JP2016015757A - 表面実装型水晶デバイス - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、水晶振動片へのブランク屑の付着を防いでＤＬＤ特性が改善された表面実装型水晶デバイスを提供する。【解決手段】表面実装型水晶デバイス（６００）は、セラミックパッケージ（６３０）と、水晶材料により形成されセラミックパッケージ内に導電性接着剤（１６１）を介して載置される矩形形状の台座ブランク（１２０）と、長辺及び短辺を有する矩形形状に形成され一対の励振電極（１１１）及び一対の励振電極から長辺が伸びる方向の一方の端に引き出された一対の引出電極（１１２）が形成され台座ブランク上に載置される水晶振動片（１１０）と、を有する。導電性接着剤は、励振電極の法線方向に励振電極に重ならないように形成され、台座ブランクにおける長辺が伸びる方向の長さは水晶振動片の長辺が伸びる方向の長さよりも短く、励振電極の法線方向から見て、台座ブランクと励振電極とが重ならない。【選択図】図９

Description

本発明は、水晶振動片が台座ブランク上に載置された表面実装型水晶デバイスに関する。

パッケージに水晶振動片が載置される水晶デバイスが知られている。このような水晶デバイスを評価するための尺度の一つには、ＤＬＤ（Ｄｒｉｖｅ Ｌｅｖｅｌ Ｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅ）特性という水晶振動片の励振レベル条件の変化の影響を示すものがある。励振レベルは水晶振動片に負荷をかける励振条件の尺度である。

水晶デバイスのパッケージはセラミックで形成される場合がある。このとき、水晶振動片を形成する水晶材料とパッケージとの熱膨張率の違い等に起因して水晶振動片に応力がかかり、水晶振動片の励振レベルが変化してＤＬＤ特性が変化する場合があった。これは水晶振動片の周波数特性の変化に繋がるため問題となっていた。

これに対して、例えば特許文献１に開示された水晶発振器は、水晶振動片が水晶振動片と同一の材料により形成された台座ブランクを介してパッケージに載置される。この方法によれば、水晶振動片と台座ブランクとが同一の材料により形成されること及び水晶振動片とパッケージとが直接接しない。これにより、熱膨張率の違い等により発生する応力が水晶振動片に影響を及ぼすことを防ぎ、ＤＬＤ特性が変化することを防いでいる。

特開２００６−１３６５０号公報

しかし、特許文献１では、台座ブランクと水晶振動片とが近接して形成されるため、台座ブランクに付着するブランク屑などが水晶振動片に付着して水晶振動片のＤＬＤ特性を変化させる場合があった。

その為、本発明では、水晶振動片へのブランク屑の付着を防いでＤＬＤ特性が改善された表面実装型水晶デバイスを提供することを目的とする。

第１観点の表面実装型水晶デバイスは、セラミックパッケージと、水晶材料により形成されセラミックパッケージ内に導電性接着剤を介して載置される台座ブランクと、長辺及び短辺を有する矩形形状に形成され一対の励振電極及び一対の励振電極から長辺が伸びる方向の一方の端に引き出された一対の引出電極が形成され台座ブランク上に載置される水晶振動片と、を有し、導電性接着剤が、励振電極に高さ方向に重ならないように台座ブランクの外周辺に沿って形成され、励振電極の法線方向から見て、台座ブランクの励振電極に重なる領域では、台座ブランクの水晶振動片に面する表面が凹んでいる。

第２観点の表面実装型水晶デバイスは、セラミックパッケージと、水晶材料により形成されセラミックパッケージ内に導電性接着剤を介して載置される台座ブランクと、長辺及び短辺を有する矩形形状に形成され一対の励振電極及び一対の励振電極から長辺が伸びる方向の一方の端に引き出された一対の引出電極が形成され台座ブランク上に載置される水晶振動片と、を有し、導電性接着剤が、励振電極に高さ方向に重ならないように台座ブランクの外周辺に沿って形成され、励振電極の法線方向から見て、台座ブランクの励振電極に重なる領域には、台座ブランクを貫通する貫通孔が形成されている。

第３観点の表面実装型水晶デバイスは、セラミックパッケージと、水晶材料により形成されセラミックパッケージ内に導電性接着剤を介して載置される矩形形状の台座ブランクと、長辺及び短辺を有する矩形形状に形成され一対の励振電極及び一対の励振電極から長辺が伸びる方向の一方の端に引き出された一対の引出電極が形成され台座ブランク上に載置される水晶振動片と、を有し、導電性接着剤が、励振電極に励振電極の法線方向に重ならないように形成され、台座ブランクにおける長辺が伸びる方向の長さは水晶振動片の長辺が伸びる方向の長さよりも短く、励振電極の法線方向から見て、台座ブランクと励振電極とが重ならない。

第４観点の表面実装型水晶デバイスは、第１観点及び第２観点において、導電性接着剤が、台座ブランクの長辺が伸びる方向の一方又は両方の端に形成される。

第５観点の表面実装型水晶デバイスは、第３観点において、セラミックパッケージ内にはさらに枕部が形成され、枕部が法線方向に水晶振動片の長辺が伸びる方向の他方の端と重なる。

第６観点の表面実装型水晶デバイスは、第１観点から第４観点において、セラミックパッケージに集積回路素子が収納される。

本発明によれば、水晶振動片へのブランク屑の付着を防いでＤＬＤ特性が改善された表面実装型水晶デバイスを提供することができる。

表面実装型水晶デバイス１００の分解斜視図である。 （ａ）は、水晶振動片１１０、台座ブランク１２０、及び集積回路素子１４０が配置されたセラミックパッケージ１３０の平面図である。 （ｂ）は、図１のＡ−Ａ断面図である。 表面実装型水晶デバイス２００の分解斜視図である。 （ａ）は、水晶振動片１１０、台座ブランク２２０、及び集積回路素子１４０が配置されたセラミックパッケージ２３０の平面図である。 （ｂ）は、図３のＢ−Ｂ断面図である。 （ａ）は、台座ブランク３２０の斜視図である。 （ｂ）は、表面実装型水晶デバイス３００の断面図である。 （ａ）は、水晶振動片１１０、台座ブランク４２０、及び集積回路素子１４０が載置されているセラミックパッケージ４３０の平面図である。 （ｂ）は、表面実装型水晶デバイス４００の断面図である。 表面実装型水晶デバイス５００の断面図である。 表面実装型水晶デバイス６００の斜視図である。 （ａ）は、水晶振動片１１０及び台座ブランク１２０が配置されたセラミックパッケージ６３０の平面図である。 （ｂ）は、図８のＥ−Ｅ断面図である。 （ａ）は、水晶振動片１１０及び台座ブランク１２０が配置され枕部７７０が設けられたセラミックパッケージ６３０の平面図である。 （ｂ）は、図１０（ａ）のＦ−Ｆ断面を含む表面実装型水晶デバイス７００の断面図である。

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、本発明の範囲は以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。

（第１実施形態）
＜表面実装型水晶デバイス１００の構成＞
図１は、表面実装型水晶デバイス１００の分解斜視図である。表面実装型水晶デバイス１００は、主に、セラミックパッケージ１３０と、集積回路素子１４０と、台座ブランク１２０と、水晶振動片１１０と、リッド板１５０と、により表面実装型水晶発振器として形成されている。水晶振動片１１０には例えばＡＴカットの水晶振動片が用いられる。ＡＴカットの水晶振動片は、主面（ＹＺ面）が結晶軸（ＸＹＺ）のＹ軸に対して、Ｘ軸を中心としてＺ軸からＹ軸方向に３５度１５分傾斜されている。以下の説明では、ＡＴカットの水晶振動片の軸方向を基準とし、傾斜された新たな軸をＹ’軸及びＺ’軸として用いる。すなわち、表面実装型水晶デバイス１００においては表面実装型水晶デバイス１００の長辺方向をＺ’軸方向、表面実装型水晶デバイス１００の高さ方向をＹ’軸方向、Ｙ’軸方向及びＺ’軸方向に垂直な方向をＸ軸方向として説明する。

セラミックパッケージ１３０は、セラミックで形成され、＋Ｙ’軸側の面が開口している凹部１３１を有している。凹部１３１には集積回路素子１４０が載置される。また、凹部１３１内の−Ｘ軸側の側面の−Ｚ’軸側には台座ブランク１２０を載置するための一対の載置部１３２が形成されており、載置部１３２の＋Ｙ’軸側の面には接続電極１３３が形成されている。

セラミックパッケージ１３０は、第１層１３０ａ、第２層１３０ｂ、及び第３層１３０ｃの３つの層が重ね合わされることにより形成されている。第１層１３０ａは、パッケージ１３０の＋Ｙ’軸側に配置され、第１層１３０ａの＋Ｙ’軸側の面にはリッド板１５０が接合する接合面１３４が形成されている。第２層１３０ｂは、第１層１３０ａの−Ｙ’軸側の面に接合されており、載置部１３２を形成する。第３層１３０ｃは、第２層１３０ｂの−Ｙ’軸側の面に形成されており、第３層１３０ｃの−Ｙ’軸側の面には表面実装型水晶デバイス１００がプリント基板等（不図示）に実装される際にプリント基板等と電気的に接続される外部電極１３６（図２（ｂ）参照）が形成される。

台座ブランク１２０は、水晶振動片１１０と同じ水晶材料により形成されている。また、台座ブランク１２０の−Ｙ’軸側の面にはＺ’軸方向に並ぶように一対の金属膜１２２が形成されており、各金属膜１２２は＋Ｙ’軸側の面に引き出されている。台座ブランク１２０は、セラミックパッケージ１３０の載置部１３２に載置される。台座ブランク１２０は、Ｘ軸方向の長さよりもＺ’軸方向の長さの方が長くなるように形成されている。

水晶振動片１１０は、＋Ｙ’軸側の面及び−Ｙ’軸側の面に励振電極１１１が形成されており、各励振電極１１１からは水晶振動片１１０の−Ｘ軸側の辺に引出電極１１２が引き出されている。＋Ｙ’軸側の面に形成されている励振電極１１１から引き出される引出電極１１２は−Ｘ軸側の−Ｚ’軸側に引き出され、−Ｚ’軸側の側面を介して−Ｙ’軸側の面に引き出されている。−Ｙ’軸側の面に形成されている励振電極１１１から引き出されている引出電極１１２は、−Ｘ軸側の＋Ｚ’軸側に引き出され、＋Ｚ’軸側の側面を介して＋Ｙ’軸側の面に引き出されている。水晶振動片１１０は、台座ブランク１２０上に載置される。

リッド板１５０は、セラミックパッケージ１３０の接合面１３４に封止材１６２（図２（ｂ）参照）を介して接合される。これにより、セラミックパッケージ１３０の凹部１３１が塞がれ、水晶振動片１１０、台座ブランク１２０、及び集積回路素子１３１が凹部１３１内に密封される。

図２（ａ）は、水晶振動片１１０、台座ブランク１２０、及び集積回路素子１４０が配置されたセラミックパッケージ１３０の平面図である。セラミックパッケージ１３０の凹部１３１には、接続電極１３３及び外部電極１３６（図２（ｂ）参照）等に電気的に接続される複数のリード電極１３５が形成されている。集積回路素子１４０は凹部１３１に載置され、集積回路素子１４０の＋Ｙ’軸側の面に形成される複数のアルミ電極（不図示）とリード電極１３５とがボンディングワイヤ１４１を介して電気的に接続される。また、表面実装型水晶デバイス１００では水晶振動片１１０及び台座ブランク１２０が集積回路素子１４０にＹ’軸方向に重ならない位置に載置される。

図２（ｂ）は、図１のＡ−Ａ断面図である。また、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ断面を含んでいる。台座ブランク１２０は、台座ブランク１２０の金属膜１２２と載置部１３２に形成される接続電極１３３とが導電性接着剤１６１を介して接続されることにより載置部１３２上に載置される。台座ブランク１２０では金属膜１２２が台座ブランク１２０の−Ｙ’軸側の面の−Ｘ軸側の端に形成されているため、導電性接着剤１６１は台座ブランク１２０の−Ｙ’軸側の面の−Ｘ軸側の端に接着される。また、水晶振動片１１０は、引出電極１１２と台座ブランク１２０の金属膜１２２とが導電性接着剤１６１を介して接続されることにより台座ブランク１２０上に載置される。これにより、集積回路素子１４０から水晶振動片１１０の励振電極１１１までが電気的に接続される。またこのとき、水晶振動片１１０と台座ブランク１２０との間の距離は距離ＬＹ１に形成されている。しかし、水晶振動片１１０の励振電極１１１は、台座ブランク１２０及び導電性接着剤１６１に法線方向であるＹ’軸方向に重ならないように配置されており、水晶振動片１１０の−Ｙ’軸側の励振電極１１１と台座ブランク１２０との間の最短距離ＬＹ１ａが距離ＬＹ１よりも長くなるように形成される。

＜表面実装型水晶デバイス１００のＤＬＤ特性＞
表面実装型水晶デバイス１００が励振電極１１１と台座ブランク１２０とがＹ’軸方向に重ならないように形成されているのに対して、従来の表面実装型水晶デバイスは台座ブランクが台座ブランク１２０よりも＋Ｘ軸方向に長く伸びており水晶振動片１１０の−Ｙ’軸側の励振電極１１１と台座ブランク１２０との間の距離が距離ＬＹ１に形成されている。このような従来の表面実装型水晶デバイスでは、水晶振動片１１０の振動周波数ｆ０に対する周波数変化Δｆの割合をΔｆ／ｆ０とすると、Δｆ／ｆ０が大きくなった場合にはＣＩ（クリスタルインピーダンス）値も大きくなる関係が見られていた。

従来の表面実装型水晶デバイスにおけるこのようなＤＬＤ特性の変化は、水晶振動片の励振電極に付着していたブランク屑に起因するものと考えられる。すなわち、このようなブランク屑が水晶振動片の励振電極に付着して水晶振動片の振動の妨げとなっていると考えられる。従来の表面実装型水晶デバイスの台座ブランクは水晶振動片と同じ水晶材料を用いて形成されるが、台座ブランクが水晶振動片の振動には直接関係していないこともあり、コスト削減の観点から水晶振動片ほどの研磨又は洗浄が行われていない。そのため、台座ブランクの表面には研磨時等に付着した異物などにより構成されるブランク屑が付着している場合があった。

表面実装型水晶デバイス１００では、励振電極１１１と台座ブランク１２０との最短距離ＬＹ１ａが距離ＬＹ１より長く形成されることで、励振電極１１１にブランク屑が付着することが防がれている。これにより励振電極１１１に付着するブランク屑が減少するため、Δｆ／ｆ０が低く抑えられ、ＤＬＤ特性の変化が小さく抑えられる。また、台座ブランクの追加の研磨、洗浄などを行う必要がなく、製造コストを増加させることがないため好ましい。

さらに、表面実装型水晶デバイス１００では、励振電極１１１と導電性接着剤１６１又は電極等とがＹ’軸方向に重ならず、互いに離れて形成されている。これらのことにより、励振電極１１１と導電性接着剤１６１又は電極等との間に浮遊容量が発生し難く、振動周波数の変動が生じることが防がれているため好ましい。

（第２実施形態）
台座ブランクには様々な形状が考えられる。以下に台座ブランクの変形例を含んだ表面実装型水晶デバイスについて説明する。また、以下の説明では第１実施形態と同じ部分に関しては同じ符号を付してその説明を省略する。

＜表面実装型水晶デバイス２００の構成＞
図３は、表面実装型水晶デバイス２００の分解斜視図である。表面実装型水晶デバイス２００は、主に、セラミックパッケージ２３０と、集積回路素子１４０と、台座ブランク２２０と、水晶振動片１１０と、リッド板１５０と、により表面実装型水晶発振器として形成されている。セラミックパッケージ２３０には＋Ｙ’軸側の面が開口している凹部２３１が形成されており、凹部２３１には表面実装型水晶デバイス１００と同様の載置部１３２及び載置部２３２が形成されている。載置部２３２は凹部２３１内の＋Ｘ軸側の側面の−Ｚ’軸側寄りに形成されており、載置部２３２の表面には金属膜２３３が形成されている。また、セラミックパッケージ２３０は第１層１３０ａ、第２層２３０ｂ、及び第３層１３０ｃの３つの層が重ね合わされることにより形成されている。第２層２３０ｂは、載置部１３２を形成すると共に載置部２３２を形成している。

台座ブランク２２０は、水晶振動片１１０と同じ水晶材料により形成されており、水晶振動片１１０に面する＋Ｙ’軸側の面の中央付近には−Ｙ’軸方向に凹んだ凹部２２１が形成されている。また、台座ブランク２２０には金属膜１２２が形成されると共に−Ｙ’軸側の面の＋Ｘ軸側の辺の中央に金属膜２２２が形成されている。

図４（ａ）は、水晶振動片１１０、台座ブランク２２０、及び集積回路素子１４０が配置されたセラミックパッケージ２３０の平面図である。台座ブランク２２０は、一対の接続電極１３３及び金属膜２３３の上に載置されている。このように、台座ブランク２２０は３点で保持されるため、凹部２３１に安定して載置される。

図４（ｂ）は、図３のＢ−Ｂ断面図である。また、図４（ｂ）は図４（ａ）のＢ−Ｂ断面を含んでいる。台座ブランク２２０は、金属膜１２２と接続電極１３３とが導電性接着剤１６１を介して接続され、金属膜２２２と金属膜２３３とが導電性接着剤１６１を介して接続されることにより凹部２３１に載置されている。また、水晶振動片１１０に形成されている励振電極１１１と台座ブランク２２０の凹部２２１とが、Ｙ’軸方向に重なって形成されている。そのため、水晶振動片１１０の−Ｙ’軸側の面の励振電極１１１と台座ブランク２２０との間のＹ’軸方向の距離ＬＹ２は、水晶振動片１１０と台座ブランク２２０との距離ＬＹ１よりも大きく形成されている。これにより、表面実装型水晶デバイス１００と同様に台座ブランク２２０のブランク屑が励振電極１１１に付着することが防がれている。さらに、台座ブランク２２０の金属膜１２２及び金属膜２２２が台座ブランク２２０の＋Ｘ軸側及び−Ｘ軸側の端に外周辺に沿うように形成されているため、励振電極１１１と導電性接着剤１６１又は金属膜１２２、２２２等とがＹ’軸方向に重ならず、互いに離れて形成される。これらのことにより、励振電極１１１と導電性接着剤１６１又は電極等との間には浮遊容量が発生し難く、振動周波数の変動が生じることが防がれているため好ましい。

＜表面実装型水晶デバイス３００の構成＞
図５（ａ）は、台座ブランク３２０の斜視図である。表面実装型水晶デバイス１００では、台座ブランク１２０の代わりに台座ブランク３２０が用いられても良い。以下、台座ブランク３２０が用いられた表面実装型水晶発振器を表面実装型水晶デバイス３００として説明する。

台座ブランク３２０は、Ｘ軸方向に長辺が伸びＺ’軸方向に短辺が伸びている。また、台座ブランク２２０と同様に、台座ブランク３２０の＋Ｘ軸側及び−Ｘ軸側の端には金属膜１２２及び金属膜２２２が形成されている。一方、台座ブランク３２０では台座ブランク２２０とは異なり、台座ブランク２２０では凹部２２１が形成されていた箇所に、Ｙ’軸方向に台座ブランク３２０を貫通する貫通孔３２１が形成されている。

図５（ｂ）は、表面実装型水晶デバイス３００の断面図である。図５（ｂ）は、図４（ｂ）と同様の部分に相当する断面が示されており、図５（ａ）のＣ−Ｃ断面を含んでいる。表面実装型水晶デバイス３００は、水晶振動片１１０と、台座ブランク３２０と、セラミックパッケージ２３０と、集積回路素子１４０と、リッド板１５０と、により構成されている。表面実装型水晶デバイス３００では、台座ブランク３２０の貫通孔３２１と水晶振動片１１１の励振電極１１１とがＹ’軸方向に重なって形成されている。そのため、水晶振動片１１０の−Ｙ’軸側の励振電極１１１と台座ブランク３２０との最短距離ＬＹ３が距離ＬＹ１よりも大きくなり、水晶振動片１１０の励振電極１１１に台座ブランク３２０からブランク屑が付着しないようにされている。

（第３実施形態）
表面実装型水晶デバイスでは、水晶振動片のＸ軸をセラミックパッケージの長辺に合わせるように配置しても良い。以下に、セラミックパッケージの長辺がＸ軸方向に伸びる表面実装型水晶デバイス４００について説明する。

＜表面実装型水晶デバイス４００の構成＞
図６（ａ）は、水晶振動片１１０、台座ブランク４２０、及び集積回路素子１４０が載置されているセラミックパッケージ４３０の平面図である。表面実装型水晶デバイス４００は、水晶振動片１１０と、台座ブランク４２０と、集積回路素子１４０と、セラミックパッケージ４３０と、リッド板１５０と、により表面実装型水晶発振器として形成されている。図６（ａ）に示されるように、セラミックパッケージ４３０には凹部４３１が形成されており、凹部４３１には水晶振動片１１０が載置されている。表面実装型水晶デバイス４００では、水晶振動片１１０のＸ軸方向がセラミックパッケージ４３０の長辺が伸びる方向となるように水晶振動片１１０がセラミックパッケージ４３０に載置される。

凹部４３１の−Ｘ軸側の側面には一対の載置部４３２が形成されており、一対の載置部４３２の＋Ｙ’軸側の面には接続電極４３３が形成されている。一対の載置部４３２上には台座ブランク４２０が載置され、更に台座ブランク４２０上に水晶振動片１１０が載置される。台座ブランク４２０は、台座ブランク１２０（図１参照）と同様にＸ軸方向に短辺が伸び、Ｚ’軸方向に長辺が伸びるように形成されている。また、台座ブランク４２０には台座ブランク１２０と同様の一対の金属膜１１２が形成されている。また、表面実装型水晶デバイス４００では、水晶振動片１１０と集積回路素子１４０とがＹ’軸方向に重ならないように配置される。

図６（ｂ）は、表面実装型水晶デバイス４００の断面図である。図６（ｂ）の断面図は、図６（ａ）のＤ−Ｄ断面を含んでいる。セラミックパッケージ４３０は、第１層１３０ａ、第２層４３０ｂ、及び第３層１３０ｃにより形成される。第２層４３０ｂは、載置部４３２を形成している。また、表面実装型水晶デバイス４００では、水晶振動片４１０の励振電極１１１と台座ブランク４２０とがＹ’軸方向に重ならないように配置されている。これにより、第１実施形態度と同様に、台座ブランク４２０に付着しているブランク屑が励振電極１１１に付着することが防がれている。

（第４実施形態）
表面実装型水晶デバイスでは、水晶振動片と集積回路素子とが互いに異なる部屋に配置されていても良い。以下に、水晶振動片と集積回路素子とが互いに異なる部屋に配置されている表面実装型水晶デバイス５００について説明する。

＜表面実装型水晶デバイス５００の構成＞
図７は、表面実装型水晶デバイス５００の断面図である。表面実装型水晶デバイス５００は、水晶振動片１１０と、台座ブランク１２０と、集積回路素子１４０と、セラミックパッケージ５３０と、リッド板１５０と、により表面実装型水晶発振器として形成されている。セラミックパッケージ５３０の＋Ｙ’軸側及び−Ｙ’軸側にはそれぞれ凹部が形成されており、＋Ｙ’軸側の面の凹部５３１ａには台座ブランク１２０を介して水晶振動片１１０が載置され、−Ｙ’軸側の面の凹部５３１ｂには集積回路素子１４０が配置されている。

セラミックパッケージ５３０は、第１層５３０ａ、第２層５３０ｂ、及び第３層５３０ｃの３つの層が重ねあわされることにより形成されている。第１層５３０ａは、パッケージ５３０の＋Ｙ’軸側に配置され、凹部５３１ａの側面を形成する。第２層５３０ｂは、第１層５３０ａの−Ｙ’軸側の面に接合される凹部５３１ａと凹部５３１ｂとを仕切る層である。第３層５３０ｃは、第２層５３０ｂの−Ｙ’軸側の面に接合され、凹部５３１ｂの側面を形成する。また、凹部５３１ａは、リッド板１５０により密封されており、第３層５３０ｃの−Ｙ’軸側の面には外部電極５３６が形成されている。

表面実装型水晶デバイス５００では、水晶振動片１１０が台座ブランク１２０を介して凹部５３１ａに載置されていることにより、セラミックパッケージ５３０と水晶振動片１１０との熱膨張率の違いからくるＤＬＤ特性の変化が妨げられるため好ましい。

（第５実施形態）
表面実装型水晶デバイスは、集積回路素子を含まない表面実装型水晶振動子として形成されても良い。以下に集積回路素子を含まない表面実装型水晶デバイスについて説明する。

＜表面実装型水晶デバイス６００の構成＞
図８は、表面実装型水晶デバイス６００の斜視図である。表面実装型水晶デバイス６００は、水晶振動片１１０と、台座ブランク１２０と、セラミックパッケージ６３０と、リッド板６５０と、により表面実装型水晶振動子として形成されている。セラミックパッケージ６３０の＋Ｙ’軸側の面には凹部６３１が形成されており、凹部６３１には台座ブランク１２０を介して水晶振動片１１０が載置される。

セラミックパッケージ６３０は、セラミックで形成され、＋Ｙ’軸側の面が開口している凹部６３１を有している。凹部６３１内の−Ｘ軸側の辺に沿って台座ブランク１２０が載置される一対の接続電極６３３が形成されている。

セラミックパッケージ６３０は、第１層６３０ａ及び第２層６３０ｂの２つの層が重ね合わされることにより形成されている。第１層６３０ａは、パッケージ６３０の＋Ｙ’軸側に配置され、第１層６３０ａの＋Ｙ’軸側の面にはリッド板６５０が接合する接合面６３４が形成されている。第２層６３０ｂは、第１層６３０ａの−Ｙ’軸側の面に接合されており、第２層６３０ｂの−Ｙ’軸側の面には表面実装型水晶デバイス６００がプリント基板等（不図示）に実装される際にプリント基板等と電気的に接続される外部電極６３６（図９（ｂ）参照）が形成される。

リッド板６５０は、セラミックパッケージ６３０の接合面６３４に封止材１６２（図９（ｂ）参照）を介して接合される。これにより、セラミックパッケージ６３０の凹部６３１が塞がれ、水晶振動片１１０及び台座ブランク１２０が凹部６３１内に密封される。

図９（ａ）は、水晶振動片１１０及び台座ブランク１２０が配置されたセラミックパッケージ６３０の平面図である。表面実装型水晶デバイス６００では、水晶振動片１１０のＸ軸方向がセラミックパッケージ６３０の長辺が伸びる方向となるように水晶振動片１１０がセラミックパッケージ６３０の凹部６３１に載置される。凹部６３１の大きさ及び接続電極６３３の形成位置は、水晶振動片１１０及び台座ブランク１２０の大きさ及び電極形成位置に合わせて形成されている。

図９（ｂ）は、図８のＥ−Ｅ断面図である。また、図９（ｂ）は図９（ａ）のＥ−Ｅ断面を含んでいる。凹部６３１に形成される接続電極６３３は外部電極６３６と電気的に接続されている。


台座ブランク１２０は、台座ブランク１２０の金属膜１２２と載置部１３２に形成される接続電極６３３とが導電性接着剤１６１を介して接続されることにより載置部１３２上に載置される。また、水晶振動片１１０は、引出電極１１２と台座ブランク１２０の金属膜１２２とが導電性接着剤１６１を介して接続されることにより台座ブランク１２０上に載置される。表面実装型水晶デバイス６００においても表面実装型水晶デバイス１００（図２（ｂ）参照）と同様に、水晶振動片１１０の励振電極１１１が、台座ブランク１２０及び導電性接着剤１６１に法線方向であるＹ’軸方向に重ならないように配置されており、水晶振動片１１０の−Ｙ’軸側の励振電極１１１と台座ブランク１２０との間の最短距離ＬＹ１ａが距離ＬＹ１よりも長くなるように形成されている。

表面実装型水晶デバイス６００では、表面実装型水晶デバイス１００と同様に励振電極１１１に付着するブランク屑が減少するため、Δｆ／ｆ０が低く抑えられ、ＤＬＤ特性の変化が小さく抑えられる。また、台座ブランクの追加の研磨、洗浄などを行う必要がなく、製造コストを増加させることがない。また、表面実装型水晶デバイス６００では、台座ブランク１２０の代わりに台座ブランク２２０（図３参照）又は台座ブランク３２０（図５（ａ）参照）が用いられてもよい。

＜表面実装型水晶デバイス７００の構成＞
表面実装型水晶デバイス６００の水晶振動片１１０は、セラミックパッケージ６３０に衝撃等が加わった場合に固定されていない＋Ｘ軸側の端がＹ’軸方向に振動する場合がある。表面実装型水晶デバイス６００では台座ブランク１２０も衝撃等によりＹ’軸方向に振動する場合があるため、水晶振動片１１０は台座ブランクが用いられない表面実装型水晶デバイスの水晶振動片よりもＹ’軸方向の振幅が大きくなる場合がある。このような場合、水晶振動片１１０がリッド板６５０に接触して破損し、さらに水晶振動片１１０と導電性接着剤１６１との接合部分に大きな応力がかかって導電性接着剤１６１との接合が弱まることが懸念される。

そのため、表面実装型水晶デバイス６００ではセラミックパッケージ６３０内に枕部が設けられて水晶振動片１１０の振動が抑えられても良い。以下に、表面実装型水晶デバイス６００のセラミックパッケージ６３０内に枕部７７０が設けられることにより形成される表面実装型水晶デバイス７００について説明する。

図１０（ａ）は、水晶振動片１１０及び台座ブランク１２０が配置され枕部７７０が設けられたセラミックパッケージ６３０の平面図である。図１０（ａ）に示されたセラミックパッケージ６３０では、凹部６３１に台座ブランク１２０及び台座ブランク１２０に載置された水晶振動片１１０が載置され、さらにセラミックパッケージ６３０の凹部６３１内の−Ｙ’軸側の面の＋Ｘ軸側寄りの領域に枕部７７０が配置されている。枕部７７０は、水晶振動片１１０の＋Ｘ軸側の端部に、枕部７７０の一部がＹ’軸方向に重なるように配置されている。

図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のＦ−Ｆ断面を含む表面実装型水晶デバイス７００の断面図である。セラミックパッケージ６３０の凹部６３１の底面の＋Ｘ軸側には金属膜７３３が形成されている。金属膜７３３はセラミックパッケージ６３０内の他の電極とは電気的に接続されていない。また、枕部７７０は例えば水晶材料により形成されるが、枕部７７０の−Ｙ’軸側の面には金属膜７２２が形成されており、導電性接着剤１６１を介して金属膜７２２と金属膜７３３とが接合されることにより枕部７７０が凹部６３１内に固定されている。枕部７７０と水晶振動片１１０との距離をＬＹ４とすると、ＬＹ４は距離ＬＹ１と同じ、又は距離ＬＹ１よりも短く形成されることが望ましい。

表面実装型水晶デバイス７００の水晶振動片１１０は、枕部７７０が形成されることにより、Ｙ’軸方向の振幅が距離ＬＹ４以下に抑えられる。これにより、水晶振動片１１０がリッド板６５０に接触して破損すること及び導電性接着剤１６１との接合部分に大きな応力がかかって水晶振動片１１０と導電性接着剤１６１との接合が弱まること等を防ぐことができる。

また、表面実装型水晶デバイス７００では、表面実装型水晶デバイス１００の載置部１３２のように、枕部７７０が配置される位置にセラミックパッケージの一部を凹部６３１内に突出させるように形成することで枕部としても良い。さらに、水晶振動片１１０が接触した場合の衝撃を和らげるために枕部の＋Ｙ’軸側には柔らかい金属により金属膜が形成されても良い。

以上、本発明の最適な実施形態について詳細に説明したが、当業者に明らかなように、本発明はその技術的範囲内において実施形態に様々な変更及び変形を加えて実施することができる。

１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００ … 表面実装型水晶デバイス
１１０ … 水晶振動片
１１１ … 励振電極
１１２ … 引出電極
１２０、２２０、３２０、４２０ … 台座ブランク
２２１ … 凹部
１２２、２２２、２３３、７２２、７３３ … 金属膜
１３０、２３０、４３０、５３０、６３０ … セラミックパッケージ
１３０ａ、５３０ａ、６３０ａ … 第１層
１３０ｂ、２３０ｂ、４３０ｂ、５３０ｂ、６３０ｂ … 第２層
１３０ｃ、５３０ｃ … 第３層
１３１、２３１、４３１、５３１ａ、５３１ｂ、６３１ … 凹部
１３２、２３２、４３２ … 載置部
１３３、４３３、６３３ … 接続電極
１３４、６３４ … 接合面
１３５ … リード電極
１３６、６３６ … 外部電極
１４０ … 集積回路素子
１４１ … ボンディングワイヤ
１５０、６５０ … リッド板
１６１ … 導電性接着剤
１６２ … 封止材
３２１ … 貫通孔
７７０ … 枕部
ＬＹ１ … 水晶振動片１１０と台座ブランク１２０との間の距離
ＬＹ１ａ … 水晶振動片１１０の−Ｙ’軸側の励振電極１１１と台座ブランク１２０との間の最短距離
ＬＹ２ … 水晶振動片１１０の−Ｙ’軸側の面の励振電極１１１と台座ブランク２２０との間のＹ’軸方向の距離
ＬＹ３ … 水晶振動片１１０の−Ｙ’軸側の励振電極１１１と台座ブランク３２０との最短距離
ＬＹ４ … 枕部７７０と水晶振動片１１０との距離

Claims (5)

1. セラミックパッケージと、
   水晶材料により形成され、前記セラミックパッケージ内に導電性接着剤を介して載置される矩形形状の台座ブランクと、
   長辺及び短辺を有する矩形形状に形成され、一対の励振電極及び前記一対の励振電極から前記長辺が伸びる方向の一方の端に引き出された一対の引出電極が形成され、前記台座ブランク上に載置される水晶振動片と、を有し、
   前記導電性接着剤は、前記励振電極の法線方向に前記励振電極に重ならないように形成され、
   前記台座ブランクの前記長辺が伸びる方向の長さは前記水晶振動片の前記長辺が伸びる方向の長さよりも短く、前記励振電極の法線方向から見て、前記台座ブランクと前記励振電極とが重ならない表面実装型水晶デバイス。
2. セラミックパッケージと、
   水晶材料により形成され、前記セラミックパッケージ内に導電性接着剤を介して載置される台座ブランクと、
   長辺及び短辺を有する矩形形状に形成され、一対の励振電極及び前記一対の励振電極から前記長辺が伸びる方向の一方の端に引き出された一対の引出電極が形成され、前記台座ブランク上に載置される水晶振動片と、を有し、
   前記導電性接着剤は、前記励振電極に高さ方向に重ならないように前記台座ブランクの外周辺に沿って形成され、
   前記励振電極の法線方向から見て、前記台座ブランクの前記励振電極に重なる領域には、前記台座ブランクを貫通する貫通孔が形成されている表面実装型水晶デバイス。
3. 前記導電性接着剤は、前記台座ブランクの前記長辺が伸びる方向の一方又は両方の端に形成される請求項２に記載の表面実装型水晶デバイス。
4. 前記セラミックパッケージ内にはさらに枕部が形成され、
   前記枕部は前記法線方向に前記水晶振動片の前記長辺が伸びる方向の他方の端と重なる請求項１に記載の表面実装型水晶デバイス。
5. 前記セラミックパッケージに集積回路素子が収納される請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の表面実装型水晶デバイス。