JP6347605B2 - 圧電発振器 - Google Patents

Description

本発明は、圧電発振器に関する。

圧電発振器として、基板と、基板の一方の主面に実装された振動素子と、前記一方の主面に実装された集積回路素子とを有するものが知られている（例えば特許文献１）。特許文献１の基板は、セラミック多層基板により構成されている。基板の外部端子、振動素子及び集積回路素子は、セラミック多層基板の外層導体、内層導体、ビア導体等により互いに接続されている。

特開２０１１−１９９５７７号公報

圧電発振器においては更なる小型化が要求されており、そのような要求に応えられる圧電発振器が提供されることが望ましい。

本発明の圧電発振器は、基板と、前記基板に実装された振動素子と、前記基板に実装された、発振回路を含む集積回路素子と、を有し、前記基板は、単層基板からなり、絶縁基板と、前記絶縁基板に設けられた外部端子と、前記絶縁基板の主面に層状に設けられ、前記外部端子と前記集積回路素子とを接続する、又は、前記集積回路素子と前記振動素子とを接続する下側配線と、前記下側配線を部分的に覆う絶縁層と、前記絶縁基板の主面上及び前記絶縁層上に跨って層状に設けられ、前記絶縁層を介して前記下側配線と立体交差し、前記外部端子と前記集積回路素子とを接続する、又は、前記集積回路素子と前記振動素子とを接続する上側配線と、を有する。

好適には、前記下側配線は、前記集積回路素子と前記振動素子とを接続する配線であり、前記上側配線は、前記外部端子と前記集積回路素子とを接続する配線である。

好適には、前記発振器は、前記基板の主面上に配置され、前記振動素子を封止するキャップを有し、前記下側配線は、前記キャップの内外に亘って延びており、前記絶縁層は、前記下側配線と前記キャップとの間にも介在している。

好適には、前記発振器は、前記基板の主面に配置され、前記振動素子を封止するキャップを有し、前記絶縁層は、前記下側配線のうち前記キャップの外側且つ前記集積回路素子に重ならない部分の半分以上を覆っている。

好適には、２つの前記下側配線に対して１つの前記上側配線が立体交差して２つの立体交差部が構成されており、前記絶縁層は、前記２つの立体交差部及びその間に亘って延びており、前記１つの上側配線は、前記２つの立体交差部及びその間に亘って前記絶縁層に重なっている。

好適には、前記基板は、前記絶縁基板の外周面に設けられ、一方の主面から他方の主面まで延びる表裏接続導体を更に有し、前記絶縁層は、前記表裏接続導体も覆っている。

好適には、前記絶縁層はガラスからなる。

上記の構成によれば、圧電発振器の小型化を実現することができる。

本発明の実施形態に係る圧電発振器の構成を示す斜視図。 図１の圧電発振器の分解斜視図。 図２のIII−III線における圧電発振器の断面図。 図１の圧電発振器の基板の下側配線層を示す図。 図４に加えて絶縁層を示す図。 図５に加えて上側配線層を示す図。 図１の圧電発振器の基板の上面を示す図。 図８（ａ）〜図８（ｃ）は、図７のVIIIａ−VIIIａ線、VIIIｂ−VIIIｂ線、VIIIｃ−VIIIｃ線における断面図。 図１の圧電発振器の製造方法の手順の一例を示すフローチャートである。 図１０（ａ）は変形例に係る基板角部を示す斜視図、図１０（ｂ）及び図１０（ｃ）は図１０（ａ）の変形例に係る基板角部の断面図。

以下、本発明の実施形態に係る発振器について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明で用いられる図は模式的なものであり、図面上の寸法比率等は現実のものとは必ずしも一致していない。

また、同様若しくは類似する構成については、同一の符号を付すことがある。この場合において、「外部端子３」を「外部端子３Ａ」「外部端子３Ｂ」とするなど、符号に大文字のアルファベットを付加して、同様若しくは互いに類似する構成を互いに区別することがある。

図１は、本発明の実施形態に係る発振器１の構成を示す斜視図である。なお、図１では、発振器１の上方側の一部の構成を点線で示し、発振器１の内部を実線で示している。

なお、発振器１は、いずれの方向が上方または下方とされてもよいものであるが、以下の実施形態では、便宜的に、直交座標系ｘｙｚを定義するとともに、ｚ方向の正側を上方として、上面、下面等の語を用いることがある。

発振器１は、例えば、全体として、概略、薄型の直方体状に形成されている。その下面には、複数（本実施形態では４つ）の外部端子３が露出している（図２も参照）。発振器１は、例えば、下面を不図示の回路基板に対向させ、回路基板上に設けられたパッドと４つの外部端子３とが半田等により固定されることにより回路基板に実装される。

４つの外部端子３のうち３つは、例えば、基準電位が付与されるＧＮＤ端子、駆動電位が付与されるＶｃｃ端子（基準電位との電位差で直流電力が供給される端子）、発振器１が生成する発振信号を出力するＯｕｔｐｕｔ端子である。残りの一つは、例えば、発振器１からの発振信号の出力及びその停止を制御する信号が入力されるＥ／Ｄ端子、又は、発振信号の周波数を制御する周波数調整信号が入力されるＶｃｏｎ端子である。

このように、全ての外部端子３は、製品としての発振器１の動作に必要な信号（電位）の入力又は出力に供されている。すなわち、発振器１は、その製造工程においてのみ利用される外部端子を有していない。外部端子３の具体的な配置及び形状等については後述する。

なお、いずれの外部端子３にいずれの機能の端子が割り振られてもよいが、一例として、外部端子３ＡはＶｃｏｎ端子、外部端子３ＢはＧＮＤ端子、外部端子３ＣはＯｕｔｐｕｔ端子、外部端子３ＤはＶｃｃ端子である。

図２は、発振器１の分解斜視図（ただし、一部の部材は省略）であり、図３は、図２のIII−III線における発振器１の断面図である。

図１〜図３に示すように、発振器１は、例えば、基板５と、基板５に実装された振動素子７（図２及び図３）と、基板５に実装された集積回路素子９と、振動素子７を覆うキャップ１１と、集積回路素子９等を封止する封止樹脂１２（図１及び図３において点線で示す）とを有している。

上述した外部端子３は、基板５に設けられており、集積回路素子９と接続されている。集積回路素子９は、基板５を介して振動素子７と接続されており、振動素子７に電圧を印加することにより発振信号を生成する。キャップ１１は振動素子７を封止しており、封止樹脂１２は振動素子７を封止しているキャップ１１および集積回路素子７を封止している。これら各部材の具体的構成は、以下のとおりである。

基板５は、いわゆる単層基板により構成されている。ここで、単層基板とは、絶縁基板の一方の主面又は両主面のみに、これら主面に平行な導電層を有しており、絶縁基板の内部には、主面に平行な導電層を有していないものをいう。単層基板は、両主面の導電層を互いに接続するために、絶縁基板の厚み方向に延びる導体（導電層でもよい）を絶縁基板の側面又は内部に有していてもよい。このため、基板５の内部に主面と平行な導電層を設ける必要がないので、当該導電層の厚みの分について基板５を薄型化することができる。

本実施形態では、特に図１及び図２に示されているように、基板５は、絶縁基板１３と、絶縁基板１３の一方の主面（第１主面１３ａ）に設けられた第１導電層１５Ａと、絶縁基板１３の他方の主面（第２主面１３ｂ）に設けられた第２導電層１５Ｂと、第１導電層１５Ａと第２導電層１５Ｂとを接続する複数（本実施形態では４つ）の表裏接続導体１７とを有している。

絶縁基板１３は、例えば、可撓性を有していない。すなわち、基板５は、いわゆるリジッド式の回路基板である。また、絶縁基板１３の材料は、例えば、主としてセラミック又は樹脂である。絶縁基板１３の平面形状は適宜に設定されてよいが、例えば、概ね矩形である。

第１導電層１５Ａは、図２に特に示されているように、振動素子７が搭載される１対の振動素子用パッド１９と、集積回路素子９が接続される複数（本実施形態では４つ）の第１集積回路素子用パッド２１及び１対の第２集積回路素子用パッド２３と、これらパッド及び表裏接続導体１７とを接続する複数の配線とを含んでいる。これらパッド及び配線の具体的な位置及び形状については後述する。

第２導電層１５Ｂは、既述の複数の外部端子３Ｂを含んでいる。

複数の表裏接続導体１７は、例えば、基板５の外周面（より詳細には、本実施形態では角部）に形成された基板５の厚み方向に延びる溝（キャスタレーション）の内面に形成された導電層により構成されている。

第１導電層１５Ａ、第２導電層１５Ｂ及び表裏接続導体１７は、例えば、Ｃｕ，Ａｌ等の金属により形成されている。なお、これらは、互いに異なる材料及び厚みで形成されてよい。さらに、第１導電層１５Ａ内においてパッドと配線とで材料や厚みが異なるなどしてもよい。例えば、配線は、Ｃｕ層からなり、パッドは、Ｃｕ層にニッケルめっき及び金めっきが施されて構成されてよい。

振動素子７の構成は、公知の構成とされてよい。例えば、振動素子７は、図２及び図３に示すように、平板状に形成された圧電体２５と、圧電体２５の両主面に設けられた１対の励振電極２７（図２。一方の励振電極２７は圧電体２５に隠れて不図示）と、１対の励振電極２７に接続された１対の引出電極２９とを有している。

圧電体２５は、例えば、水晶により構成されており、その平面形状は長方形とされている。１対の励振電極２７は、圧電体２５の主面の比較的広い範囲を覆う層状電極であり、その平面形状は矩形とされている。１対の引出電極２９は、例えば、圧電体２５の長手方向の一端において、短手方向に並んで設けられている。

振動素子７は、例えば、導電性接着剤３１（図３）によって１対の引出電極２９と１対の振動素子用パッド１９とが固定されることにより、基板５に実装される。振動素子７は、例えば、１対の引出電極２９が設けられている側の端部を、振動素子７及び集積回路素子９の並び方向に交差（より詳細には直交）する方向（ｙ方向）へ向けて配置される。

集積回路素子９は、ＧＮＤ端子及びＶｃｃ端子（外部端子３）から直流電力が供給されて動作する。また、集積回路素子９は、振動素子７に電圧を印加することによって生成した所定の周波数の発振信号をＯｕｔｐｕｔ端子（外部端子３）から出力する。また、集積回路素子９は、Ｅ／Ｄ端子（外部端子３）からの信号に基づいて発振信号のＯｕｔｐｕｔ端子からの出力を許容又は禁止する、または、Ｖｃｏｎ端子（外部端子３）からの信号に基づいて発振信号の周波数を調整する。

集積回路素子９の構成は、発振回路の構成を含め、公知の構成とされてよい。なお、集積回路素子９は、いわゆるベアチップであってもよいし、パッケージングされたものであってもよい。

集積回路素子９は、例えば、その外形が概ね薄型の直方体状に形成されており、その下面に複数の接続パッド３３（図３）を有している。複数の接続パッド３３は、複数のバンプ３５（図３）により複数の集積回路素子用パッド（２１及び２３）に対して接続されるとともに固定されている。バンプ３５等の厚みによって構成された、集積回路素子９と基板５との隙間には、アンダーフィル３６（図１及び図３）が充填されている。

なお、バンプ３５は、例えば、半田（鉛フリー半田含む）又は導電性接着剤からなる。アンダーフィル３６は、例えば、主として樹脂からなる。アンダーフィル３６は、無機材料からなるフィラーを含んでいてもよい。

キャップ１１は、例えば、概略箱状に形成されており、振動素子７に被せられるようにして基板５の第１主面１３ａに載置される。キャップ１１と第１主面１３ａとは、例えば、キャップ１１の下端の全周に亘って接着層１４（図１及び図３）により固定される。これにより、振動素子７は封止される。キャップ１１は、例えば、金属により構成されており、これにより、強度が確保されつつ薄型化が図られている。

封止樹脂１２は、例えば、第１主面１３ａ、キャップ１１及び集積回路素子９を覆っている。封止樹脂１２の外面の形状は適宜に設定されてよいが、例えば、基板５と同等の面積を有する薄型の直方体状とされている。封止樹脂１２は、無機材料からなるフィラーを含んでいてもよい。

図４〜図６は、第１導電層１５Ａの構成を示す上面図である。図４に示すように、第１主面１３ａ上には、まず、下側配線層５１が設けられる。次に、図５に示すように、下側配線層５１を部分的に覆う絶縁層５３が設けられる。その後、図６に示すように、第１主面１３ａ上及び絶縁層５３上に上側配線層５５が設けられる。下側配線層５１及び上側配線層５５により、第１導電層１５Ａが構成されている。そして、下側配線層５１と上側配線層５５との間に絶縁層５３が介在することにより、両者は立体交差が可能となっている。

下側配線層５１及び上側配線層５５は、例えば、Ｃｕ，Ａｌ等の金属により構成されている。なお、両者は、同一の材料であってもよいし、互いに異なる材料であってもよい。また、両者は、互いに同一の厚みであってもよいし、互いに異なる厚みであってもよい。なお、上側配線層５５は、下側配線層５１及び絶縁層５３の厚みによって生じる段差に跨って設けられるから、この段差によって断線しないように、下側配線層５１よりも厚く形成されるなど、比較的厚く形成されることが好ましい。

絶縁層５３は、例えば、ガラス（ガラスコート層）からなる。ガラスは、例えば、ホウケイ酸ガラスを主成分としている。絶縁層５３の厚みは、下側配線層５１と上側配線層５５とを絶縁できれば、適宜な厚みとされてよい。

図７は、基板５の上面を示す図である。なお、図７では、振動素子７の外形、集積回路素子９の外形及びキャップ１１の下面外形を２点鎖線で示している。また、下側配線層５１のうち、絶縁層５３に覆われた部分を点線で示している。

上述のように、複数の外部端子３は、集積回路素子９と接続される。複数の外部端子３から集積回路素子９までの間には、順に、複数の表裏接続導体１７、複数の第１配線３７及び複数の第１集積回路素子用パッド２１が介在している。なお、これらは、互いに同数（本実施形態では４つ）である。

また、集積回路素子９は、振動素子７と接続される。集積回路素子９から振動素子７までの間には、順に、１対の第２集積回路素子用パッド２３、１対の第２配線３９及び１対の振動素子用パッド１９が介在している。

また、発振器１の製造工程においては、複数の外部端子３のうちの２つは、１対の切断用パターン４１により振動素子７とも接続される。この切断用パターン４１は、発振器１の完成前に切断される。なお、図７では、切断後の状態が示されており、図２及び図４〜図６では、切断前の状態が示されている。

具体的には、例えば、切断用パターン４１Ａは、第１集積回路素子用パッド２１Ａから第２集積回路素子用パッド２３Ａに延びている。これにより、外部端子３Ａと振動素子用パッド１９Ａとが接続される。また、例えば、切断用パターン４１Ｂは、第１配線３７Ｃから第２配線３９Ｂに延びている。これにより、外部端子３Ｃと振動素子用パッド１９Ｂとが接続される。

基板５は、既に述べたように、主面に平行な導電層を内部に有さない、単層基板から構成されている。そして、表裏接続導体１７、第１集積回路素子用パッド２１、第２集積回路素子用パッド２３及び振動素子用パッド１９を互いに接続する配線（第１配線３７等）は、全て、第１主面１３ａに設けられている。

具体的には、第１配線３７は、第１主面１３ａにおいて表裏接続導体１７から第１集積回路素子用パッド２１まで延びている。第２配線３９は、第１主面１３ａにおいて第２集積回路素子用パッド２３から振動素子用パッド１９まで延びている。切断用パターン４１も上述のように第１主面において延びている。

各種のパッド及び配線と、上述した下側配線層５１及び上側配線層５５との関係は、例えば、以下のとおりである。

第１配線３７Ａ及び３７Ｃ、１対の第２配線３９、１対の振動素子用パッド１９、並びに、１対の切断用パターン４１は、下側配線層５１により構成されている。一方、第１配線３７Ｂ及び３７Ｄ、４つの第１集積回路素子用パッド２１、並びに、１対の第２集積回路素子用パッド２３は、上側配線層５５により構成されている。

下側配線層５１の第２配線３９Ｂと上側配線層５５の第１配線３７Ｄとは、絶縁層５３を介して立体交差している。下側配線層５１の第２配線３９Ａと上側配線層５５の第１配線３７Ｂとは絶縁層５３を介して立体交差している。下側配線層５１の第１配線３７Ａと上側配線層５５の第１配線３７Ｂとは絶縁層５３を介して立体交差している。

上記のように、本実施形態においては、振動素子７に接続される１対の第２配線３９は、下側配線層５１のみから構成されており、上側配線層５５は、外部端子３と集積回路素子９とを接続する第１配線３７の少なくとも一部を構成することに利用されている。上側配線層５５は、下側配線層５１に比較して、段差において断線しないように厚く形成される蓋然性が高く、また、段差のばらつき等によって厚みや形状に誤差が生じやすい。そこで、第２配線３９については、下側配線層５１のみによって構成することにより、第２配線３９が振動素子７の電気特性に及ぼす影響を低減できる。

本実施形態では、振動素子用パッド１９は下側配線層５１によって構成され、第１集積回路素子用パッド２１及び第２集積回路素子用パッド２３は上側配線層５５によって構成されている。ただし、これらパッドは、基本的に立体交差しないものであるから、いずれの配線層によって構成されてもよいし、互いに同一の配線層によって構成されてもよい。

第２配線３９は、キャップ１１の内外に亘って延びているところ、絶縁層５３は、第２配線３９とキャップ１１（の基板５に対する接着領域）との間にも介在している。従って、例えば、キャップ１１の取り付けの前後で、第２配線３９及び振動素子７の電気特性が変化することが抑制される。その結果、例えば、キャップ１１の取り付け前の振動素子７の電気特性の測定結果を適切に完成後の製品に利用できる。

また、絶縁層５３は、第２配線３９のうちキャップ１１の外側且つ集積回路素子９に重ならない部分の半分以上を覆っている。従って、例えば、製造工程において第２配線３９に塵などが付着するおそれが低減される。その結果、例えば、第２配線３９及び振動素子７の電気特性が製造工程において変化することが抑制され、ひいては、製造工程における振動素子７の電気特性の測定結果を適切に完成後の製品に利用できる。

また、本実施形態では、第１配線３７Ｂは、第２配線３９Ａだけでなく、第１配線３７Ａに対しても立体交差している。すなわち、上側配線層５５の一つの配線が下側配線層５１の２つの配線に対して立体交差している。絶縁層５３は、その２つの立体交差部及びその間に亘って延びており、第１配線３７Ｂは、２つの立体交差部及びその間に亘って絶縁層５３に重なっている。

従って、例えば、絶縁層５３は、２つの立体交差部間において段差を構成しない。その結果、絶縁層５３の上に重ねられる第１配線３７Ｂが跨ぐ段差が減じられ、ひいては、第１配線３７Ｂの断線のおそれが低減される。

絶縁層５３は、第１主面１３ａの４隅にも設けられている。すなわち、第１主面１３ａのうち、表裏接続導体１７を設けるための溝（キャスタレーション）の周囲を覆っている。従って、例えば、応力集中が生じやすい位置において基板５の強度が補強され、クラックに起因する断線等が抑制される。

図８（ａ）は、図７のVIIIａ−VIIIａ線の断面図である。

上述のように、第１主面１３ａ上には、下から上へ順に、下側配線層５１、絶縁層５３及び上側配線層５５が積層されている。図８（ａ）は、接着層１４が第１主面１３ａに接着しない位置の断面であるが、接着層１４の第１主面１３ａからの厚みは、下側配線層５１、絶縁層５３及び上側配線層５５の合計の厚みよりも厚くされている。そして、接着層１４は、下側配線層５１、絶縁層５３及び上側配線層５５の厚みによる段差に関わらず、第１主面１３ａ、絶縁層５３又は上側配線層５５と、キャップ１１の下面とを接着している。

図８（ｂ）は、図７のVIIIｂ−VIIIｂ線の断面図であり、図８（ｃ）は、図７のVIIIｃ−VIIIｃ線の断面図である。

上述のように、絶縁層５３は、第１主面１３ａにおいて、表裏接続導体１７を設けるための溝（キャスタレーション）の周囲を覆っている。下側配線層５１と表裏接続導体１７とは絶縁層５３の下側で接続されており、上側配線層５５と表裏接続導体１７とは絶縁層５３の上側で接続されている。

図９は、発振器１の製造方法の手順の一例を示すフローチャートである。

まず、基板５、振動素子７及び集積回路素子９を準備する。基板５は、切断用パターン４１がまだ切断されていない状態である。振動素子７及び集積回路素子９の作製方法は、公知の方法と同様とされてよい。

基板５は、例えば、絶縁基板１３がセラミックからなる場合、絶縁基板１３となるセラミックグリーンシートの一方の面に対して、下側配線層５１となる導電ペースト、絶縁層５３となるガラスペースト、上側配線層５５となる導電ペーストをスクリーン印刷等によって順に塗布する。また、溝（キャスタレーション）となる孔を適宜な時期にセラミックグリーンシートに形成し、孔を吸引しつつスクリーン印刷を行うこと等により、外部端子３となる導電ペーストをセラミックグリーンシートの他方の面に塗布するとともに、孔の内周面に表裏接続導体１７となる導電ペーストを塗布する。そして、導電ペーストが塗布されたセラミックグリーンシートを焼成する。なお、焼成は、導電ペースト又はガラスペーストを配置する毎に行われてもよい。

また、例えば、絶縁基板１３が樹脂等からなる場合、薄膜の形成、フォトリソグラフィーによるマスクの形成、マスクを介したエッチング及びマスクの除去を繰り返し、順次、下側配線層５１、絶縁層５３及び上側配線層５５を形成する。外部端子３も同様に形成する。また、溝（キャスタレーション）となる孔を適宜な時期に絶縁基板１３に形成し、めっき法などにより、その内周面に表裏接続導体１７を形成する。

次に、基板５に振動素子７を搭載する（ステップＳＴ１）。具体的には、例えば、導電性接着剤３１を１対の振動素子用パッド１９上に配置し、次に、引出電極２９を導電性接着剤３１に当接させるように振動素子７を配置する。そして、導電性接着剤３１を加熱して硬化させる。

次に、振動素子７の周波数調整を行う（ステップＳＴ２）。具体的には、例えば、まず、振動素子７が実装された基板５を真空雰囲気下に配置する。また、不図示の電気特性試験装置のプローブを外部端子３Ａ及び３Ｃに当接させる。すなわち、電気特性試験装置と振動素子７とを外部端子３を介して接続する。そして、振動素子７の発振周波数を測定し、その測定結果に基づいて、また、必要に応じて、励振電極２７をレーザ等によりエッチングしたり、逆に、圧電体２５に金属を蒸着したりして、振動素子７の発振周波数を調整する。

次に、振動素子７を封止する（ステップＳＴ３）。具体的には、例えば、基板５又はキャップ１１の一方にガラス封止材を塗布する。そして、真空雰囲気下にて、キャップ１１を基板５に載置する。そして、ガラス封止材を加熱後、冷却することにより、キャップ１１を基板５に接合し、振動素子７を封止する。

次に、振動素子７の特性検査を行う（ステップＳＴ４）。具体的には、例えば、まず、不図示の電気特性試験装置のプローブを外部端子３Ａ及び３Ｃに当接させる。すなわち、電気特性試験装置と振動素子７とを外部端子３を介して接続する。そして、例えば、振動素子７の発振周波数やクリスタルインピーダンス値（ＣＩ値）を測定する。

なお、この検査結果には、ステップＳＴ２の周波数調整のときの測定結果に比較して、ステップＳＴ３のキャップ１１の取り付け等に伴う特性変化が加味される。ただし、上述のように、第２配線３９の一部を覆うように絶縁層５３が設けられているので、キャップ１１が第２配線３９に及ぼす影響は絶縁層５３により緩和されており、また、第２配線３９に対する塵の付着等も絶縁層５３により抑制されている。このため塵の付着により第２配線３９上を伝送され外部端子３により測定される振動素子７の発振周波数の変化、または、クリスタルインピーダンス値（ＣＩ値）が増加することを抑えることができる。外部端子３で測定される検査結果は、例えば、集積回路素子９による発振周波数の調整に供される。例えば、この検査結果に基づいて集積回路素子９の発振回路が有する可変容量素子の容量が設定される。

次に、１対の切断用パターン４１を切断する（ステップＳＴ５）。具体的には、例えば、レーザ光を照射することにより切断用パターン４１を切断する。なお、この際、レーザ光の強度乃至は照射時間によっては、切断位置において、切断用パターン４１だけでなく、基板５の表面の一部も除去され、第１主面１３ａに凹部が形成される場合がある。この凹部は、製品として完成した発振器１において、切断用パターン４１が存在したことの証拠になる。

次に、集積回路素子９を基板５に搭載する（ステップＳＴ６）。具体的には、例えば、複数の第１集積回路素子用パッド２１及び１対の第２集積回路素子用パッド２３にバンプ３５となる半田を配置し、その上に集積回路素子９を載置し、リフロー炉に搬送する。

次に、アンダーフィル３６を基板５と集積回路素子９との間に充填する（ステップＳＴ７）。充填には、毛細管現象を利用する方法（サイドフィル法）などの公知の方法が利用されてよい。

次に、基板５上に封止樹脂１２を設ける（ステップＳＴ８）。例えば、印刷法乃至はディスペンサ法等の公知の方法により、溶融状態の樹脂が基板５上に配置され、固化される。

その後、電気特性検査を行う（ステップＳＴ９）。具体的には、例えば、まず、不図示の電気特性検査装置のプローブを外部端子３に当接させる。すなわち、電気特性検査装置を外部端子３を介して集積回路素子９に接続する。そして、発振周波数等を測定する。

以上のとおり、本実施形態に係る発振器１は、基板５と、基板５に実装された振動素子７と、基板５に実装された、発振回路を含む集積回路素子９とを有する。基板５は、単層基板からなり、絶縁基板１３と、絶縁基板１３に設けられた外部端子３と、絶縁基板１３の第１主面１３ａに層状に設けられ、集積回路素子９と振動素子７とを接続する第２配線３９と、第２配線３９を部分的に覆う絶縁層５３と、絶縁基板１３の第１主面１３ａ上及び絶縁層５３上に跨って層状に設けられ、絶縁層５３を介して第２配線３９と立体交差し、外部端子３と集積回路素子９とを接続する第１配線３７とを有している。

従って、基板の単層化によって薄型化が図られる。単層化されると、配線の交差を避けるために配線パターンが複雑化するおそれがあるが、絶縁層５３を介した立体交差により配線の自由度が向上し、ひいては、配線パターンの簡素化・最短化が期待される。配線パターンの最短化によって、配線間の信号の結合が低減され、電気特性が安定することが期待される。また、配線の自由度が向上することから、発振器１が実装される実装基板の仕様（外部端子３に要求される仕様）に対応しつつ、既存の集積回路素子９を用いることが容易化される。すなわち、外部端子３の仕様に合わせて、集積回路素子９の接続パッド３３の役割を設定し、集積回路素子９を再設計する必要が無い。その結果、コスト削減が図られる。

図１０（ａ）は、表裏接続導体１７付近における変形例を示す斜視図であり、図１０（ｂ）及び図１０（ｃ）は、当該変形例を示す図８（ｂ）及び図８（ｃ）に対応する断面図である。

この変形例では、絶縁層５３は、表裏接続導体１７も覆っている。図１０（ｂ）に示すように、下側配線層５１と表裏接続導体１７とは接続されており、その上から絶縁層５３が被せられている。また、図１０（ｃ）に示すように、上側配線層５５と表裏接続導体１７とは、例えば、下側配線層５１を介して接続されている。

なお、この変形例の製造においては、例えば、絶縁層５３を形成する前に、表裏接続導体１７を形成し、次に、溝（キャスタレーション）となる孔を吸引しつつスクリーン印刷を行うこと等により絶縁層５３となるガラスペーストを孔の内周面に塗布し、その後、上側配線層５５を形成すればよい。

なお、立体交差のために下側配線層５１と上側配線層５５との間に介在する絶縁層５３とは別に、表裏接続導体１７を覆う絶縁層５３を形成することとしてもよい。例えば、下側配線層５１、これを部分的に覆う絶縁層５３及び上側配線層５５を形成した後、表裏接続導体１７を形成し、これを覆う絶縁層５３を形成してもよい。この場合、上側配線層５５と表裏接続導体１７とは直接に接続される。

この変形例のように、表裏接続導体１７も絶縁層５３によって覆うことにより、例えば、発振器１を実装基板に半田により実装するときに、半田が必要以上に表裏接続導体１７を伝って第１主面１３ａへ向かって流れることが抑制される。その結果、例えば、半田の量が安定し、ひいては、電気特性が安定する。

なお、以上の実施形態等において、発振器１は本発明の圧電発振器の一例であり、第２配線３９及び第１配線３７Ａは本発明の下側配線の一例であり、第１配線３７Ｂ及び３７Ｄは本発明の上側配線の一例である。

本発明は、以上の実施形態に限定されず、種々の態様で実施されてよい。

外部端子、表裏接続導体、第１集積回路素子用パッド及び第１配線の数は、４つに限定されない。２つの外部端子を介して振動素子の電気特性を測定できればよいから、外部端子は２つ以上であればよい。例えば、ＧＮＤ端子及びＶｃｃ端子のみ設けられ、発振信号は集積回路素子から無線で出力されてもよい。また、例えば、外部端子は６つ設けられてもよい。この場合、外部端子として、例えば、互いに同一又は異なる発振信号を出力する２つのＯｕｔｐｕｔ端子が設けられてもよいし、発振器周囲の温度を出力する端子が設けられてもよい。

振動素子の向きは、振動素子及び集積回路素子の並び方向に直交する方向を振動素子の長手方向とする向きに限定されない。例えば、振動素子の向きは、並び方向を振動素子の長手方向とする向きであってもよい。

表裏接続導体は、側面の溝内面に形成された導電層に限定されない。例えば、表裏接続導体は、絶縁基板を貫通する貫通孔（スルーホール）の内面に形成された導電層又は貫通孔に充填された導電体であってもよい。

集積回路素子は、バンプを介して集積回路素子用パッドに搭載されるものに限定されない。例えば、集積回路素子は、集積回路素子用パッドに囲まれた領域に接着剤等により固定され、ワイヤボンディングによって集積回路素子用パッドと接続されるものであってもよい。

切断用パターンは設けられなくてもよい。すなわち、振動素子の検査専用の外部端子が設けられていてもよい。

実施形態では、第１配線と第２配線との立体交差、及び、第２配線同士の立体交差を例示した。ただし、第１配線同士が立体交差してもよい。また、第１配線は、上側配線層によって構成されてもよい。

１…発振器、３…外部端子、５…基板、７…振動素子、９…集積回路素子、１３…絶縁基板、１３ａ…第１主面、１３ｂ…第２主面、１７…表裏接続導体、１９…振動素子用パッド、２１…第１集積回路素子用パッド、２３…第２集積回路素子用パッド、３７Ｂ及び３７Ｄ…第１配線（上側配線）、３９…第２配線（下側配線）、４１…切断用パターン、５１…下側配線層、５３…絶縁層、５５…上側配線層。

Claims (6)

1. 基板と、
   前記基板に実装された振動素子と、
   前記基板に実装された、発振回路を含む集積回路素子と、
   前記基板の主面上に配置され、前記振動素子を封止するキャップと、
   前記基板の主面と前記キャップの下端とを接着している接着剤と、
   を有し、
   前記基板は、単層基板からなり、
   絶縁基板と、
   前記絶縁基板に設けられた外部端子と、
   前記絶縁基板の主面に層状に設けられ、前記キャップの内外に亘って延びて前記集積回路素子と前記振動素子とを接続する下側配線と、
   前記下側配線、及び前記絶縁基板の主面のうちの前記下側配線の側方両側を、部分的に覆う絶縁層と、
   前記絶縁基板の主面上及び前記絶縁層上に跨って層状に設けられ、前記絶縁層を介して前記下側配線と立体交差し、前記外部端子と前記集積回路素子とを接続する、又は、前記集積回路素子と前記振動素子とを接続する上側配線と、
   を有し、
   前記接着剤は、前記キャップの下端と、前記下側配線及びその側方両側との間の位置では、前記絶縁膜に接着している
   圧電発振器。
2. 前記上側配線は、前記外部端子と前記集積回路素子とを接続する配線である
   請求項１に記載の圧電発振器。
3. 前記絶縁層は、前記下側配線のうち前記キャップの外側且つ前記集積回路素子に重ならない部分の半分以上を覆っている
   請求項１又は２に記載の圧電発振器。
4. ２つの前記下側配線に対して１つの前記上側配線が立体交差して２つの立体交差部が構成されており、
   前記絶縁層は、前記２つの立体交差部及びその間に亘って延びており、
   前記１つの上側配線は、前記２つの立体交差部及びその間に亘って前記絶縁層に重なっている
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の圧電発振器。
5. 前記基板は、前記絶縁基板の外周面に設けられ、一方の主面から他方の主面まで延びる表裏接続導体を更に有し、
   前記絶縁層は、前記表裏接続導体も覆っている
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の圧電発振器。
6. 前記絶縁層はガラスからなる
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の圧電発振器。

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