枠状側壁１５の側壁１５ｃのキャスタレーション１６の深さをキャスタレーション１２、１４より浅くすることができるので、パッケージ１０の強度を確保しつつ圧電発振器１を小型化することが可能である。

本実施形態では、蓋体４０上に設けられた積層板１９が、平面視でパッケージ１０の外形の内側に配置されている形状（外形内に収まる形状）のため、電子デバイスとしての圧電発振器１を実装する場合に、搭載位置がずれても積層板１９と他の素子との干渉が起こらない。

また、振動片（図示せず）がパッケージ化された圧電振動子２０と回路素子としての電子部品２５、電子部品２６とが同一パッケージ１０内の凹部に収容され、蓋体４０で気密に封止されている。さらに蓋体４０上に積層部としての積層板１９が接着されている。これにより、振動片（圧電振動子２０）と電子部品２５、電子部品２６とが直接外気に触れることなく保持されるとともに、蓋体４０の外部（外表面）に設けられている積層板１９および接着剤２１により、蓋体４０の外部温度に対する影響を緩和することができる。したがって、本実施形態の圧電発振器１は、パッケージ１０内に収容されている振動片（圧電振動子２０）と電子部品２５、電子部品２６とが外部の湿度、温度などの影響を受け難くなり、高精度で長期間に亘り電気的品質を保つことができる。

また、蓋体４０の外部（外表面）に積層板１９を接着することにより蓋体４０の強度が向上し、蓋体４０側からの圧力、衝撃や、パッケージ１０に加わる曲げ応力などに対する耐性を向上させることが可能となる。

また、積層板１９の厚さを蓋体４０の厚さより大きくすることで、積層板１９の体積を大きくできる。これにより、積層板１９の保温力、或いは断熱効果が増加し、蓋体４０の外気温度に対する感度を低くすることが可能となり、パッケージ１０内の温度変化を抑えられることから、圧電発振器１の特性を安定させることが可能となる。また、積層板１９の厚さを厚くすることで、圧電発振器１の強度の向上を図ることも可能である。

また、パッケージ１０の空間に不活性ガスを注入し、蓋体４０にて気密封止した電子デバイスを構成することにより、積層セラミックパッケージ１０に収容された電子部品２５、２６、配線導体３１、端子電極２１ａ、２１ｂ等の経年変化が改善され、１０年から２０年の使用に耐える電子デバイスを構成できるという効果がある。

次に、図４及び図１を用いて第１の実施形態の圧電発振器の製造方法を説明する。
先ず、パッド電極３０、配線導体３１、導体膜３２、キャスタレーション１２、１４、１６等を備えた積層セラミック製のパッケージ１０を用意する。
先ず、手順１として、図１に示したパッケージ１０の容量用の配線導体３１上に、ディスペンサーを用いて半田を塗布する。
次に、手順２として、マウント装置を用いて半田上に容量（チップコンデンサー）２６を搭載した後、次にこれを所定の温度分布のリフロー装置に通し、チップコンデンサー（チップＣ）２６を半田で固定する。
次に、手順３として、圧電振動子２０搭載用の導体膜３２の中央部にディスペンサー等を用いて、導電性接着剤３３を塗布する。
次に、手順４として、導電性接着剤３３上に圧電振動子２０を搭載し、所定の温度で導電性接着剤３３を乾燥、硬化させる。
次に、手順５として、圧電振動子２０の端子電極２１ａ、２１ｂの、圧電振動子２０の中央寄りの端と、圧電振動子２０の長手方向の端の内、端子電極２１ａ、２１ｂが設けられていない側の端との中央にディスペンサー等を用いて、導電性接着剤を塗布する。

次に、手順６として、圧電振動子２０上の前記導電性接着剤に電子部品（発振回路、温度補償回路等を含むＩＣ）２５を搭載する。所定の温度（例えば１５０℃、０．５Ｈ）で前記導電性接着剤を乾燥、硬化する。このとき、ＩＣ２５が圧電振動子２０の所定の位置からずれないように注意する。
次に、手順７として、圧電振動子２０の端子電極２１ａ、２１ｂと、ＩＣ２５上の所定の端子電極２５ａとをボンディングワイヤー３４で接続する。さらに、ＩＣ２５上の所定の端子電極２５ａと、パッケージ１０の所定のパッド電極３０とをボンディングワイヤー３４で接続する。

次に、手順８として、パッケージ１０のシールリング１８にシーム溶接機等を用いて金属製の蓋体（ＬＩＤ）４０を溶接する。溶接後、気密性をチェックする。

次に、手順９として、蓋体４０上に積層板１９を接着する。積層板１９の接着は、例えばエポキシ系接着剤などの接着剤（図示せず）を蓋体４０上に塗布し、接着剤上に積層板１９を重ねて載置する。その後、接着剤を硬化させることによって積層板１９を蓋体４０上に接着する。

次に、手順１０として、積層板１９上に所定の表示をレーザーにて彫刻する（ＭＡＲＫＩＮＧ）。以上の工程を経て圧電発振器１が完成する。

以上のような圧電発振器の製造方法を採用することにより、小型で、電気的品質が１０年から２０に使用に耐える圧電発振器１を製造することが可能になる。

（第２実施形態）
以下、第２実施形態について、図５を参照して説明する。図５は、電子デバイスの一例としての水晶振動子を示す概略構成図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正断面図である。

図５に示すように、水晶振動子１１０は、パッケージ１１１と水晶振動片１１２とを備えている。水晶振動片１１２は、たとえば圧電効果を有する水晶からなる。水晶振動片１１２には、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、またはアルミニウム（Ａｌ）などからなる電極が形成されている。

パッケージ１１１は、ベース基板部１１４と接合部１１３と蓋体１１５とを備えている。

ベース基板部１１４は、基板１１４ａ，１１４ｂと、内部接続端子１１７および外部接続端子１１６とを備えている。ベース基板部１１４は、基板１１４ａに、枠状に形成された基板１１４ｂを積層することにより形成されている。これにより、ベース基板部１１４に収納室１１９を備える。基板１１４ａ，１１４ｂは、たとえば絶縁材料である酸化アルミニウムなどからなる。

基板１１４ａ上で、収納室１１９には、内部接続端子１１７が形成されている。基板１１４ａ上で、パッケージ１１１の外部には、外部接続端子１１６が形成されている。内部接続端子１１７および外部接続端子１１６は、基板１１４ａ上にタングステンメタライズ、ニッケル（Ｎｉ）メッキ、および金（Ａｕ）メッキなどを施すことにより形成されている。

接合部１１３は、基板１１４ｂ上に形成されている。接合部１１３は、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）などからなるロウ剤、またはガラスである。

蓋体１１５は、接合部１１３に接合され、パッケージ１１１内の収納室１１９は密閉される。蓋体１１５は、たとえば鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、もしくはニッケル（Ｎｉ）などからなる金属あるいは合金、または酸化アルミニウム質からなるセラミック、またはガラスである。

蓋体１１５の上側（パッケージ１１１と反対側）には、積層部としての積層板１２０が設けられている。積層板１２０は、蓋体１１５の上面に塗布された例えばエポキシ系接着剤などの接着剤１２１によって蓋体１１５の上側に接着されている。積層板１２０は、蓋体１１５の厚さより厚く形成されており、例えば、ステンレス板などが用いられている。また、積層板１２０は、パッケージ１１１の平面視の外形からはみ出さないように、パッケージ１１１の平面視の外形と同形状もしくはパッケージ１１１の平面視の外形より小さな外形形状を有している。

このようにして、水晶振動片１１２が、パッケージ１１１内に気密に収容された水晶振動子１１０を得る。

内部接続端子１１７に、エポキシ樹脂などの接着剤にたとえば銀（Ａｇ）などの導電性を有する粒子を配合した導電性接着剤などの電気的接続部材１１８を用いて、水晶振動片１１２が固定され、水晶振動片１１２に形成された電極と電気的に接続されている。
このようにして、パッケージ１１１内に気密に収容された水晶振動片１１２は、内部接続端子１１７を介して、外部接続端子１１６と電気的に接続されている。

本実施形態では、蓋体１１５上に設けられた積層板１２０が、平面視でパッケージ１１１の外形の内側に配置されている形状（外形内に収まる形状）のため、電子デバイスとしての水晶振動子１１０を実装する場合に搭載位置がずれても積層板１２０と他の素子との干渉を防止することができる。

また、水晶振動片１１２がパッケージ１１１内の凹部に収容され、蓋体１１５で気密に封止されている。さらに蓋体１１５上に積層部としての積層板１２０が接着されている。これにより、水晶振動片１１２が直接外気に触れることなく保持されるとともに、蓋体１１５の外部（外表面）に設けられている積層板１２０および接着剤１２１により、蓋体１１５が外部温度に対して感度が低くなる。したがって、本実施形態の水晶振動子１１０は、パッケージ１１１内に収容されている水晶振動片１１２が外部の湿度、温度などの影響を受け難くなり、高精度で長期間に亘り電気的品質を保つことができる。

また、蓋体１１５の外部（外表面）に積層板１２０を接着することにより蓋体１１５の強度が向上し、蓋体１１５側からの圧力、衝撃や、パッケージ１１１に加わる曲げ応力などに対する耐性を向上させることが可能となる。

また、積層板１２０の厚さを蓋体１１５の厚さより大きくすることで、積層板１２０の体積を大きくできる。これにより、積層板１２０の保温力、或いは断熱効果が増加し、蓋体１１５の外気温度に対する感度を低くすることが可能となり、パッケージ１１１内の温度変化を抑えられることから、水晶振動子１１０の特性を安定させることが可能となる。また、積層板１２０の厚さを厚くすることで、水晶振動子１１０の強度の向上を図ることも可能である。

（第３実施形態）
以下、第３実施形態としての圧電発振器を一例に挙げて説明する。図６は、電子デバイスの第３実施形態の圧電発振器の概略構成を示す正断面図である。第１実施形態と第３実施形態の相違する点は、第３実施形態の圧電発振器３００は、第１実施形態で示した圧電振動子２０に収納されている圧電振動片が容器に収納されておらず、圧電振動片と、圧電振動片を駆動させる駆動回路を含むＩＣチップとが同一パッケージ内に収容されている点である。

図６に示すように、第３実施形態の圧電発振器３００は、パッケージ３３１内に圧電振動片３２０と、少なくとも圧電振動片３２０を駆動させる機能を有するＩＣチップ３８７とが収納されている。具体的には、圧電発振器３００は、第１基板３３４と、この第１基板３３４に積層された第２基板３３５と第３基板３３６とを含むパッケージ３３１内に圧電振動片３２０をとＩＣチップ３８７とを収納している。

パッケージ３３１は、絶縁基体である第１基板３３４と第２基板３３５と第３基板３３６とを含み構成されている。第２基板３３５がパッケージ３３１内に延長した延長部３３５ａを備えている。延長部３３５ａに電極部３３２が２個形成されている。電極部３３２に、導電ペーストなどの導電性接着剤３４３を用いて圧電振動片３２０の固定電極（図示せず）を固定して導通させる。ここで、導電性接着剤３４３としては、所定の合成樹脂でなるバインダー成分に、銀粒子などの導電粒子を添加したものを使用することができる。

第１基板３３４と、第２基板３３５と、第３基板３３６と、は絶縁材料で形成され、セラミックが適している。特に、好ましい材料としては圧電振動片３２０や蓋体３３７の熱膨張係数と一致、もしくは、きわめて近い熱膨張係数を備えたものが選択され、本実施形態では、例えば、セラミックが利用されている。第１基板３３４と第２基板３５と第３基板３３６とを構成するセラミックは、セラミックのグリーンシートを加工および焼結して形成される。セラミックのグリーンシートは、例えば、所定の溶液中にセラミックパウダーを分散させ、バインダーを添加して生成される混練物をシート状の長いテープ形状に成形し、これを所定の長さにカットして得られるものである。

第１基板３３４と、第２基板３３５と、第３基板３３６とは、図示する形状に成形したグリーンシートを積層し、焼結して形成することができる。この場合、第１基板３３４は、パッケージ３３１の底部を構成する基板で、これに重ねられる第２基板３３５と第３基板３３６とは、上述したグリーンシートを板状として、内部の材料を除去して、枠状として、内部空間Ｓを形成したもので、この内部空間Ｓを利用して、圧電振動片３２０、およびＩＣチップ３８７を収納するようにしている。このパッケージ３３１には、セラミックやガラスあるいはコバールなどの金属で形成された蓋体３３７がコバールリングなどの接合材もしくは封止材３４７などを介して接合されている。これにより、パッケージ３３１は気密に封止されている。

さらに、蓋体３３７の上側（パッケージ３３１と反対側）には、積層部としての積層板３４０が設けられている。積層板３４０は、蓋体３３７の上面に塗布された例えばエポキシ系接着剤などの接着剤３４２によって蓋体３３７の上側に接着されている。積層板３４０は、蓋体３３７の厚さより厚く形成されており、例えば、ステンレス板などが用いられている。また、積層板３４０は、パッケージ３３１の平面視の外形からはみ出さないように、パッケージ３３１の平面視の外形と同形状もしくはパッケージ３３１の平面視の外形より小さな外形形状を有している。

第１基板３３４上には、例えば、銀・パラジウムなどの導電ペーストもしくはタングステンメタライズなどの導電ペーストなどを用いて、必要とされる導電パターンを形成後に、第１基板３３４と第２基板３３５と第３基板３３６との焼結をした後で、ニッケル、および金もしくは銀などを順次メッキして、電極部３８９が形成されている。また、同様に第２基板３３５上には、電極部３３２が形成されている。電極部３８９は、パッケージ３３１の底面に露出した少なくとも２個の実装端子３４１および電極部３３２と図示しない導電パターンにより接続されている。

ＩＣチップ３８７は、第１基板３３４の上面に接着剤などを用いて固定されている。そして、ＩＣチップ３８７の上面には、金（Ａｕ）などから成るＩＣ接続パッド３８２が形成されている。ＩＣ接続パッド３８２は、金属ワイヤー３８８により電極部３８９に接続されている。なお、ＩＣチップ３８７と電極部３８９との接続方法は、金属ワイヤー３８８による方法だけでなく、フリップチップ実装による接続方法を用いてもよい。

本実施形態では、蓋体３３７上に設けられた積層板３４０が、平面視でパッケージ３３１の外形の内側に配置されている形状（外形内に収まる形状）のため、電子デバイスとしての圧電発振器３００を実装する場合に搭載位置がずれても積層板３４０と他の素子との干渉が生じない。

また、圧電振動片３２０、およびＩＣチップ３８７が同一パッケージ３３１内の凹部（内部空間Ｓ）に収容され、蓋体３３７で気密に封止されている。さらに蓋体３３７上に積層部としての積層板３４０が接着されている。これにより、圧電振動片３２０、およびＩＣチップ３８７が直接外気に触れることなく保持されるとともに、蓋体３３７の外部（外表面）に設けられている積層板３４０および接着剤３４２により、蓋体３３７が外部温度に対して感度が低くなる。したがって、本実施形態の圧電発振器３００は、パッケージ３３１内に収容されている圧電振動片３２０、およびＩＣチップ３８７が外部の湿度、温度などの影響を受け難くなり、高精度で長期間に亘り電気的品質を保つことができる。

また、蓋体３３７の外部（外表面）に積層板３４０を接着することにより蓋体３３７の強度が向上し、蓋体３３７側からの圧力、衝撃や、パッケージ３３１に加わる曲げ応力などに対する耐性を向上させることが可能となる。

また、積層板３４０の厚さを蓋体３３７の厚さより大きくすることで、積層板３４０の体積を大きくできる。これにより、積層板３４０の保温力、或いは断熱効果が増加し、蓋体３３７の外気温度に対する感度を低くすることが可能となり、パッケージ３１１内の温度変化を抑えられることから、圧電発振器３００の特性を安定させることが可能となる。また、積層板３４０の厚さを厚くすることで、圧電発振器３００の強度の向上を図ることも可能である。

上述では、電子デバイスとして圧電発振器、および水晶振動子を例に挙げて説明したが、これに限るものではなく、ＳＡＷフィルター、または圧力センサーもしくは圧電ジャイロセンサーなどの圧電センサーであってもよい。

［電子機器］
次いで、本発明の一実施形態に係る電子デバイスとしての圧電発振器１、３００、水晶振動子１１０を適用した電子機器について、図７〜図９に基づき、詳細に説明する。なお、説明では、圧電発振器１を適用した例を示している。

図７は、本発明の一実施形態に係る圧電発振器１を備える電子機器としてのモバイル型（又はノート型）のパーソナルコンピューターの構成の概略を示す斜視図である。この図において、パーソナルコンピューター１１００は、キーボード１１０２を備えた本体部１１０４と、表示部１００を備えた表示ユニット１１０６とにより構成され、表示ユニット１１０６は、本体部１１０４に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。このようなパーソナルコンピューター１１００には、基準信号源などとして圧電発振器１が内蔵されている。

図８は、本発明の一実施形態に係る圧電発振器１を備える電子機器としての携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成の概略を示す斜視図である。この図において、携帯電話機１２００は、複数の操作ボタン１２０２、受話口１２０４および送話口１２０６を備え、操作ボタン１２０２と受話口１２０４との間には、表示部１００が配置されている。このような携帯電話機１２００には、基準信号源などとして圧電発振器１が内蔵されている。

図９は、本発明の一実施形態に係る圧電発振器１を備える電子機器としてのデジタルスチールカメラの構成の概略を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、デジタルスチールカメラ１３００は、被写体の光像をＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の撮像素子により光電変換して撮像信号（画像信号）を生成する。デジタルスチールカメラ１３００におけるケース（ボディー）１３０２の背面には、表示部１００が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、表示部１００は、被写体を電子画像として表示するファインダーとして機能する。また、ケース１３０２の正面側（図中裏面側）には、光学レンズ（撮像光学系）やＣＣＤ等を含む受光ユニット１３０４が設けられている。

撮影者が表示部１００に表示された被写体像を確認し、シャッターボタン１３０６を押下すると、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、メモリー１３０８に転送・格納される。また、このデジタルスチールカメラ１３００においては、ケース１３０２の側面に、ビデオ信号出力端子１３１２と、データ通信用の入出力端子１３１４とが設けられている。そして、図示されるように、ビデオ信号出力端子１３１２にはテレビモニター１４３０が、データ通信用の入出力端子１３１４にはパーソナルコンピューター１４４０が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、メモリー１３０８に格納された撮像信号が、テレビモニター１４３０や、パーソナルコンピューター１４４０に出力される構成になっている。このようなデジタルスチールカメラ１３００には、基準信号源などとして圧電発振器１が内蔵されている。

なお、本発明の一実施形態に係る圧電発振器１は、図７のパーソナルコンピューター（モバイル型パーソナルコンピューター）、図８の携帯電話機、図９のデジタルスチールカメラの他にも、例えば、インクジェット式吐出装置（例えばインクジェットプリンター）、ラップトップ型パーソナルコンピューター、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャー、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシミュレーター等の電子機器に適用することができる。

［移動体］
図１０は移動体の一例としての自動車を概略的に示す斜視図である。自動車１０６には本発明の一実施形態に係る圧電発振器１が搭載されている。例えば、同図に示すように、移動体としての自動車１０６には、圧電発振器１を内蔵してタイヤ１０９などを制御する電子制御ユニット１０８が車体１０７に搭載されている。また、本発明の一実施形態に係る圧電発振器１は、他にもキーレスエントリー、イモビライザー、カーナビゲーションシステム、カーエアコン、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）、エアバック、タイヤ・プレッシャー・モニタリング・システム（ＴＰＭＳ：Tire Pressure Monitoring System）、エンジンコントロール、ハイブリッド自動車や電気自動車の電池モニター、車体姿勢制御システム、等の電子制御ユニット（ＥＣＵ：electronic control unit）に広く適用できる。

１、３００…電子デバイスとしての圧電発振器、１０…パッケージ、１１…基板、１１ａ…第１の主面、１１ｂ…第２の主面、１１ｃ…側面、１２，１４，１６…キャスタレーション、１２’，１４’，１６’…穴、１２ａ，１４ａ，１６ａ…内壁面、１３…第１の枠状側壁、１３ａ…上面、１３ｂ…下面、１３ｃ…側面、１５…第２の枠状側壁、１５ｃ…側面、１８…シールリング、１９…積層部としての積層板、２０…圧電振動子、２１…接着剤、２１ａ，２１ｂ…端子電極、２５…電子部品（ＩＣ）、２５ａ…端子電極、２６…電子部品（チップコンデンサー）、３０…パッド電極、３１…配線導体、３２…導体膜、３３…導電性接着剤、３４…ボンディングワイヤー、４０…蓋体、１０６…移動体としての自動車、１１０…水晶振動子、１１００…電子機器としてのパーソナルコンピューター、１２００…電子機器としての携帯電話機、１３００…電子機器としてのデジタルスチールカメラ。

Claims (6)

1. 振動片と、
   前記振動片を駆動する機能を有している回路素子と、
   一方に開口する凹部を有し、前記凹部に前記振動片、および前記回路素子が収容されている容器と、
   前記凹部の開口に一面が対向し、前記容器と接続されている蓋体と、
   前記蓋体の前記一面と表裏の関係をなす他面に接続され、平面視で前記容器の外形の内側に配置されている積層部と、
   を備えていることを特徴とする電子デバイス。
2. 前記積層部は、前記蓋体より厚さが厚いことを特徴とする請求項１に記載の電子デバイス。
3. 前記振動片は、前記容器と異なる第２の容器に収容されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電子デバイス。
4. 前記回路素子は、前記第２の容器の外周面に固定されていることを特徴とする請求項３に記載の電子デバイス。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の電子デバイスが搭載されていることを特徴とする電子機器。
6. 請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の電子デバイスが搭載されていることを特徴とする移動体。

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