JP2015211399A - 表面実装型圧電デバイス - Google Patents

Abstract

【課題】小型化に対応させ、電気的特性の優れたより信頼性の高い表面実装型圧電デバイスを提供する。
【解決手段】矩形状で一主面のみに収納部が形成されたベース１と、収納部１０に搭載される矩形圧電振動素子３Ａと音叉型圧電振動素子３Ｂと集積回路素子２とがあり、収納部には内底面１０ａと保持台１０ｂとがベースの平面視長辺方向に隣接して形成される。内底面には音叉型圧電振動素子３Ｂと集積回路素子２とがお互いに接触しない状態でベースの長辺方向に隣接して搭載される。保持台と音叉型圧電振動素子３Ｂとの間に集積回路素子２が介在した状態で、保持台と集積回路素子２と音叉型圧電振動素子３Ｂとがベース１の長辺方向に沿って配置されている。保持台に矩形圧電振動素子３Ａの一短辺側のみを固定して搭載するとともに、矩形圧電振動素子３Ａの他短辺を集積回路素子２に対して平面視重畳させた。
【選択図】図１

Description

本発明は、絶縁性のベースの一つの収納部の上に圧電振動素子と集積回路素子が実装された表面実装型圧電発振器などの表面実装型圧電デバイスに関するものであって、特に、メガヘルツ（ＭＨz）帯で振動してなる圧電振動素子とキロヘルツ（ＫＨｚ）帯で振動してなる音叉型圧電振動素子と集積回路素子とがベース基板の一つの収納部のみに搭載されたシングルパッケージ構造の表面実装型圧電発振器などの表面実装型圧電デバイスを改善するものである。

水晶振動板等の圧電振動素子を用いた圧電デバイスは、安定して精度の高い発振周波数を得ることができるため、主としてメガヘルツ帯の圧電振動素子は電子機器等の基準周波数源として多種の分野で使用され、キロヘルツ帯の圧電振動素子は時刻の基準源として多種の分野で使用されている。

表面実装型圧電発振器では、絶縁性のベースとしてセラミック多層基板を用い、当該ベースの収納部に発振回路等の集積回路素子を配置するとともに、当該集積回路素子の上方に圧電振動素子を支持固定し、蓋により気密封止を行ったものである。このような構成はＣ−ＭＯＳ等のインバータ増幅器（発振用増幅器）を内蔵したワンチップの集積回路素子のカスタム化により比較的部品点数が少なく、シンプルな構成であり、低コスト化に寄与している。

ところで、メガヘルツ帯の表面実装型圧電デバイスとキロヘルツ帯の表面実装型圧電デバイスは個別のパッケージで取り扱われることが多いが、近年、回路基板に搭載される部品点数を減らすことが求められており、特許文献１に示すように、これらの表面実装型圧電デバイスを一体化したものが提案されている。

特開２０１２−１１９８５３号公報

しかしながら、表面実装型電子部品の軽薄短小化が求められているなか、特許文献１に記載している表面実装型圧電デバイスでは不十分であり改良できる余地があるのが現状である。また、表面実装型圧電デバイスを小型化する場合には、製造上の制限があったり、従来では問題となり得なかった電気的特性の劣化など小型化特有の新たな問題が生じることがあるのが現状である。

特に、表面実装型圧電発振器に収納された集積回路素子の出力パッドと接続される出力ライン（出力用外部端子から出力配線パターン等）では外部ノイズの影響を受けやすい。

そこで、上記課題を解決するために、本発明は、異なる周波数帯域の複数の圧電振動素子を一つのパッケージに収納してなる表面実装型圧電デバイスについて、小型化に対応させながら、電気的特性の優れたより信頼性の高い表面実装型圧電デバイスを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の特許請求項１に示すように、平面視矩形状で一主面側のみに一つの収納部が形成され、他主面側に外部端子が形成された絶縁性のベースと、前記ベースの収納部に搭載され、メガヘルツ帯で振動してなる一つの矩形圧電振動素子と、前記ベースの収納部に搭載され、キロヘルツ帯で振動してなる一つの音叉型圧電振動素子と、前記ベースの収納部に搭載され、前記矩形圧電振動素子と前記音叉型圧電振動子とに接続される一つの集積回路素子とがあり、前記ベースの収納部には、内底面と当該内底面より高さの高い矩形圧電振動素子搭載用の保持台とがベースの平面視長辺方向に隣接して形成され、前記内底面には、前記音叉型圧電振動素子と前記集積回路素子とがお互いに接触しない状態でベースの長辺方向に隣接して搭載され、前記保持台と前記音叉型圧電振動素子との間に前記集積回路素子が介在した状態で、前記保持台と前記集積回路素子と前記音叉型圧電振動素子とがベースの長辺方向に沿って配置されており、前記保持台に前記矩形圧電振動素子の一短辺側のみを固定して搭載するとともに、前記矩形圧電振動素子の他短辺を前記集積回路素子に対して平面視重畳する位置に配置させた。

この構成により、ベースの一主面側のみに一つの収納部が形成されたシングル封止構成のパッケージ構造とするとともに、一つの収納部に収納される部品を矩形圧電振動素子と音叉型圧電振動素子とこれらと接続される一つの集積回路素子のみとすることで、部品点数を減らしベースの低背化や小型化をさらに実現とすることができる。このようなシングル封止構成のパッケージでは、小型化や低背化を進めることでベースの収納部に搭載された各部品の搭載位置が近接してお互いに干渉しあうことが懸念される。しかしながら、本発明では、前記保持台に前記矩形圧電振動素子の一短辺側のみを固定して搭載するとともに、前記矩形圧電振動素子の他短辺を前記集積回路素子に対して平面視重畳する位置に配置させているので、矩形圧電振動素子の他短辺が内底面のある下方向に傾くことがあっても、集積回路素子を補助枕としてその傾きを抑制することができる。特に、保持台上部の高さのある位置で圧電振動素子を片持ち保持により搭載すると、外部衝撃等により圧電振動素子に傾きが生じやすくなることがあるが、音叉型圧電振動素子ではなく矩形圧電振動素子を保持台に固定して集積回路素子の上部に配置することで、圧電振動素子が傾くことにより集積回路素子と接触することがあっても発振停止を招く危険性を低くできる。これは、音叉型圧電振動素子の場合、振動による変位が脚部の先端側で大きく、接触による振動阻害することの影響度が高い。これに対して矩形圧電振動素子の場合、素子の中央に比較して端部側では振動を阻害する影響が低いためである。さらに、矩形圧電振動素子の他短辺が集積回路素子の端部から隣接する前記音叉型圧電振動素子の方へはみ出すことがないため、矩形型圧電振動素子と音叉型圧電振動素子とがお互いに接触することなく、お互いの振動特性に悪影響を与えることもない。また、周波数調整工程に伴う調整物質（プラズマ粒子や電極屑等）の発生量が比較的少ない矩形圧電振動素子を保持台に固定して集積回路素子の上部に配置することで、下側に配置される音叉型圧電振動素子に対して周波数調整工程に伴う調整物質（プラズマ粒子や電極屑等）が届くことが抑制される。

また、上述の構成に加え、前記集積回路素子には、前記矩形圧電振動素子とのみ接続され当該矩形圧電振動素子の周波数信号のみを増幅するメガヘルツ用発振回路部と、前記音叉型圧電振動素子とのみ接続され当該音叉型圧電振動素子の周波数信号のみを増幅するキロヘルツ用発振回路部とを有し、前記メガヘルツ用発振回路部の接続経路と前記キロヘルツ用発振回路部の接続経路とは一つの集積回路素子の内部で電気的に独立して形成されており、前記ベースの他主面側に形成される外部端子には、前記矩形圧電振動素子のみに関連するメガヘルツ用外部端子群と前記音叉型圧電振動素子のみに関連するキロヘルツ用外部端子群とを有しており、前記メガヘルツ用外部端子群には、少なくともメガヘルツ用外部電源端子と、メガヘルツ用外部出力端子と、メガヘルツ用外部グランド端子とが含まれ、前記キロヘルツ用外部端子群には、少なくともキロヘルツ用外部電源端子と、キロヘルツ用外部出力端子と、キロヘルツ用外部グランド端子とが含まれており、前記メガヘルツ用発振回路部から前記メガヘルツ用外部端子群の各外部端子に至るまでの電気的な接続経路と、前記キロヘルツ用発振回路部から前記キロヘルツ用外部端子群の各外部端子に至るまでの電気的な接続経路とが、電気的に独立して形成されている。

上記構成により、前記メガヘルツ用発振回路部の接続経路と前記キロヘルツ用発振回路部の接続経路とは一つの集積回路素子の内部で電気的に独立して形成されており、かつ、前記メガヘルツ用発振回路部から前記メガヘルツ用外部端子群の各外部端子に至るまでの電気的な接続経路と前記キロヘルツ用発振回路部から前記キロヘルツ用外部端子群の各外部端子に至るまでの電気的な接続経路とが電気的に独立して形成されているため、周波数の異なる２つの圧電振動素子（矩形圧電振動素子と音叉型圧電振動素子）を近接配置してもお互いに電気的な干渉を与えることがなくなる。特に、外部電源端子と外部グランド端子とは、メガヘルツ用外部電源端子とメガヘルツ用外部グランド端子、キロヘルツ用外部電源端子とキロヘルツ用外部グランド端子としてそれぞれパッケージ内部で共通接続されることがないので、お互いの周波数信号に疑似信号として混入することがなくなるため、電気的な特性の劣化につながることがない。また、必要に応じて矩形圧電振動素子と音叉型圧電振動素子との駆動を使い分けることができ、必要のない側の圧電振動子の駆動を休止することができるため、省エネルギーに貢献できる。特に、比較的消費電力が小さく時刻の基準源としての音叉型圧電振動素子のみを常時駆動させる一方で、比較的消費電力が大きく電子機器等の基準周波数源としての矩形圧電振動素子の動作を必要な時のみ駆動させるようなことが、お互いに電気的な接続経路が独立しているがゆえに外部回路上の操作により容易に実現できる。

また、上述の構成に加え、前記矩形圧電振動素子の表裏主面の中央部分には、周波数調整される励振電極が形成され、前記音叉型圧電振動素子は、基部と当該基部に接続された複数の脚部とを有し、当該脚部の先端には周波数調整される錘電極が形成されており、前記矩形圧電振動素子の励振電極と前記音叉型圧電振動素子の錘電極とは、ベースの短辺方向に沿ってお互いにずれた位置に配置されてなる。

上記構成により、前記矩形圧電振動素子の励振電極と前記音叉型圧電振動素子の錘電極とは、ベースの短辺方向に沿ってお互いにずれた位置、つまりベースの長辺方向において前記矩形圧電振動素子の励振電極と前記音叉型圧電振動素子の錘電極とが同一直線上から外れる位置に配置しているので、お互いに独立した領域とするだけでなく離隔して配置することができる。結果として、各電極を周波数調整する際には個別に行うことができ、お互いに干渉されることがない。特に、先端に周波数調整領域を有する音叉型圧電振動素子ではなく、中央に周波数調整領域を有する矩形圧電振動素子を保持台に固定して集積回路素子の上部に配置することで、お互いの周波数調整領域を離隔させることができ、下側に配置される圧電振動素子に対して周波数調整工程に伴う調整物質（プラズマ粒子や電極屑等）が届くことが抑制されるので、周波数調整する場合にお互いの干渉をなくすうえでより望ましい構成とすることができる。

また、上述の構成に加え、前記集積回路素子の厚みに対して前記音叉型圧電振動素子の厚みが薄くてもよい。この構成では、矩形圧電振動素子の他短辺が音叉型圧電振動素子に接触することがより一層なくなる。

また、上述の構成に加え、前記集積回路素子の厚みに対して前記音叉型圧電振動素子の厚みが厚くてもよい。この構成では、前記矩形圧電振動素子の他短辺を前記集積回路素子に対して平面視重畳する位置に配置しているので、前記矩形圧電振動素子が前記音叉型圧電振動素子に干渉することなく、矩形圧電振動素子の保持台の位置を低くすることができる。結果として、さらなる低背化に有利な構成とできる。

以上のように、本発明は、メガヘルツ帯の矩形圧電振動素子とキロヘルツ帯の音叉型圧電振動素子とこれらと接続される集積回路素子とを一つのパッケージに収納してなる表面実装型圧電デバイスについて、小型化に対応させながら、各圧電振動素子の物理的な干渉だけでなく電気的な干渉をもなくし、特性の優れたより信頼性の高い表面実装型圧電デバイスを提供することができる。

図１は、本発明の実施形態を示す表面実装型圧電デバイスの断面図である。 図２は、図１の表面実装型圧電デバイスの蓋をする前の平面図である。 図３は、図１の表面実装型圧電デバイスの底面図である。 図４は、図１の表面実装型圧電デバイスの素子を搭載する前の平面図である。 図５は、本発明の実施形態に適用される発振回路を示した図である。 図６は、本発明の他の実施形態を示す表面実装型圧電デバイスの断面図である。

以下、本発明による好ましい実施形態につきセラミック多層基板のベースを用いた表面実装型水晶発振器（表面実装型圧電デバイス）を例にとり図面とともに説明する。

図１乃至図６は本発明の実施形態を示すものである。

表面実装型水晶発振器６は、上部が開口した凹部を有する絶縁性のセラミック多層基板からなるベース１（以下、ベースと称する）と、当該ベースの中に収納される一つの集積回路素子２と、同じく当該ベース中の上部に収納されるメガヘルツ帯で振動してなる一つの矩形水晶振動素子（矩形圧電振動素子）３Ａと、キロヘルツ帯で振動してなる一つの音叉型水晶振動素子（音叉型圧電振動素子）３Ｂと、ベースの開口部に接合される蓋４とからなる。この表面実装型水晶発振器では、ベース１と蓋４とが封止材５を用いて接合されて気密封止され、表面実装型水晶発振器６が構成されている。以下、この表面実装型水晶発振器６の各構成について説明する。

セラミック多層基板のベース１は全体として直方体で、最下層であるアルミナ等のセラミック材料からなる平面視矩形状の一枚板の底部１１と、この底部１１上に積層した中間層のセラミック材料の平面視枠形状の堤部１２と、最上層のセラミック材料の平面視枠形状の堤部１３とから構成され、ベース１の一主面のみに一つの収納部１０を有する断面凹形の箱状体（外装部１４）に形成されている。収納部１０には、内底面１０ａと当該内底面から上部に突き出し、内底面より高さの高い保持台１０ｂとがベース１の平面視長辺方向に隣接して形成されている。

内底面１０ａの上面には後述する集積回路素子２と音叉型水晶振動素子３Ｂとがお互いに接触しない状態でベース１の長辺方向に隣接して搭載される。この時、保持台１０ｂに近接する方に集積回路素子２が配置され、保持台１０ｂに隔離する方に音叉型水晶振動素子３Ｂが配置され、結果として保持台１０ｂと音叉型圧電振動素子３Ｂとの間に集積回路素子２が介在した状態で、保持台１０ｂと集積回路素子２と音叉型圧電振動素子３Ｂとがベース１の長辺方向に沿って配置されている。

保持台１０ｂの上面には矩形水晶振動素子３Ａが搭載される。この時、矩形水晶振動素子３Ａの一短辺３３Ａの方のみを保持台１０ｂに固定して搭載するとともに、矩形水晶振動素子の他短辺３４Ａの方を内底面１０ａの方に延出し、当該他端辺３４Ａの少なくとも中心部３４１Ａが集積回路素子２の上面の領域に対して平面視重畳する位置に配置している。結果として矩形水晶振動素子３Ａの他短辺３４Ａが集積回路素子２の上部稜線のうち音叉型水晶振動素子３Ｂに近接する稜線２１を超えて音叉型水晶振動素子３Ｂの方へはみ出すことがない。なお、セラミック多層基板として本形態のように３層構造のベースに限定されるものではなく、ベースの収納部の構造に応じて４層以上で構成してもよい。

前記セラミック多層基板のベース１の最上層である堤部１３の上面（端面）は平坦であり、後述する蓋４との接合領域（金属膜）１３ａである。この接合領域１３ａは、タングステンあるいはモリブデン等のメタライズ材料からなるメタライズ層と、このメタライズ層に積層されたニッケル層と、このニッケル層に積層された金層とから構成される。タングステンあるいはモリブデンは厚膜印刷技術を活用してメタライズ技術によりセラミック焼成時に一体的に形成され、メタライズ層上にニッケル層、金層の順でメッキ形成される。

ベース１の外周壁の４角には上下方向に伸長するキャスタレーションＣ１，Ｃ２，Ｃ５，Ｃ６がそれぞれ形成され、ベース１の外周壁の一方（ベースの外装部底面の長辺１５側）の長辺中央の一部には上下方向に伸長する半長円状のキャスタレーションＣ３，Ｃ４が形成され、ベース１の外周壁の他方（ベースの外装部底面の長辺１６側）の長辺中央の一部には上下方向に伸長する半長円状のキャスタレーションＣ７，Ｃ８が形成されている。当該キャスタレーションはベースの外周壁に対して円弧状あるいは半長円状の切り欠きが上下方向に形成された構成である。

なお、前記接合領域１３ａはベースの堤部１２，１３を上下に貫通接続する図示しない導電ビアやキャスタレーション上部に形成された図示しない配線パターンのいずれか少なくとも一方により、ベース底面側に形成された外部端子に電気的に導出してもよい。この外部端子をアース接続することにより、後述する金属製の蓋が接合領域１３ａ、導電ビアやキャスタレーション上部の配線パターンなどを介して接地され、表面実装型水晶発振器の電磁気的なシールド効果を得ることができる。

前記セラミック多層基板のベース１の最下層である底部１１の下面（ベースの他主面）には、図３に示すように、４角と長辺中央に実装用の外部端子として外部端子ＧＴ１Ａ，ＧＴ２Ａ，ＧＴ３Ａ，ＧＴ４Ａ，ＧＴ１Ｂ，ＧＴ２Ｂ，ＧＴ３Ｂ，ＧＴ４Ｂが構成される。これらの実装用の外部端子のうち、矩形水晶振動素子３Ａのみに関連するメガヘルツ用外部端子群の一部が外部端子ＧＴ１Ａ，ＧＴ２Ａ，ＧＴ３Ａ，ＧＴ４Ａとなり、音叉型水晶振動素子３Ｂのみに関連するキロヘルツ用外部端子群の一部がＧＴ１Ｂ，ＧＴ２Ｂ，ＧＴ３Ｂ，ＧＴ４Ｂとなる。

外部端子ＧＴ１Ａ，ＧＴ２Ａ，ＧＴ３Ａ，ＧＴ４Ａ，ＧＴ１Ｂ，ＧＴ２Ｂ，ＧＴ３Ｂ，ＧＴ４Ｂは、それぞれ４角と長辺中央のキャスタレーションＣ８，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ６，Ｃ５，Ｃ４，Ｃ７を介してベース１の最下層である底部１１の側面（底面層のセラミック基板の側面）にも引き回し電極ＧＴ１１Ａ，ＧＴ２１Ａ，ＧＴ３１Ａ，ＧＴ４１Ａ，ＧＴ１１Ｂ，ＧＴ２１Ｂ，ＧＴ３１Ｂ，ＧＴ４１Ｂが形成されている。また、外部端子ＧＴ１Ａ，ＧＴ２Ａ，ＧＴ３Ａ，ＧＴ４Ａ，ＧＴ１Ｂ，ＧＴ２Ｂ，ＧＴ３Ｂ，ＧＴ４Ｂは、引き回し電極ＧＴ１１Ａ，ＧＴ２１Ａ，ＧＴ３１Ａ，ＧＴ４１Ａ，ＧＴ１１Ｂ，ＧＴ２１Ｂ，ＧＴ３１Ｂ，ＧＴ４１Ｂを介して、後述する配線パターンＨ１１Ａ，Ｈ１２Ａ，Ｈ１３Ａ，Ｈ１４Ａ，Ｈ１１Ｂ，Ｈ１２Ｂ，Ｈ１３Ｂ，Ｈ１４Ｂに電気的に導出されている。

例えば、本形態では、外部端子ＧＴ１Ａは矩形水晶振動素子３Ａ用の第１外部電源端子（ＶＣＣ１、メガヘルツ用外部電源端子）、外部端子ＧＴ１Ｂは音叉型水晶振動素子３Ｂ用の第２外部電源端子（ＶＣＣ２、キロヘルツ用外部電源端子）として構成している。

外部端子ＧＴ２Ａは矩形水晶振動素子３Ａ用の第１外部出力端子（ＯＵＴ１、メガヘルツ用外部出力端子）、外部端子ＧＴ２Ｂは音叉型水晶振動素子３Ｂ用の第２外部出力端子（ＯＵＴ２、キロヘルツ用外部出力端子）として構成している。

外部端子ＧＴ３Ａは矩形水晶振動素子３Ａ用の第１外部グランド端子（ＧＮＤ１、メガヘルツ用外部グランド端子）、外部端子ＧＴ３Ｂは音叉型水晶振動素子３Ｂ用の第２外部グランド端子（ＧＮＤ２、キロヘルツ用外部グランド端子）として構成している。

外部端子ＧＴ４Ａは矩形水晶振動素子３Ａ用の第１外部他端子（ＴＡ１、メガヘルツ用外部他端子）、外部端子ＧＴ４Ｂは音叉型水晶振動素子３Ｂ用の第２外部他端子（ＴＡ２、キロヘルツ用外部他端子）として構成しており、外部出力制御端子（ＯＥ）や外部周波数制御端子（ＶＣＯＮＴ）、外部調整端子、外部ＮＣ端子などいずれかとして構成される。

本発明では、ベース１の底部１１の下面（ベースの他主面）の対角位置に、矩形水晶振動素子３Ａ用の第１外部出力端子（ＯＵＴ１）である外部端子ＧＴ２Ａと、音叉型水晶振動素子３Ｂ用の第２外部出力端子（ＯＵＴ２）である外部端子ＧＴ２Ｂとを配置しており、これらの外部出力端子を隔離した位置に配置していることが特徴点の一つでもある。このような構成により、周波数の異なる矩形水晶振動素子３Ａの出力電気信号と音叉型水晶振動素子３Ｂの出力電気信号とがお互いに干渉することがなくなり、これら２つの素子のうちいずれか一方が他方の疑似信号ノイズとして含まれることが軽減するうえでより望ましい。さらに、外部回路基板における出力ラインを流れる高周波信号は、不要な輻射ノイズが発生しているため、この不要な輻射ノイズが水晶発振器としての電気的な特性に悪影響を与えることがあるが、これらの影響も軽減することができる。

セラミック多層基板のベース１の最下層である底部１１の上面（内底面１０ａ）には、図４に示すように、後述する集積回路素子２と接続される複数の配線パターンＨ１１Ａ，Ｈ１２Ａ，Ｈ１３Ａ，Ｈ１４Ａ，Ｈ１５Ａ，Ｈ１６Ａ，Ｈ１１Ｂ，Ｈ１２Ｂ，Ｈ１３Ｂ，Ｈ１４Ｂ，Ｈ１５Ｂ，Ｈ１６Ｂが並んで形成されている。

セラミック多層基板のベース１の中間層である堤部１２の上面には、後述する矩形水晶振動素子３Ａを搭載する保持台１０ｂが形成されており、その上面には後述する矩形水晶振動素子３Ａと接続される矩形水晶振動素子用の第１の入力側の保持台配線パターンＨ２５Ａと矩形水晶振動素子用の第１の出力側の保持台配線パターンＨ２６Ａとが形成されている。保持台１０ｂは堤部１２の一部が収納部１０の方に突出することで構成されている。この第１の入力側の保持台配線パターンＨ２５Ａは、下部に貫通接続する導電ビアＶを介して、矩形水晶振動素子用の第１の入力側の配線パターンＨ１５Ａに電気的に導出されている。第１の出力側の保持台配線パターンＨ２６Ａは、下部に貫通接続する導電ビアＶを介して、矩形水晶振動素子用の第１の出力側の配線パターンＨ１６Ａに電気的に導出されている。

セラミック多層基板のベース１の中間層である堤部１２の一対の短辺中央には、キャスタレーションＣ９，Ｃ１０，Ｃ１１，Ｃ１２の一部がそれぞれ形成されている。

堤部１２の一短辺中央のキャスタレーションＣ９の上部には、第１の入力側の保持台配線パターンＨ２５Ａと接続され、後述する集積回路素子２の発振用増幅器の入力側に相当し、後述する矩形水晶振動素子３Ａの他方の励振電極３２Ａと直接接続された矩形水晶振動素子３Ａの特性測定用の第１外部入力側測定端子ＧＴ５Ａ（Ｘ１Ａ、メガヘルツ用第１外部入力側測定端子）が構成される。堤部１２の一短辺中央のキャスタレーションＣ１０の上部には、第１の出力側の保持台配線パターンＨ２６Ａと接続され、後述する集積回路素子２の発振用増幅器の出力側に相当し、後述する矩形水晶振動素子３Ａの一方の励振電極３１Ａと直接接続された矩形水晶振動素子３Ａの特性測定用の第１外部出力側測定端子ＧＴ６Ａ（Ｘ２Ａ、メガヘルツ用第１外部出力側測定端子）が構成される。

つまり、第１外部入力側測定端子ＧＴ５Ａと第１外部出力側測定端子ＧＴ６Ａは、中間層である堤部１２の上面にのみ形成されているので、底部１１の下面（ベースの他主面）と最上層である堤部１３の接合領域（金属膜）１３ａとから離隔した状態で形成されている。なお、第１外部入力側測定端子ＧＴ５Ａと第１外部出力側測定端子ＧＴ６Ａに対して、圧電振動素子特性装置のコンタクトプローブを接触することで、他の回路部品が介在しない発振回路全体としての特性ではなく、後述する矩形水晶振動素子３Ａ単独の特性を測定することができる。

本発明では、矩形水晶振動素子３Ａ用の第１外部出力端子である外部端子ＧＴ２Ａと、後述する集積回路素子２の発振用増幅器の入力側に相当し、後述する矩形水晶振動素子３Ａの他方の励振電極３２Ａと直接接続された矩形水晶振動素子３Ａの特性測定用の第１外部入力側測定端子ＧＴ５Ａとの形成位置が特定されていることが特徴点の一つでもある。すなわち、後述する集積回路素子２の発振用増幅器の入力側に相当し、後述する矩形水晶振動素子３Ａの他方の励振電極３２Ａと直接接続された矩形水晶振動素子３Ａの特性測定用の第１外部入力側測定端子ＧＴ５Ａは、矩形水晶振動素子３Ａ用の第１外部出力端子に近接する側面の上部よりの位置には形成しない。言い換えると、堤部１２の一短辺のうち、矩形水晶振動素子３Ａ用の第１外部出力端子から遠ざかる側の位置よりに形成することで、不要な輻射ノイズの悪影響を軽減するうえでより望ましい。これは、Ｃ−ＭＯＳなどのインバータ増幅器（発振用増幅器）を内蔵した発振回路構成では、インバータ増幅器（発振用増幅器）の入力側（ゲート側Ｇ）とその出力側（ドレイン側Ｄ）とで発振回路特性に与える影響度は大きく異なっており、インバータ増幅器（発振用増幅器）の入力側（ゲート側Ｇ）から不要なノイズを拾うと、そのノイズも増幅され、水晶発振器としての電気的な特性に与える影響度も大きくなるためである。また、前記インバータ増幅器（発振用増幅器）の入力側（ゲート側Ｇ）がその出力側（ドレイン側Ｄ）に比較して入力抵抗が高いため、他の外部端子からの干渉を受けやすく、矩形水晶振動素子３Ａに異常な電圧を発生させ、水晶発振器として正常な発振起動を妨げることがあった。これらの悪影響を軽減するため、矩形水晶振動素子３Ａの特性測定用の第１外部入力側測定端子ＧＴ５Ａを、矩形水晶振動素子３Ａ用の第１外部出力端子から遠ざかる側の位置よりに形成することが望ましい。

また、堤部１２の他短辺中央のキャスタレーションＣ１１の上部には、音叉型水晶振動素子３Ｂ用の入力側の配線パターンＨ１５Ｂと接続され、後述する集積回路素子２の発振用増幅器の入力側に相当し、後述する音叉型水晶振動素子３Ｂの他方の励振電極３２Ｂと直接接続された音叉型水晶振動素子３Ｂの特性測定用の第２外部入力側測定端子ＧＴ５Ｂ（Ｘ１Ｂ、キロヘルツ用第２外部入力側測定端子）が構成される。堤部１２の他短辺中央のキャスタレーションＣ１２の上部には、音叉型水晶振動素子３Ｂ用の出力側の配線パターンＨ１６Ｂと接続され、後述する集積回路素子２の発振用増幅器の出力側に相当し、後述する音叉型水晶振動素子３Ｂの一方の励振電極３１Ｂと直接接続された音叉型水晶振動素子３Ｂの特性測定用の第２外部出力側測定端子ＧＴ６Ｂ（Ｘ２Ｂ、キロヘルツ用第２外部出力側測定端子）が構成される。

つまり、第２外部入力側測定端子ＧＴ５Ｂと第２外部出力側測定端子ＧＴ６Ｂは、中間層である堤部１２の上面にのみ形成されているので、底部１１の下面（ベースの他主面）と最上層である堤部１３の接合領域（金属膜）１３ａとから離隔した状態で形成されている。なお、第２外部入力側測定端子ＧＴ５Ｂと第２外部出力側測定端子ＧＴ６Ｂに対して、圧電振動素子特性装置のコンタクトプローブを接触することで、他の回路部品が介在しない発振回路全体としての特性ではなく、後述する音叉型水晶振動素子３Ｂ単独の特性を測定することができる。

本発明では、音叉型水晶振動素子３Ｂ用の第１外部出力端子である外部端子ＧＴ２Ｂと、後述する集積回路素子２の発振用増幅器の入力側に相当し、後述する音叉型水晶振動素子３Ｂの他方の励振電極３２Ｂと直接接続された音叉型水晶振動素子３Ｂの特性測定用の第２外部入力側測定端子ＧＴ５Ｂとの形成位置が特定されていることが特徴点の一つでもある。すなわち、後述する集積回路素子２の発振用増幅器の入力側に相当し、後述する音叉型水晶振動素子３Ｂの他方の励振電極３２Ｂと直接接続された音叉型水晶振動素子３Ｂの特性測定用の第２外部入力側測定端子ＧＴ５Ｂは、音叉型水晶振動素子３Ｂ用の第２外部出力端子に近接する側面の上部よりの位置には形成しない。言い換えると、堤部１２の一短辺のうち、音叉型水晶振動素子３Ｂ用の第２外部出力端子から遠ざかる側の位置よりに形成することで、不要な輻射ノイズの悪影響を軽減するうえでより望ましい。これは、Ｃ−ＭＯＳなどのインバータ増幅器（発振用増幅器）を内蔵した発振回路構成では、インバータ増幅器（発振用増幅器）の入力側（ゲート側Ｇ）とその出力側（ドレイン側Ｄ）とで発振回路特性に与える影響度は大きく異なっており、インバータ増幅器（発振用増幅器）の入力側（ゲート側Ｇ）から不要なノイズを拾うと、そのノイズも増幅され、水晶発振器としての電気的な特性に与える影響度も大きくなるためである。また、前記インバータ増幅器（発振用増幅器）の入力側（ゲート側Ｇ）がその出力側（ドレイン側Ｄ）に比較して入力抵抗が高いため、他の外部端子からの干渉を受けやすく、音叉型水晶振動素子３Ｂに異常な電圧を発生させ、水晶発振器として正常な発振起動を妨げることがあった。これらの悪影響を軽減するため、音叉型水晶振動素子３Ｂの特性測定用の第２外部入力側測定端子ＧＴ５Ｂを、音叉型水晶振動素子３Ｂ用の第２外部出力端子から遠ざかる側の位置よりに形成することが望ましい。

以上のような構成のベース１は周知のセラミック積層技術やメタライズ技術を用いて形成される。各外部端子、各引き回し電極、各測定用外部端子、各配線パターン、接合領域１３ａの形成と同様にタングステンあるいはモリブデン等によるメタライズ層の上面にニッケルメッキ層、金メッキ層の各層が形成された構成である。

内底面１０ａに搭載される集積回路素子２は、Ｃ−ＭＯＳなどのインバータ増幅器（発振用増幅器）を内蔵したワンチップの集積回路素子であり、矩形水晶振動素子３Ａ用の発振回路および音叉型水晶振動素子３Ｂ用の発振回路の２つを構成し、集積回路素子２の底面側には複数のパッドＰ１、Ｐ２が形成されており、集積回路素子２の平面側には電気的に機能しない非有効面として形成されている。

また、一つの集積回路素子２の中には、矩形水晶振動素子３Ａとのみ接続され当該矩形水晶振動素子３Ａの周波数信号のみを増幅するメガヘルツ用発振回路部２Ａを構成する領域と、音叉型水晶振動素子３Ｂとのみ接続され当該音叉型水晶振動素子３Ｂの周波数信号のみを増幅するキロヘルツ用発振回路部２Ｂを構成する領域とを有している。さらに、メガヘルツ用発振回路部２Ａを構成する領域から各パッドＰ１までの接続経路と、キロヘルツ用発振回路部２Ｂを構成する領域から各パッドＰ２までの接続経路についても一つの集積回路素子２の内部で電気的に独立して形成されている。

Ｃ−ＭＯＳインバータの発振回路構成としては、Ｃ−ＭＯＳインバータの入力側（ゲート）と出力側（ドレイン）にそれぞれ容量素子（分割コンデンサＣ１，Ｃ２）が直列で接続されており、このＣ−ＭＯＳインバータと前記容量素子との間に、圧電振動素子と帰還抵抗Ｒとが並列で接続されている。本発明の集積回路素子２では、図５に示すように、このような発振回路構成のものについて、内部に矩形水晶振動素子３Ａのみ関連するメガヘルツ発振回路部２Ａと、音叉型水晶振動素子３Ｂのみ関連するキロ発振回路部２Ｂとで個別に独立した状態で形成されている。

このように形成された集積回路素子２は、例えば金などの金属バンプＣを介してＦＣＢにより接続される。集積回路素子２のうちメガヘルツ用（矩形水晶振動素子３Ａに関連する部分）の複数のパッドＰ１とベース１に形成されたメガヘルツ用（矩形水晶振動素子３Ａに関連する部分）の配線パターンＨ１１Ａ，Ｈ１２Ａ，Ｈ１３Ａ，Ｈ１４Ａ，Ｈ１５Ａ，Ｈ１６Ａとを接続し、集積回路素子２の複数のキロヘルツ用（音叉型水晶振動素子３Ｂに関連する部分）の複数のパッドＰ２とベース１に形成されたキロヘルツ用（音叉型水晶振動素子３Ｂに関連する部分）の配線パターンＨ１１Ｂ，Ｈ１２Ｂ，Ｈ１３Ｂ，Ｈ１４Ｂ，Ｈ１５Ｂ，Ｈ１６Ｂとを接続している。

この時、集積回路素子２のうちメガヘルツ用の電源に相当するパッドＰ１を外部端子ＧＴ１Ａと接続される電源用の配線パターンＨ１１Ａに接続する。集積回路素子２のうちキロヘルツ用の電源に相当するパッドＰ２を外部端子ＧＴ１Ｂと接続される電源用の配線パターンＨ１１Ｂに接続する。集積回路素子２のうちメガヘルツ用の出力に相当するパッドＰ１を外部端子ＧＴ２Ａと接続される出力用の配線パターンＨ１２Ａに接続する。集積回路素子２のうちキロヘルツ用の出力に相当するパッドＰ２を外部端子ＧＴ２Ｂと接続される出力用の配線パターンＨ１２Ｂに接続する。集積回路素子２のうちメガヘルツ用のグランド部に相当するパッドＰ１を外部端子ＧＴ３Ａと接続されるグランド用の配線パターンＨ１３Ａに接続する。集積回路素子２のうちキロヘルツ用のグランド部に相当するパッドＰ２を外部端子ＧＴ３Ｂと接続されるグランド用の配線パターンＨ１３Ｂに接続する。集積回路素子２のうちメガヘルツ用の他のパッドＰ１を外部端子ＧＴ４Ａと接続される他の配線パターンＨ１４Ａに接続する。集積回路素子２のうちキロヘルツ用の他のパッドＰ２を外部端子ＧＴ４Ｂと接続される他の配線パターンＨ１４Ｂに接続する。

また、図５における集積回路素子２のうちメガヘルツ用の発振用増幅器の出力側に相当し、後述する矩形水晶振動素子３Ａの一方の励振電極３１Ａに接続されるパッドＰ１を第１外部出力側測定端子ＧＴ６Ａと接続される第１の出力側の配線パターンＨ１６Ａに接続する。集積回路素子２のうちメガヘルツ用の発振用増幅器の入力側に相当し、後述する矩形水晶振動素子３Ａの他方の励振電極３２Ａに接続されるパッドＰ１を第１外部入力側測定端子ＧＴ５Ａと接続される第１の入力側の配線パターンＨ１５Ａに接続する。

また、図５における集積回路素子２のうちキロヘルツ用の発振用増幅器の出力側に相当し、後述する音叉型水晶振動素子３Ｂの一方の励振電極３１Ｂに接続されるパッドＰ２を第２外部出力側測定端子ＧＴ６Ｂと接続される第２の出力側の配線パターンＨ１６Ｂに接続する。集積回路素子２のうちキロヘルツ用の発振用増幅器の入力側に相当し、後述する音叉型水晶振動素子３Ｂの他方の励振電極３２Ｂに接続されるパッドＰ２を第２外部入力側測定端子ＧＴ５Ｂと接続される第２の入力側の配線パターンＨ１５Ｂに接続する。

以上のように各構成要素を接続することで、集積回路素子２のうちメガヘルツ用発振回路部２Ａからメガヘルツ用外部端子群の各外部端子（ＧＴ１Ａ，ＧＴ２Ａ，ＧＴ３Ａ，ＧＴ４Ａ，ＧＴ５Ａ，ＧＴ６Ａ）に至るまでの電気的な接続経路と、集積回路素子２のキロヘルツ用発振回路部２Ｂからキロヘルツ用外部端子群の各外部端子（ＧＴ１Ｂ，ＧＴ２Ｂ，ＧＴ３Ｂ，ＧＴ４Ｂ，ＧＴ５Ｂ，ＧＴ６Ｂ）に至るまでの電気的な接続経路とが、電気的に独立して形成される。

集積回路素子２の上方で、収納部１０の保持台１０ｂの上面には所定の間隔を持って矩形水晶振動素子３Ａが搭載される。矩形水晶振動素子３Ａは、例えばメガヘルツ（ＭＨz）帯で厚みすべり振動してなるＡＴカット水晶振動板であり、その裏面に一方の矩形状の励振電極３１Ａとこの引出電極が形成され、その表面に他方の矩形状の励振電極３２Ａとこの引出電極が形成されており、これら一対の励振電極３１Ａ，３２Ａが表裏面の中央部分で対向して形成されている。表面に形成される他方の励振電極３２Ａの形成領域については、電極材料を増減することで周波数調整する領域として活用される。これらの電極は、例えば、クロムまたはニッケルの下地電極層と、銀または金の中間電極層と、クロムまたはニッケルの上部電極層とから構成された積層薄膜、クロムやニッケルの下地電極層と、銀または金の上部電極層とから構成された積層薄膜である。これら各電極は真空蒸着法やスパッタリング法等の薄膜形成手段により形成することができる。

矩形水晶振動素子３Ａの一短辺３３Ａの方のみを保持台１０ｂに導電性接合材Ｓにより固定して搭載するとともに、矩形水晶振動素子３Ａの他短辺３４Ａの方を内底面１０ａの方に延出し、当該他端辺３４Ａの少なくとも中心部３４１Ａが集積回路素子２の上面の領域に対して平面視重畳する位置に配置している。導電性接合材Ｓとしては、例えばペースト状であり銀フィラー等の金属微小片を含有するシリコーン系の導電樹脂接着剤を用いている。配線パターンＨ２５Ａ，Ｈ２６Ａのうちの一部の上面に塗布されるとともに、導電性接合材Ｓを矩形水晶振動素子３Ａと保持台１０ｂの間に介在させ硬化させることで、お互いを電気的機械的に接合している。以上により、矩形水晶振動素子３Ａの他短辺３４Ａをベース１の内底面に搭載された集積回路素子２の上面から隙間を設けながら、矩形水晶振動素子３Ａの一短辺３３Ａの方のみをベースの保持台１０ｂに接合して、片持ち保持される。なお、本形態では、シリコーン系の導電樹脂接着剤により接合した構成を例にしているが、この導電性接合材として他の導電性樹脂接着剤や金属バンプ、金属メッキバンプなどを用いてもよい。

この時、矩形水晶振動素子３Ａの一方の励振電極３１Ａに接続される引出電極を、図５における集積回路素子２のうちメガ用の発振用増幅器の出力側に相当し、第１外部出力側測定端子ＧＴ６Ａと接続される第１の出力側の保持台配線パターンＨ２６Ａに接続する。矩形水晶振動素子３Ａの他方の励振電極３２Ａに接続される引出電極を、図５における集積回路素子２のうちメガ用の発振用増幅器の入力側に相当し、第１外部入力側測定端子ＧＴ５Ａと接続される第１の入力側の保持台配線パターンＨ２５Ａに接続する。

収納部１０の内底面１０ａの上面のうち、集積回路素子２に隣接し保持台１０ｂに隔離する方には、音叉型水晶振動素子３Ｂが配置搭載される。音叉型水晶振動素子３Ｂは、例えばキロヘルツ（ＫＨｚ）帯で屈曲振動してなるＸＹ’カットの音叉型水晶振動片であり、基部と当該基部に接続された一対の脚部とを有している。このうち一方の脚部の表裏面と他方の脚部の両側面には少なくとも一方の励振電極３１Ｂ（一部のみ図示）が形成されており、一方の励振電極３１Ｂを基部にまで引き出す引出電極が形成され、このうち他方の脚部の表裏面と一方の脚部の両側面には少なくとも他方の励振電極３２Ｂ（一部のみ図示）が形成されており、他方の励振電極３２Ｂを基部にまで引き出す引出電極が形成されている。また、各脚部の先端部分には、電極材料を増減することで周波数調整する領域としての錘電極３５Ｂが形成されている。これらの電極は、クロムやニッケルの下地電極層と、銀または金の上部電極層とから構成された積層薄膜である。これら各電極は真空蒸着法やスパッタリング法等の薄膜形成手段により形成することができる。

音叉型水晶振動素子３Ｂの基部を内底面１０ａの配線パターンＨ１５Ｂ，Ｈ１６Ｂの端部に導電性接合材Ｓにより固定して搭載するとともに、音叉型水晶振動素子３Ｂの脚部をベースの長辺方向の堤部１２の方に延出して配置している。このため、ベース１に搭載された矩形水晶振動素子３Ａの他方の励振電極３２Ａと、音叉型水晶振動素子３Ｂの錘電極３５Ｂとは、ベースの短辺方向に沿ってお互いにずれた位置に配置されてなる。導電性接合材Ｓとしては、例えばペースト状であり銀フィラー等の金属微小片を含有するシリコーン系の導電樹脂接着剤を用いている。配線パターンＨ１５Ｂ，Ｈ１６Ｂのうちの一部の上面に塗布されるとともに、導電性接合材Ｓを音叉型水晶振動素子３Ｂと内底面１０ａの間に介在させ硬化させることで、お互いを電気的機械的に接合している。以上により、音叉型水晶振動素子３Ｂの脚部側をベース１の内底面１０ａから隙間を設けながら、音叉型水晶振動素子３Ｂの基部のみをベースの内底面１０ａに接合して、片持ち保持される。なお、本形態では、シリコーン系の導電樹脂接着剤により接合した構成を例にしているが、この導電性接合材として他の導電性樹脂接着剤や金属バンプ、金属メッキバンプなどを用いてもよい。

この時、音叉型水晶振動素子３Ｂの一方の励振電極３１Ｂに接続される引出電極を、図５における集積回路素子２のうちキロ用の発振用増幅器の出力側に相当し、第２外部出力側測定端子ＧＴ６Ｂと接続される第１の出力側の配線パターンＨ１６Ｂに接続する。音叉型水晶振動素子３Ｂの他方の励振電極３２Ｂに接続される引出電極を、図５における集積回路素子２のうちキロ用の発振用増幅器の入力側に相当し、第２外部入力側測定端子ＧＴ５Ｂと接続される第１の入力側の配線パターンＨ１５Ｂに接続する。

なお、本形態では、図１に示すように、集積回路素子２の厚みに対して音叉型水晶振動素子３Ｂの厚みの方が薄く形成されており、内底面１０ａに搭載された集積回路素子２の高さに対して内底面１０ａに搭載された音叉型水晶振動素子３Ｂの高さの方が低く形成されている。このため、矩形水晶振動素子３Ａの他短辺３４Ａが音叉型水晶振動素子３Ｂに接触することがより一層なくなる構成とできる。

しかしながら、図６に示すように、音叉型水晶振動素子３Ｂの厚みに対して集積回路素子２の厚みの方を薄く形成してもよい（内底面１０ａに搭載された集積回路素子２の高さに対して内底面１０ａに搭載された音叉型水晶振動素子３Ｂの高さの方が高く形成される。）。この構成では、図６に示すように、保持台１０ｂの高さを低く設定することができるため、パッケージ全体としての低背化に有利なものとできる。

ベース１を気密封止する蓋４は、例えば、コバール等からなるコア材に金属ろう材（封止材）が形成された構成である。この金属ろう材からなる封止材５がベース１の接合領域（金属膜）１３ａと接合される構成となる。金属製の蓋４の平面視外形はセラミックベースの当該外形とほぼ同じであるか、若干小さい構成となっている。

収納部１０に集積回路素子２と矩形水晶振動素子３Ａと音叉型水晶振動素子３Ｂとが格納されたベース１の接合領域１３ａに対して金属製の蓋４にて被覆し、金属製の蓋４の封止材５とベースの接合領域１３ａを溶融硬化させ、気密封止を行うことで表面実装型水晶発振器６の完成となる。

このように構成された表面実装型水晶発振器６は、図１に示すように、回路基板７の配線パターン７１に対してはんだなどの接合材７２を用いて接合される。つまり、各外部端子に接合材を用いて回路基板の配線パターンへ接合する。

上記実施形態により、ベース１の一主面側のみに一つの収納部１０が形成されたシングル封止構成のパッケージ構造とするとともに、一つの収納部１０に収納される部品を一つの集積回路素子２と一つの矩形水晶振動素子３Ａと一つの音叉型水晶振動素子３Ｂのみとすることで、部品点数を減らしベース１の低背化や小型化をさらに実現とすることができる。このようなシングル封止構成のパッケージでは、小型化や低背化を進めることでベースの収納部１０に搭載された各部品の搭載位置が近接してお互いに干渉しあうことが懸念される。しかしながら、本発明では、保持台１０ｂに矩形水晶振動素子３Ａの一短辺３３Ａのみを固定して搭載するとともに、矩形水晶振動素子３Ａの他短辺３４Ａの少なくとも中心部３４１Ａが集積回路素子２の上面の領域に対して平面視重畳する位置に配置しているので、矩形水晶振動素子３Ａの他短辺３４Ａが内底面１０ａのある下方向に傾くことがあっても、集積回路素子２を補助枕としてその傾きを抑制することができる。特に、内底面１０ａに対して高さのある保持台１０ｂの位置で水晶振動素子を片持ち保持により搭載すると、外部衝撃等により水晶振動素子に傾きが生じやすくなることがあるが、音叉型水晶振動素子３Ｂではなく矩形水晶振動素子３Ａを保持台１０ｂに固定して集積回路素子２の上部に配置することで、矩形水晶振動素子３Ａが傾くことにより集積回路素素子２と接触することがあっても発振停止を招く危険性を低くできる。さらに、矩形水晶振動素子３Ａの他短辺３４Ａが集積回路素子２の上部稜線のうち音叉型水晶振動素子３Ｂに近接する稜線２１を超えて音叉型水晶振動素子３Ｂの方へはみ出すことがないため、矩形水晶振動素子３Ａと音叉型水晶振動素子３Ｂとがお互いに接触することなく、お互いの振動特性に悪影響を与えることもない。また、周波数調整工程に伴う調整物質（プラズマ粒子や電極屑等）の発生量が比較的少ない矩形水晶振動素子３Ａを保持台１０ｂに固定して集積回路素子２の上部に配置することで、下側に配置される音叉型水晶振動素子３Ｂに対して周波数調整工程に伴う調整物質（プラズマ粒子や電極屑等）が届くことが抑制される。以上のように、メガヘルツ帯の矩形水晶振動素子３Ａとキロヘルツ帯の音叉型水晶振動素子３Ｂとこれらと接続される集積回路素子２とを一つのベース１（パッケージ）に収納してなる表面実装型圧電デバイスについて、小型化に対応させながら、各圧電振動素子の物理的な干渉だけでなく電気的な干渉をもなくし、特性の優れたより信頼性の高い表面実装型水晶発振器を提供することができる。

また、メガヘルツ用発振回路部２Ａの接続経路とキロヘルツ用発振回路部２Ｂの接続経路とは一つの集積回路素子２の内部で電気的に独立して形成されており、かつ、集積回路素子２のうちメガヘルツ用発振回路部２Ａからメガヘルツ用外部端子群の各外部端子（ＧＴ１Ａ，ＧＴ２Ａ，ＧＴ３Ａ，ＧＴ４Ａ，ＧＴ５Ａ，ＧＴ６Ａ）に至るまでの電気的な接続経路と、集積回路素子２のキロヘルツ用発振回路部２Ｂからキロヘルツ用外部端子群の各外部端子（ＧＴ１Ｂ，ＧＴ２Ｂ，ＧＴ３Ｂ，ＧＴ４Ｂ，ＧＴ５Ｂ，ＧＴ６Ｂ）に至るまでの電気的な接続経路とが、電気的に独立して形成されるため、周波数の異なる２つの圧電振動素子（メガヘルツ帯の矩形水晶振動素子３Ａとキロヘルツ帯の音叉型水晶振動素子３Ｂ）を近接配置してもお互いに電気的な干渉を与えることがなくなる。特に、外部電源端子と外部グランド端子とは、メガヘルツ用外部電源端子ＧＴ１Ａとメガヘルツ用外部グランド端子ＧＴ３Ａ、キロヘルツ用外部電源端子ＧＴ１Ｂとキロヘルツ用外部グランド端子ＧＴ３Ｂとしてそれぞれベース１の配線パターンとしても独立しており、パッケージ内部で共通接続されることがないので、お互いの周波数信号に疑似信号として混入することがなくなるため、電気的な特性の劣化につながることがない。また、必要に応じてメガヘルツ帯の矩形水晶振動素子３Ａとキロヘルツ帯の音叉型水晶振動素子３Ｂとの駆動を使い分けることができ、必要のない側の圧電振動子の駆動を休止することができるため、省エネルギーに貢献できる。特に、比較的消費電力が小さく時刻の基準源としてのキロヘルツ帯の音叉型水晶振動素子３Ｂのみを常時駆動させる一方で、比較的消費電力が大きく電子機器等の基準周波数源としてのメガヘルツ帯の矩形水晶振動素子３Ａの動作を必要な時のみ駆動させるようなことが、お互いに電気的な接続経路が独立しているがゆえに外部回路上の操作により容易に実現できる。

また、周波数調整領域としての矩形水晶振動素子３Ａの他方の励振電極３２Ａと音叉型水晶振動素子３Ｂの錘電極３５Ｂとは、ベース１の短辺方向に沿ってお互いにずれた位置、つまりベースの長辺方向において矩形水晶振動素子３Ａの励振電極３２Ａと音叉型水晶振動素子３Ｂの錘電極３５Ｂとが同一直線上から外れる位置に配置されているため、お互いに独立した領域とするだけでなく離隔して配置することができる。結果として、各電極を周波数調整する際には個別に行うことができ、お互いに干渉されることがない。特に、先端に錘電極３５Ｂを有する音叉型水晶振動素子３Ｂではなく、中央に周波数調整領域でもある励振電極を有する矩形水晶振動素子３Ａを保持台１０ｂに固定して集積回路素子２の上部に配置することで、お互いの周波数調整領域を離隔させることができ、下側に配置される音叉型水晶振動素子３Ｂに対して周波数調整工程に伴う調整物質（プラズマ粒子や電極屑等）が届くことが抑制されるので、周波数調整する場合にお互いの干渉をなくすうえでより望ましい構成とすることができる。

なお、上記した本実施例では、圧電振動素子として水晶を材料としているが、これに限定されるものではなく、圧電セラミックスやＬｉＮｂＯ₃等の圧電単結晶材料を用いてもよい。すなわち、任意の圧電振動素子が適用可能である。

また、本実施例では、金属ろう材による封止を例にしたが、これに限定されるものではなく、シーム封止、ビーム封止（例えば、レーザビーム、電子ビーム）やガラス封止等でも適用することができる。

本発明は、その思想または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上述の実施例はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

本発明は、表面実装型圧電振動発振器に適用できる。

１ ベース
２ 集積回路素子
３Ａ 矩形水晶振動素子
３Ｂ 音叉型水晶振動素子
４ 蓋
５ 封止材
６ 表面実装型水晶発振器
７ 表面実装型水晶発振器
Ｓ 導電樹脂接着剤（導電性接合材）
Ｃ 金属バンプ
Ｖ 導電ビア

Claims (3)

1. 表面実装型圧電デバイスであって、
   平面視矩形状で一主面側のみに一つの収納部が形成され、他主面側に外部端子が形成された絶縁性のベースと、
   前記ベースの収納部に搭載され、メガヘルツ帯で振動してなる一つの矩形圧電振動素子と、
   前記ベースの収納部に搭載され、キロヘルツ帯で振動してなる一つの音叉型圧電振動素子と、
   前記ベースの収納部に搭載され、前記矩形圧電振動素子と前記音叉型圧電振動子とに接続される一つの集積回路素子とがあり、
   前記ベースの収納部には、内底面と当該内底面より高さの高い矩形圧電振動素子搭載用の保持台とがベースの平面視長辺方向に隣接して形成され、
   前記内底面には、前記音叉型圧電振動素子と前記集積回路素子とがお互いに接触しない状態でベースの長辺方向に隣接して搭載され、
   前記保持台と前記音叉型圧電振動素子との間に前記集積回路素子が介在した状態で、前記保持台と前記集積回路素子と前記音叉型圧電振動素子とがベースの長辺方向に沿って配置されており、
   前記保持台に前記矩形圧電振動素子の一短辺側のみを固定して搭載するとともに、前記矩形圧電振動素子の他短辺を前記集積回路素子に対して平面視重畳する位置に配置させた
   ことを特徴とする表面実装型圧電デバイス。
2. 請求項１記載の表面実装型圧電デバイスであって、
   前記集積回路素子には、前記矩形圧電振動素子とのみ接続され当該矩形圧電振動素子の周波数信号のみを増幅するメガヘルツ用発振回路部と、前記音叉型圧電振動素子とのみ接続され当該音叉型圧電振動素子の周波数信号のみを増幅するキロヘルツ用発振回路部とを有し、
   前記メガヘルツ用発振回路部の接続経路と前記キロヘルツ用発振回路部の接続経路とは一つの集積回路素子の内部で電気的に独立して形成されており、
   前記ベースの他主面側に形成される外部端子には、前記矩形圧電振動素子のみに関連するメガヘルツ用外部端子群と前記音叉型圧電振動素子のみに関連するキロヘルツ用外部端子群とを有しており、
   前記メガヘルツ用外部端子群には、少なくともメガヘルツ用外部電源端子と、メガヘルツ用外部出力端子と、メガヘルツ用外部グランド端子とが含まれ、
   前記キロヘルツ用外部端子群には、少なくともキロヘルツ用外部電源端子と、キロヘルツ用外部出力端子と、キロヘルツ用外部グランド端子とが含まれており、
   前記メガヘルツ用発振回路部から前記メガヘルツ用外部端子群の各外部端子に至るまでの電気的な接続経路と、
   前記キロヘルツ用発振回路部から前記キロヘルツ用外部端子群の各外部端子に至るまでの電気的な接続経路とが、電気的に独立して形成されている
   ことを特徴とする表面実装型圧電デバイス。
3. 請求項１、または請求項２記載の表面実装型圧電デバイスであって、
   前記矩形圧電振動素子の表裏主面の中央部分には、周波数調整される励振電極が形成され、
   前記音叉型圧電振動素子は、基部と当該基部に接続された複数の脚部とを有し、当該脚部の先端には周波数調整される錘電極が形成されており、
   前記矩形圧電振動素子の励振電極と前記音叉型圧電振動素子の錘電極とは、ベースの短辺方向に沿ってお互いにずれた位置に配置されてなる
   ことを特徴とする表面実装型圧電デバイス。

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