JPH08195627A - 発振器の構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】発振回路を内蔵した発振器が有する欠点を除去
する為になされたものであって、搭載する電子機器の小
型化要求に応じて、小型化及び製造コストを抑えた発振
器を提供することを目的とする。 【構成】上述の目的を達成するため本発明に係わる発振
器の構造は、パッケージの内部に圧電共振子と発振回路
を共に封止して構成する発振器に於いて、該パッケージ
内部の一部に絶縁性材質により構成した絶縁部を設け、
該絶縁部に少なくとも１個の凹部を形成するとともに、
該凹部に前記発振回路を配置したとを特徴とするもので
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上利用分野】本発明は発振回路と圧電共振子を一
体化する発振器に関し、殊に発振回路と圧電共振子の構
成方法により小型化する発振器に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、通信機器をはじめとする各種電子
機器に対して小型化の要求があり、その要求に応えるた
め機器内部の構成部品、例えばトランジスタ、発振器等
の各種部品を小型化する構造が提案実施されている。

【０００３】発振器の分野においては発振回路を比較的
簡単に構成できることから、圧電共振子による発振器が
利用されている。特に、周波数の安定度が高いという理
由から、前記圧電共振子を水晶振動子により構成した水
晶発振器を前記電子機器に搭載することが一般的であ
る。

【０００４】水晶発振器の発振回路は、容量、トランジ
スタ等の各部品、或いはＩＣ等で構成している。特に小
型化した発振器の分野に於いては図８、図９に示す如
く、水晶振動子と発振回路（夫々の図はＩＣチップで構
成した例）をともにパッケージ内に配置する構成が提案
されている。

【０００５】図８（ａ），（ｂ）に示す如き構成は、発
振器の製造工程が容易なように、絶縁性を有するベース
１の所望の位置に水晶振動子２と発振回路３を並べて配
置構成し、ケース蓋４をかぶせて固定したものである。
水晶振動子２と発振回路３はベース１内部あるいは表面
に印刷等の手法により形成された電極パターン（図示し
ない）によって電気的及び機械的に接続している。尚、
図８（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図であり、特に内部
を明確にすべく（ａ）ではケース蓋４を省略している。

【０００６】しかしながら、図８（ａ），（ｂ）に示す
如き構成では水晶振動子２と発振回路３をベース１上に
並列に配置構成するので、該ベース１を大きく構成する
ことが必要である。そのため、電子機器の印刷基板を占
める水晶発振器の実装面積が広くなり、電子機器の小型
化に制限をかけるという欠点がある。

【０００７】他に図９（ａ），（ｂ）に示す如き構成も
提案されておいる。ベース１の中央部近傍の所望の位置
に発振回路３を配置し、該発振回路３の高さより高い台
座５をベース１の周縁部に設ける。水晶振動子２を発振
回路３と電気的及び機械的に接続するよう前記台座５に
固定し、ケース蓋４を図８に示した実施例と同様に固定
したものである。尚、図９（ａ）は平面図、（ｂ）は断
面図であり、特に内部を明確にすべく（ａ）ではケース
蓋４を省略している。

【０００８】しかしながら、図９（ａ），（ｂ）の構成
では水晶振動子２と発振回路３を積層状に配置するので
ベース１を小さく構成することが可能となり、電子機器
内の印刷基板を占める水晶発振器の実装面積は狭くなる
が、発振器全体の高さが高くなり、当該実施例も電子機
器の小型化が制限されるという欠点がある。更に、ベー
ス１１に水晶振動子２を固定するための台座５を形成す
ることから製造コストが高くなるという欠点もある。

【０００９】

【発明の目的】本発明は上述した如き発振回路を内蔵し
た発振器が有する欠点を除去する為になされたものであ
って、搭載する電子機器の小型化要求に応じて、小型化
及び製造コストを抑えた発振器を提供することを目的と
する。

【００１０】

【発明の概要】上述の目的を達成するため本発明に係わ
る発振器の構造は、パッケージの内部に圧電共振子と発
振回路を共に封止して構成する発振器に於いて、該パッ
ケージ内部の一部に絶縁性材質により構成した絶縁部を
設け、該絶縁部に少なくとも１個の凹部を形成するとと
もに、該凹部に前記発振回路を配置したとを特徴とする
ものである。

【００１１】

【発明の実施例】以下、本発明を実施例を示す図面に基
づいて詳細に説明する。

【００１２】図１（ａ），（ｂ）に、本発明にかかる水
晶発振器を構成した一実施例の外観斜視図とＡ―Ａ’断
面図を示す。ベース６は水晶振動子９と同じ切断角度で
切り出した水晶基板であり、その一主表面にベース６と
一体的に設けた凹部７に発振回路８を配置し、該ベース
６に水晶振動子９を電気的及び機械的接続が得られるよ
う導電性接着剤等で固定し、ケース蓋１０をかぶせて固
定する。

【００１３】図２は前記ベース６の外観斜視図であっ
て、その中央近傍に、発振回路を収納可能な形状の凹部
７をベース６と一体的に設けるものである。該凹部７は
例えば水晶基板の一主表面にフォトレジストを塗布して
フォトマスクを使用した露光を行った後に前記フォトレ
ジストを現像してベース周縁部に前記フォトレジストが
残るようにし、ベース中央部を例えばフッ酸でエッチン
グした後に前記フォトレジストを除去するフォトリソグ
ラフィー技術によって形成する。前記フォトリソグラフ
ィー技術による形成方法とすれば、大型水晶基板に複数
のベースを一括して形成した後に切断分離するバッチ処
理も可能である。

【００１４】前述した如き構成とすることにより、水晶
振動子を固定するための台座を別途形成してベースに固
定する必要がなく、水晶振動子と発振回路を積層化して
固定するのみで、小型化した水晶発振器を実現すること
が可能となる。

【００１５】前記水晶発振器を更に小型化するため、図
３（ａ），（ｂ）に示す如き基板積層体の構造をとる。
尚、（ａ）は外観斜視図、（ｂ）は分解斜視図である。

【００１６】即ち、ベース１１、水晶振動子１２及び保
護基板１３を積層化し、低融点ガラス等の絶縁性接着剤
１４，１５により接着固定する基板積層体に於いて、ベ
ース１１の中央近傍の適所に凹部１６を形成し、該凹部
１６に発振回路１７を配置する構成とする。

【００１７】このときベース１１と保護基板１３を水晶
振動子１２と同じ切断角度で切り出した水晶基板とする
ことにより、熱変動によるひずみの発生を少なくするこ
とができ、温度変化に対して周波数変動の少ない水晶発
振器を構成できる。

【００１８】水晶振動子１２の電極リード部１８，１９
と、発振回路１７からベース１１端部まで延設する電極
パターン２０乃至２５は、基板積層体の側面に設けた外
部電極２６乃至３１に電気的な接続をする。該外部電極
２６乃至３１は水晶発振器を電子機器に搭載するときに
は、はんだ等により電気的及び機械的接続する部位とな
る。

【００１９】前述の如く、水晶発振器を基板積層体とし
て構成することにより、大型基板から複数個の発振器を
一括して製造した後、例えばダイシング等の方法で分割
するバッチ処理生産が可能となり、量産化と自動生産化
に効果を得て、製造コストを大幅に低減できる。

【００２０】尚、外部電極２６乃至３１を蒸着或いはス
パッタ等の薄膜形成技術により基板積層体の側面から付
着する場合、該外部電極２６乃至３１、電極パターン２
０乃至２５及び電極リード部１８，１９の電気的な接続
を確実なものとするため、図４（ａ），（ｂ）の側面外
観図、Ｂ―Ｂ’断面図に示す如く、外部電極２６乃至３
１近傍においては電極リード部１８，１９及び電極パタ
ーン２０乃至２５が十分に露出するよう、絶縁性接着剤
１４，１５を該基板積層体の端部から内側に後退した位
置に塗布して固定するよう構成し、当該部位へ斜め方
向、例えば図中矢印Ｃ方向から金、銀、クロム、ニッケ
ル等の導電性物質を付着すればより確実な電気的接続が
実現する。しかし、基板積層体を薄く構成するために絶
縁性接着剤１４，１５を薄く構成すればベース１１、水
晶振動子１２、保護基板１３の間に生ずる空間３２，３
３が狭くなるので外部電極２６との接触面積が狭くなる
という欠点がある。

【００２１】そこで、図５に示す如く、ベース１１或い
は保護基板１３の端部に切り欠け部３４，３５を形成し
て開口を設けたうえで上述の手法により外部電極を付着
すれば、電気的接続を確実にすることができる。

【００２２】更に、図４、図５に示す如く、前記電極リ
ード部１８及び電極パターン２０が露出するよう絶縁性
接着剤１４，１５を該基板積層体の端部から中央方向へ
後退する位置に塗布しているので、前記側面電極近傍に
於いては水晶振動子１２の端部が片持ち梁の状態となっ
ており、ダイシングによる切断工程で前記水晶振動子１
２の端部を破損する恐れがある。最悪の場合、前記リー
ド部１８と外部電極２６の電気的接続を得ることができ
ない恐れもある。

【００２３】そこで図６に示す如く、側面電極２６の幅
を広くすると共に、電極リード部１８と電極パターン２
０を側面の外部電極に導出する位置を互いに重ならない
ようずらして構成すれば、水晶振動子１２の端部が常に
絶縁性接着剤１４，１５によりベース１１或いは保護基
板１３に接着固定しているので、ダイシングによる切断
工程で前記水晶振動子１２の端部を破損することがなく
なり、前記電極リード部１８、電極パターン２０及び外
部電極２６の電気的接続を確実なものとする。

【００２４】図３に示した如く、基板積層体を構成すれ
ば、水晶振動子１２を保護する部材として凹部１６を設
けたベース１１と平板の保護基板１３の２種類を必要と
するが、図７に示す如く、２枚の凹部１６を設けたベー
ス１１により水晶発振器を構成してもよい。前述の如き
構成とすることにより、基板積層体を構成する保護基板
とベースの上下関係を考慮する必要がないので量産化と
自動化に効果がある。更に、基板積層体を小型化して発
振回路が１枚のベース１１の凹部１６に収容不可能なと
きには２枚のベース１１に分割して収納することも可能
である。

【００２５】前記凹部７，１６を設けるベース６，１
１、及び保護基板１３は、水晶振動子９，１２と異なる
切断角度を有する水晶基板、ガラス、セラミックス等の
絶縁体で構成するなら如何なる材質としてもよい。

【００２６】また、凹部７，１６の加工方法はエッチン
グ加工、機械加工等、該凹部７，１６を形成可能なら如
何なる手段を適用してもよい。特にベース６，１１をセ
ラミックス、例えばアルミナ等の材質で構成するなら、
あらかじめ凹部を一体的に形成したうえで焼成する事も
可能である。

【００２７】更に、ベース６，１１に構成する凹部７，
１６の形状を直方体と限定する必要はなく、発振回路、
ＩＣチップが収納可能であるならば立方体、円筒、楔
形、球状等であってもよく、平面形状も円、楕円、三角
形や他の多角形等であってもよい。また各形状を複合し
た形状でもよく、該凹部を複数に分割して構成してもよ
い。

【００２８】また、ＩＣで構成した発振回路で構成する
水晶発振器を実施例として説明したが、該発振回路をト
ランジスタ等の各種電子部品で構成するような発振回路
に適用しても構わない。

【００２９】尚、以上本発明を水晶振動子を用いた水晶
発振器に適用したものを例として説明したが、本発明は
これのみに限定されるものではなく、水晶以外の圧電基
板を共振子として用いた発振器、部分電極を二分割した
構成の共振子による発振器、バルク波以外の表面弾性波
（ＳＡＷ）等を用いた共振子からなる発振器に適用して
もよい。

【００３０】

【発明の効果】本発明は以上説明した如く構成するもの
であるから、小型化及び製造コストを低減した圧電共振
子による発振器を構成する上で著しい効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）及び（ｂ）は本発明に係わる発振器を示
す外観斜視図及び断面図

【図２】本発明に係わるベースの構成を示す外観斜視図

【図３】（ａ）及び（ｂ）は本発明を基板積層体で構成
した発振器を示す外観斜視図及び分解斜視図

【図４】（ａ）及び（ｂ）は基板積層体の側面斜視図及
び断面図

【図５】基板積層体の端部断面図

【図６】基板積層体の側面斜視図

【図７】本発明を基板積層体で構成した発振器の第２の
実施例を示す断面図

【図８】（ａ）及び（ｂ）は従来の発振器の構成を示す
平面図及び断面図

【図９】（ａ）及び（ｂ）は従来の発振器の構成を示す
平面図及び断面図

【符号の説明】

６，１１……ベース ７，１６……凹部 ８，１７……発振回路 ９，１２……水晶振動子

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】パッケージの内部に圧電共振子と発振回路
   を共に封止して構成する発振器に於いて、該パッケージ
   内部の一部に絶縁性材質により構成した絶縁部を設け、
   該絶縁部に少なくとも１個の凹部を形成するとともに、
   該凹部に前記発振回路を配置したことを特徴とする発振
   器の構造。
2. 【請求項２】前記パッケージを複数の絶縁性基板からな
   る、基板積層体として構成したことを特徴とする請求項
   １記載の発振器の構造。
3. 【請求項３】前記基板積層体に於いて、該基板積層体の
   側面に複数の外部電極を設け、該外部電極を介して圧電
   共振子と発振回路を電気的に接続したことを特徴とする
   請求項２記載の発振器の構造。