JPH0865051A - Piezoelectric oscillator - Google Patents

Piezoelectric oscillator

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JPH0865051A
JPH0865051A JP6220984A JP22098494A JPH0865051A JP H0865051 A JPH0865051 A JP H0865051A JP 6220984 A JP6220984 A JP 6220984A JP 22098494 A JP22098494 A JP 22098494A JP H0865051 A JPH0865051 A JP H0865051A
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JP
Japan
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substrate
vibrator
piezoelectric
oscillator
circuit
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Application number
JP6220984A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasuo Fujii
康生 藤井
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Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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  • Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)

Abstract

PURPOSE: To make a piezoelectric oscillator for which an oscillation circuit including a piezoelectric vibrator is integrally formed small in side, small in packaging area and simple in manufacture. CONSTITUTION: This piezoelectric oscillator 10 is in a three-stage structure for which a base body 22, a frame body 11 and a sealing member 35 are successively superimposed. Then, the piezoelectric vibrator 13 is provided through supporting beams 14 on the substrate 12 for the vibrator of the frame body 11 and an inverter (COMS circuit) is laminated and formed. Also, on the integrated circuit board 23 of the base body 22, a CR circuit part composed of a resistor and a capacitor is laminated and formed. Then, by connecting the substrate 12 for the vibrator and the intergrated circuit board 23 by electrodes 27A-27D or the like, the oscillation circuit composed of the inverter, the piezoelectric vibrator 13 and the CR circuit part is formed inside the piezoelectric oscillator 10.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、圧電薄膜を用いた圧電
薄膜振動子と、該圧電薄膜振動子と共に発振回路を構成
する回路部とを一体化した圧電式発振器に関し、例えば
電子機器や精密機械用のクロックパルス発振器等に用い
て好適な圧電式発振器に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piezoelectric thin film oscillator using a piezoelectric thin film, and a piezoelectric oscillator in which a circuit portion forming an oscillation circuit is integrated with the piezoelectric thin film oscillator. The present invention relates to a piezoelectric oscillator suitable for use as a clock pulse oscillator for machines.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、恒弾性材料やシリコン材料の薄
板上にZnO,AlN等からなる圧電薄膜を着膜形成す
る構成の圧電薄膜振動子は知られている。このような圧
電薄膜振動子はマイクロエレクトロニクス等の分野にお
いて発振器として応用される場合が多く、小型化が要請
されている。
2. Description of the Related Art Generally, there is known a piezoelectric thin film vibrator having a structure in which a piezoelectric thin film made of ZnO, AlN or the like is formed on a thin plate of a constant elastic material or a silicon material. Such a piezoelectric thin film vibrator is often applied as an oscillator in the field of microelectronics and the like, and miniaturization is required.

【0003】一方、半導体集積回路等の高密度集積化が
めざましく、抵抗,コンデンサ等の電子部品やCMOS
集積回路等を積層することにより、基板の表面,内部に
電子回路を形成する半導体集積技術はもはや一般的な技
術となっている。
On the other hand, high density integration of semiconductor integrated circuits is remarkable, and electronic parts such as resistors and capacitors and CMOS
A semiconductor integrated technology for forming electronic circuits on the surface and inside of a substrate by stacking integrated circuits and the like has become a general technology.

【0004】上述した技術背景より、圧電薄膜振動子と
半導体集積回路とを一体化し、周辺の電子回路を併せも
った構成の発振器が知られているが、このような従来技
術の一例として、特開昭63−187713号公報に記
載された集積型圧電薄膜機能素子について、図16に基
づいて簡単に説明する。
From the above technical background, an oscillator having a structure in which a piezoelectric thin film oscillator and a semiconductor integrated circuit are integrated and peripheral electronic circuits are also known is known. The integrated type piezoelectric thin film functional element disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 63-187713 will be briefly described with reference to FIG.

【0005】図において、1は従来技術による集積型圧
電薄膜機能素子を示し、該集積型圧電薄膜機能素子1
は、半導体基板2上の右側に形成された集積発振回路部
3と、該集積発振回路部3の左側に位置して前記半導体
基板2上に形成された圧電薄膜振動子4と、該圧電薄膜
振動子4と前記集積発振回路部3とを電気的に接続する
配線5,6とから大略構成されている。
In the figure, reference numeral 1 denotes an integrated piezoelectric thin film functional element according to the prior art.
Is an integrated oscillation circuit section 3 formed on the right side of the semiconductor substrate 2, a piezoelectric thin film oscillator 4 located on the left side of the integrated oscillation circuit section 3 and formed on the semiconductor substrate 2, and the piezoelectric thin film. The oscillator 4 and the integrated oscillation circuit section 3 are generally constituted by wirings 5 and 6 for electrically connecting them.

【0006】このように構成される集積型圧電薄膜機能
素子1により、集積発振回路部3と圧電薄膜振動子4と
を同一の半導体基板2上に設けて一体化し、小型化を図
るようにしている。
With the integrated piezoelectric thin film functional element 1 thus constructed, the integrated oscillating circuit portion 3 and the piezoelectric thin film oscillator 4 are provided on the same semiconductor substrate 2 to be integrated with each other so as to achieve miniaturization. There is.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術では、単一の半導体基板2上に集積発振回路部3
と圧電薄膜振動子4とを形成し、それぞれを一体化して
小型化を図るようにしているが、集積発振回路部3と圧
電薄膜振動子4は半導体基板2上で横方向に並べられて
配置されているため、平面的にみて面積が大きくなり、
実装面積が大きくなってしまうという問題がある。
By the way, in the above-mentioned prior art, the integrated oscillation circuit section 3 is formed on the single semiconductor substrate 2.
Although the piezoelectric thin film vibrator 4 and the piezoelectric thin film vibrator 4 are formed and integrated with each other to achieve miniaturization, the integrated oscillation circuit unit 3 and the piezoelectric thin film vibrator 4 are arranged side by side on the semiconductor substrate 2. Therefore, the area becomes large when viewed in plan,
There is a problem that the mounting area becomes large.

【0008】また、従来技術では、集積発振回路部3と
圧電薄膜振動子4が離間して配置されているため、配線
5,6を形成して両者を電気的に接続している。この結
果、配線5,6によって浮遊容量,配線抵抗が増加し、
圧電薄膜振動子4の性能を低下させる原因となるという
問題がある。
Further, in the prior art, since the integrated oscillation circuit portion 3 and the piezoelectric thin film oscillator 4 are arranged apart from each other, the wirings 5 and 6 are formed to electrically connect them. As a result, the wirings 5 and 6 increase stray capacitance and wiring resistance,
There is a problem that it causes the performance of the piezoelectric thin film vibrator 4 to deteriorate.

【0009】さらに、従来技術では、製造過程において
配線5,6の配線切れが心配されるため、半導体基板2
と圧電薄膜振動子4との段差部に傾斜を形成する等、製
造方法が複雑化しているという問題がある。
Further, in the prior art, since there is a concern that the wirings 5, 6 will be broken during the manufacturing process, the semiconductor substrate 2
There is a problem that the manufacturing method is complicated, such as forming an inclination at the step between the piezoelectric thin film vibrator 4 and the piezoelectric thin film vibrator 4.

【0010】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、実装面積を小さくすると共に、圧電薄膜
振動子と集積回路との電気的接続を簡単なものとし、製
造の簡素化を図ることができるようにした圧電式発振器
を提供することを目的としている。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and reduces the mounting area and simplifies the electrical connection between the piezoelectric thin film vibrator and the integrated circuit to simplify the manufacturing. It is an object of the present invention to provide a piezoelectric oscillator that can be manufactured.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために請求項1による圧電式発振器は、シリコンからな
る第1の基板に圧電振動子と第1の回路部を設けてなる
第1のケース部と、第2の基板に前記圧電振動子および
第1の回路部と電気的に接続すべき第2の回路部を設け
てなる第2のケース部と、前記第1,第2のケース部を
一体化するため、前記第1の基板に対し第2の基板を接
合することにより、前記圧電振動子,第1の回路部およ
び第2の回路部によって形成される発振回路とからなる
構成を採用している。
In order to solve the above-mentioned problems, a piezoelectric oscillator according to a first aspect of the present invention is a piezoelectric oscillator in which a piezoelectric vibrator and a first circuit portion are provided on a first substrate made of silicon. A case portion, a second case portion provided on a second substrate with the piezoelectric vibrator and a second circuit portion to be electrically connected to the first circuit portion, and the first and second cases. In order to unify the parts, the second substrate is joined to the first substrate to form an oscillator circuit formed by the piezoelectric vibrator, the first circuit part and the second circuit part. Has been adopted.

【0012】また、請求項2による圧電式発振器は、前
記第1の基板側の圧電振動子および第1の回路部と第2
の基板側の第2の回路部とを電気的に接続するために、
前記第1の基板の一側面と、該第1の基板の一側面と対
向する前記第2の基板の他側面には、複数の電極をそれ
ぞれ設けることにある。
A piezoelectric oscillator according to a second aspect of the invention is a piezoelectric oscillator on the side of the first substrate, a first circuit portion, and a second circuit portion.
In order to electrically connect the second circuit portion on the board side of
A plurality of electrodes are respectively provided on one side surface of the first substrate and the other side surface of the second substrate facing the one side surface of the first substrate.

【0013】さらに、請求項3による圧電式発振器は、
前記第1の基板の他側面には、前記圧電振動子を封止す
る封止部材を設けることにある。
Further, the piezoelectric oscillator according to claim 3 is
A sealing member for sealing the piezoelectric vibrator is provided on the other side surface of the first substrate.

【0014】[0014]

【作用】上記請求項1の構成により、圧電振動子,第1
の回路部および第2の回路部とからなる発振回路を単一
のチップ部品とすると共に、前記圧電振動子および第1
の回路部が形成された第1の基板と、前記第2の回路部
が形成された第2の基板とを重畳して一体化すること
で、小型化を図ることができ、実装面積を大幅に小さく
することができる。
According to the structure of claim 1, the piezoelectric vibrator, the first
The oscillation circuit including the circuit section and the second circuit section is made into a single chip component, and the piezoelectric vibrator and the first circuit section are provided.
By superimposing and integrating the first substrate on which the circuit portion is formed and the second substrate on which the second circuit portion is formed, downsizing can be achieved, and a large mounting area can be achieved. Can be made smaller.

【0015】また、請求項2の構成により、第1の基板
側の圧電振動子,第1の回路部と第2の基板側の第2の
回路部とを複数の電極により接続する構成としたことに
よって、金属薄膜配線の形成やワイヤボンディング等が
不要となり、製造が容易になる。
According to the second aspect of the present invention, the piezoelectric vibrator on the first substrate side, the first circuit portion and the second circuit portion on the second substrate side are connected by a plurality of electrodes. This eliminates the need for forming metal thin film wiring, wire bonding, etc., and facilitates manufacturing.

【0016】さらに、請求項3の構成によれば、第1の
基板の一側に第2の基板を重畳して設け、該第1の基板
の他側に封止部材を重畳して設けることにより、第1の
基板に形成された圧電振動子を封止する構成としたた
め、チップ部品として小型なものとすることができる。
Further, according to the structure of claim 3, the second substrate is provided on one side of the first substrate in an overlapping manner, and the sealing member is provided on the other side of the first substrate in an overlapping manner. As a result, since the piezoelectric vibrator formed on the first substrate is sealed, the chip component can be made small.

【0017】[0017]

【実施例】以下、本発明の実施例を図1ないし図15に
基づいて説明するに、実施例では、圧電式発振器をコン
ピュータ用基板上に実装し、コンピュータ用のクロック
パルスを発振するための発振器として用いた場合を例に
挙げて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 15. In the embodiment, a piezoelectric oscillator is mounted on a computer board to oscillate a computer clock pulse. The case where the oscillator is used as an oscillator will be described as an example.

【0018】まず、本発明の第1の実施例を図1ないし
図12に基づいて説明する。
First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0019】図において、10は本実施例による圧電式
発振器を示し、該圧電式発振器10は、圧電振動子とそ
の周辺の発振回路とを一体化したもので、表面実装用部
品として用いて好適な発振器である。即ち、該圧電式発
振器10には、図12に示すような後述の発振回路34
が構成されており、例えば、コンピュータ用回路基板上
にクロックパルス用の発振回路を形成したい場合には、
該圧電式発振器10を実装するだけで足りる。
In the figure, reference numeral 10 denotes a piezoelectric oscillator according to this embodiment. The piezoelectric oscillator 10 is an integrated piezoelectric oscillator and an oscillation circuit around the piezoelectric oscillator, and is suitable for use as a surface mounting component. It is a simple oscillator. That is, the piezoelectric oscillator 10 includes an oscillation circuit 34, which will be described later, as shown in FIG.
Is configured, for example, when it is desired to form an oscillation circuit for clock pulses on a computer circuit board,
It is sufficient to mount the piezoelectric oscillator 10.

【0020】また、本実施例による圧電式発振器10
は、図2に示すように、後述の圧電振動子13等が設け
られた枠体11を基体22上に重畳して接合し、この枠
体11上に封止部材35を重畳して接合する3段構造と
なっている。
Further, the piezoelectric oscillator 10 according to the present embodiment.
As shown in FIG. 2, the frame body 11 provided with the piezoelectric vibrator 13 and the like, which will be described later, is superposed and joined on the base body 22, and the sealing member 35 is superposed and joined on the frame body 11. It has a three-stage structure.

【0021】11は本実施例による圧電式発振器10の
中段に位置して設けられた第1のケース部としての枠体
を示し、12は該枠体の外形を構成する第1の基板とし
ての振動子用基板を示す。そして、該振動子用基板12
はシリコン材料により形成され、中央側がエッチングに
よって除去された枠状に形成されている。また、該振動
子用基板12の下面は集積回路基板23と接合される下
側接合面12Aとなり、該振動子用基板12の上面は封
止部材35と接合される上側接合面12Bとなってい
る。
Reference numeral 11 denotes a frame body as a first case portion provided in the middle stage of the piezoelectric oscillator 10 according to the present embodiment, and 12 denotes a first substrate constituting the outer shape of the frame body. The oscillator substrate is shown. Then, the vibrator substrate 12
Is formed of a silicon material, and has a frame shape in which the center side is removed by etching. The lower surface of the vibrator substrate 12 serves as a lower bonding surface 12A that is bonded to the integrated circuit board 23, and the upper surface of the vibrator substrate 12 serves as an upper bonding surface 12B that is bonded to the sealing member 35. There is.

【0022】13は振動子用基板12に支持梁14,1
4を介して振動可能に支持された圧電振動子(以下、振
動子13という)を示し、該振動子13は、シリコン材
料により正方形の薄板に形成された振動板15と、該振
動板15上にスパッタ等の手段により着膜形成された圧
電薄膜16と、圧電薄膜16の上,下両面に着膜形成さ
れた一対の金属薄膜17A,17Bとから構成されてい
る。
Reference numeral 13 is a support beam 14 and 1 on the vibrator substrate 12.
4 shows a piezoelectric vibrator (hereinafter referred to as a vibrator 13) that is vibratably supported via the diaphragm. The vibrator 13 includes a diaphragm 15 formed of a silicon material in a square thin plate, and a diaphragm 15 on the diaphragm 15. The piezoelectric thin film 16 is formed by sputtering or other means, and the pair of metal thin films 17A and 17B is formed on both upper and lower surfaces of the piezoelectric thin film 16.

【0023】また、前記圧電薄膜16はZnO,AlN
等の圧電材料からなる薄膜であり、前記金属薄膜17
A,17BはAl,Au−Cr等の金属材料からなる薄
膜である。そして、該振動子13は、図6に示すよう
に、振動板15の下側表面に金属薄膜17A,圧電薄膜
16,金属薄膜17Bを順次に積層することにより形成
されている。また、金属薄膜17A,17Bは、図4に
示すように、一端側が上述した如く圧電薄膜16にそれ
ぞれ接続されており、他端側はそれぞれ支持梁14,1
4の表面を介して振動子用基板12側まで伸長し、後述
する振動子側電極19A,19Bにそれぞれ接続されて
いる。そして、振動子側電極19A,19Bを介して金
属薄膜17A,17B間に電界が付与されると、圧電薄
膜16が圧電現象により歪み変形し、これにより振動子
13は各支持梁14を介して所定の共振周波数で水平方
向に拡がり振動する。
The piezoelectric thin film 16 is made of ZnO, AlN.
A thin film made of a piezoelectric material such as
A and 17B are thin films made of a metal material such as Al and Au-Cr. As shown in FIG. 6, the vibrator 13 is formed by sequentially laminating a metal thin film 17A, a piezoelectric thin film 16 and a metal thin film 17B on the lower surface of the vibration plate 15. As shown in FIG. 4, one end side of each of the metal thin films 17A and 17B is connected to the piezoelectric thin film 16 as described above, and the other end side thereof is connected to the support beams 14 and 1, respectively.
4 extends to the oscillator substrate 12 side through the surface of No. 4 and is connected to oscillator-side electrodes 19A and 19B described later, respectively. Then, when an electric field is applied between the metal thin films 17A and 17B via the vibrator-side electrodes 19A and 19B, the piezoelectric thin film 16 is distorted and deformed by the piezoelectric phenomenon, whereby the vibrator 13 passes through each support beam 14. It spreads and vibrates in the horizontal direction at a predetermined resonance frequency.

【0024】18は振動子用基板12内に積層形成され
た第1の回路部としてのインバータを示し、該インバー
タ18はCMOS集積回路であり、半導体集積技術によ
り振動子用基板12の一部に積層形成されている。
Reference numeral 18 denotes an inverter as a first circuit portion laminatedly formed in the vibrator substrate 12, and the inverter 18 is a CMOS integrated circuit, and is formed on a part of the vibrator substrate 12 by a semiconductor integrated technique. It is formed by stacking.

【0025】19A,19B,19C,19Dは振動子
用基板12の下側接合面12Aに形成された4個の振動
子側電極を示し、該振動子側電極19A,19B,19
C,19Dは金属材料から形成され、振動子用基板12
から下側に向けて僅かに突出する程度の薄板である。ま
た、各振動子側電極19A,19Bは金属薄膜17A,
17Bを介して圧電薄膜16にそれぞれ接続されると共
に、図12に示すようにインバータ18の入力側(I
N),出力側(OUT)にもそれぞれ接続されている。
一方、振動子側電極19C,19Dはインバータ18の
アース部(GND),電源部(VCC)にそれぞれ接続
されている。なお、各振動子側電極19A,19B,1
9C,19Dとインバータ18との間の各接続は金属薄
膜等の配線による。
Reference numerals 19A, 19B, 19C and 19D denote four vibrator side electrodes formed on the lower bonding surface 12A of the vibrator substrate 12, and the vibrator side electrodes 19A, 19B and 19D.
C and 19D are made of a metal material and are used for the oscillator substrate 12
It is a thin plate that slightly protrudes downward from. In addition, the transducer-side electrodes 19A and 19B are formed of metal thin films 17A and
Each of them is connected to the piezoelectric thin film 16 via 17B and, as shown in FIG.
N) and the output side (OUT), respectively.
On the other hand, the vibrator-side electrodes 19C and 19D are connected to the ground section (GND) and the power supply section (VCC) of the inverter 18, respectively. In addition, the electrodes 19A, 19B, 1 for each transducer
Each connection between 9C and 19D and the inverter 18 is made by wiring such as a metal thin film.

【0026】ここで、前記振動子13には、該振動子1
3の全表面(振動板15,圧電薄膜16,金属薄膜17
A,金属薄膜17B等の露出面)を覆うように保護膜
(絶縁膜)が形成されている。しかし、前記振動子側電
極19A,19B,19C,19Dの表面には保護膜が
形成されておらず、集積回路基板23側の後述する集積
回路側電極27A,27B,27C,27Dと接続され
るために金属面が露出している。
In this case, the vibrator 13 includes the vibrator 1
All surfaces of 3 (vibrating plate 15, piezoelectric thin film 16, metal thin film 17)
A protective film (insulating film) is formed so as to cover A, the exposed surface of the metal thin film 17B, and the like. However, a protective film is not formed on the surface of the vibrator side electrodes 19A, 19B, 19C, 19D, and is connected to integrated circuit side electrodes 27A, 27B, 27C, 27D on the integrated circuit substrate 23 side which will be described later. Because of this, the metal surface is exposed.

【0027】20は振動子用基板12の下側接合面12
Aに形成された第1の接合用金属部、21は前記振動子
用基板12の上側接合面12Bに形成された第2の接合
用金属部をそれぞれ示し、該接合用金属部20,21
は、Ni等の金属材料からなり振動子用基板12の枠形
状に沿って全周に亘ってそれぞれ形成され、振動子用基
板12からそれぞれ下側,上側に向けて僅かに突出する
程度の厚みを有している。そして、前記第1の接合用金
属部20は振動子用基板12と集積回路基板23とを接
合するためのものであり、第2の接合用金属部21は振
動子用基板12と封止部材35とを接合するためのもの
である。
Reference numeral 20 denotes a lower bonding surface 12 of the vibrator substrate 12.
Reference numeral 21 denotes a first joining metal portion formed on A, and reference numeral 21 denotes a second joining metal portion formed on the upper joining surface 12B of the vibrator substrate 12, respectively.
Is formed of a metal material such as Ni over the entire circumference along the frame shape of the oscillator substrate 12, and has a thickness such that the oscillator substrate 12 slightly protrudes downward and upward, respectively. have. The first bonding metal part 20 is for bonding the vibrator substrate 12 and the integrated circuit board 23, and the second bonding metal part 21 is the vibrator substrate 12 and the sealing member. It is for joining with 35.

【0028】22は圧電式発振器10の下段に位置して
設けられた第2のケース部としての基体を示し、23は
該基体22の外形を構成する第2の基板としての集積回
路基板を示す。そして、該集積回路基板23はブロック
状に形成されたセラミック多層基板であり、その外周形
状は前記振動子用基板12の外周形状と同一の形状であ
る。また、該集積回路基板23の上面は、前記振動子用
基板12と接合する接合面23Aとなっている。
Reference numeral 22 denotes a base body which is provided at the lower stage of the piezoelectric oscillator 10 and serves as a second case portion, and 23 denotes an integrated circuit board which is a second board forming the outer shape of the base body 22. . The integrated circuit substrate 23 is a ceramic multilayer substrate formed in a block shape, and the outer peripheral shape thereof is the same as the outer peripheral shape of the vibrator substrate 12. The upper surface of the integrated circuit board 23 is a bonding surface 23A that is bonded to the vibrator substrate 12.

【0029】24は集積回路基板23内に積層形成され
た第2の回路部としてのCR回路部を示し、該CR回路
部24は図12に示すように抵抗25、コンデンサ2
6,26によって構成され、それぞれ所定の接続がなさ
れている。
Reference numeral 24 denotes a CR circuit portion as a second circuit portion which is laminated and formed in the integrated circuit board 23. The CR circuit portion 24 has a resistor 25 and a capacitor 2 as shown in FIG.
6 and 26, each of which has a predetermined connection.

【0030】27A,27B,27C,27Dは集積回
路基板23の接合面23Aに形成された4個の集積回路
側電極を示し、該集積回路側電極27A,27B,27
C,27DはAl,Au−Cr等の金属材料の薄膜であ
る。また、該集積回路側電極27A,27Bは図12に
示すように金属薄膜等の配線によりCR回路部24にそ
れぞれ接続され、該集積回路側電極27C,27Dは金
属薄膜等の配線によりアース端子31,電源端子32に
それぞれ接続されている。
Reference numerals 27A, 27B, 27C and 27D denote four integrated circuit side electrodes formed on the joint surface 23A of the integrated circuit substrate 23, and the integrated circuit side electrodes 27A, 27B and 27 are provided.
C and 27D are thin films of metal materials such as Al and Au-Cr. 12, the integrated circuit side electrodes 27A and 27B are connected to the CR circuit portion 24 by wiring such as metal thin film, and the integrated circuit side electrodes 27C and 27D are connected to the ground terminal 31 by wiring such as metal thin film. , And power supply terminals 32, respectively.

【0031】また、該集積回路側電極27A,27B,
27C,27Dは、集積回路基板23上に振動子用基板
12を接合するときに、振動子用基板12の振動子側電
極19A,19B,19C,19Dと衝合するようにそ
れぞれ位置決めされている。さらに、該集積回路側電極
27A,27B,27C,27D上には半田膜28,2
8,…が形成され、該集積回路側電極27A,27B,
27C,27Dと、振動子用基板12の振動子側電極1
9A,19B,19C,19Dとを接続するときは、こ
の各半田膜28を溶融させて行う。これにより、集積回
路側電極27A,27B,27C,27Dは、振動子側
電極19A,19B,19C,19Dと電気的にかつ物
理的に接合される。
Further, the integrated circuit side electrodes 27A, 27B,
27C and 27D are respectively positioned so as to collide with the vibrator side electrodes 19A, 19B, 19C and 19D of the vibrator substrate 12 when the vibrator substrate 12 is bonded onto the integrated circuit board 23. . Further, the solder films 28, 2 are formed on the integrated circuit side electrodes 27A, 27B, 27C, 27D.
Are formed, and the integrated circuit side electrodes 27A, 27B,
27C and 27D, and the vibrator side electrode 1 of the vibrator substrate 12
9A, 19B, 19C and 19D are connected by melting each solder film 28. As a result, the integrated circuit side electrodes 27A, 27B, 27C and 27D are electrically and physically joined to the transducer side electrodes 19A, 19B, 19C and 19D.

【0032】29は集積回路基板23の接合面23Aに
形成された第3の接合用金属部を示し、該第3の接合用
金属部29はNi等の金属材料の薄膜であり、集積回路
基板23の外縁近傍に全周に亘って形成されている。ま
た、該第3の接合用金属部29上には半田膜30が形成
され、集積回路基板23上に振動子用基板12を接合す
るときには、該第3の接合用金属部29と、振動子用基
板12の第1の接合用金属部20とを衝合し、半田膜3
0を溶融させて接合する。
Reference numeral 29 denotes a third joining metal portion formed on the joining surface 23A of the integrated circuit board 23. The third joining metal portion 29 is a thin film of a metal material such as Ni. It is formed over the entire circumference in the vicinity of the outer edge of 23. Further, the solder film 30 is formed on the third bonding metal portion 29, and when the vibrator substrate 12 is bonded onto the integrated circuit board 23, the third bonding metal portion 29 and the vibrator are joined together. The solder film 3 is abutted against the first bonding metal portion 20 of the soldering substrate 12.
0 is melted and joined.

【0033】31,32,33は集積回路基板23の下
面および各側面に設けられたアース端子,電源端子,出
力端子をそれぞれ示し、該アース端子31,電源端子3
2および出力端子33はそれぞれ金属材料によって形成
され、集積回路基板23に接着剤等によって固着されて
いる。
Reference numerals 31, 32 and 33 denote a ground terminal, a power supply terminal and an output terminal provided on the lower surface and each side surface of the integrated circuit board 23, respectively.
2 and the output terminal 33 are each made of a metal material and fixed to the integrated circuit board 23 with an adhesive or the like.

【0034】また、該アース端子31は集積回路基板2
3内において集積回路側電極27Cに接続され、この集
積回路側電極27Cに振動子側電極19Cが接続される
ことによりインバータ18のアース部に接続される。さ
らに、該アース端子31は図12に示すようにCR回路
部24の各コンデンサ26に接続されている。また、前
記電源端子32は集積回路側電極27Dに接続され、該
集積回路側電極27Dに振動子側電極19Dが接続され
ることによりインバータ18の電源部に接続される。さ
らに、前記出力端子33は該集積回路基板23内におい
てCR回路部24に図12に示すように接続されてい
る。
The earth terminal 31 is the integrated circuit board 2
3 is connected to the integrated circuit side electrode 27C, and the vibrator side electrode 19C is connected to the integrated circuit side electrode 27C, thereby connecting to the ground portion of the inverter 18. Further, the ground terminal 31 is connected to each capacitor 26 of the CR circuit section 24 as shown in FIG. The power supply terminal 32 is connected to the integrated circuit side electrode 27D, and the vibrator side electrode 19D is connected to the integrated circuit side electrode 27D, thereby connecting to the power supply section of the inverter 18. Further, the output terminal 33 is connected to the CR circuit section 24 in the integrated circuit board 23 as shown in FIG.

【0035】ここで、前記枠体11の振動子用基板12
に形成された振動子13,インバータ18と、前記基体
22の集積回路基板23に形成されたCR回路部24
は、前記振動子側電極19A〜19Dと集積回路側電極
27A〜27Dとを接合することにより、全体として図
12に示すような発振回路34を構成する。
Here, the vibrator substrate 12 of the frame body 11
The oscillator 13, the inverter 18, and the CR circuit portion 24 formed on the integrated circuit board 23 of the base 22.
The oscillator-side electrodes 19A to 19D and the integrated-circuit-side electrodes 27A to 27D are joined together to form an oscillation circuit 34 as shown in FIG.

【0036】35は圧電式発振器10の上段に位置して
形成された封止部材を示し、該封止部材35はセラミッ
ク等からなる小片の板材であり、その外形は前記振動子
用基板12とほぼ同様の正方形に形成されている。
Reference numeral 35 denotes a sealing member formed at the upper stage of the piezoelectric oscillator 10. The sealing member 35 is a small plate material made of ceramic or the like, and its outer shape is the same as the vibrator substrate 12 described above. It is formed in almost the same square shape.

【0037】36は封止部材35の下面に設けられた第
4の接合用金属部を示し、該第4の接合用金属部36は
Ni等の金属材料の薄膜であり、封止部材35の外縁近
傍に全周に亘って形成されている。また、該第4の接合
用金属部36の下面には半田膜37が形成されおり、封
止部材35を振動子用基板12上に接合するときには、
該第4の接合用金属部36と、振動子用基板12の第2
の接合用金属部21とを衝合し、半田膜37を溶融させ
て接合する。
Reference numeral 36 denotes a fourth joining metal portion provided on the lower surface of the sealing member 35. The fourth joining metal portion 36 is a thin film of a metal material such as Ni, and the It is formed over the entire circumference in the vicinity of the outer edge. Further, a solder film 37 is formed on the lower surface of the fourth bonding metal portion 36, and when the sealing member 35 is bonded onto the vibrator substrate 12,
The fourth bonding metal portion 36 and the second substrate 12 for the vibrator
The metal film 21 for joining is abutted, and the solder film 37 is melted and joined.

【0038】本実施例による圧電式発振器10は上述の
ような構成を有するもので、次に、該圧電式発振器10
の製造過程について、主に枠体11,基体22および封
止部材35の接合方法について説明する。
The piezoelectric oscillator 10 according to this embodiment has the above-described structure. Next, the piezoelectric oscillator 10 will be described.
In the manufacturing process of, the method of joining the frame body 11, the base 22, and the sealing member 35 will be mainly described.

【0039】即ち、圧電式発振器10の製造は、枠体1
1,基体22および封止部材35を上述した構成の通り
別々に製造した後、これらを接合して組立ることによっ
て非常に容易に行うことができる。
That is, the piezoelectric oscillator 10 is manufactured by the frame 1
This can be performed very easily by separately manufacturing the base body 22 and the sealing member 35 as described above, and then joining and assembling them.

【0040】まず、枠体11の振動子用基板12を基体
22の集積回路基板23上に接合する。このとき、集積
回路側電極27A,27B,27C,27D上の各半田
膜28を溶融させ、集積回路側電極27A,27B,2
7C,27Dと振動子側電極19A,19B,19C,
19Dとを接合する。これにより、振動子用基板12側
に設けられた振動子13,インバータ18と、集積回路
基板23に設けられたCR回路部24とが電気的に接続
され、図12に示すような発振回路34が構成されるこ
ととなる。
First, the oscillator substrate 12 of the frame 11 is bonded onto the integrated circuit substrate 23 of the base 22. At this time, each solder film 28 on the integrated circuit side electrodes 27A, 27B, 27C, 27D is melted, and the integrated circuit side electrodes 27A, 27B, 2 are formed.
7C, 27D and transducer side electrodes 19A, 19B, 19C,
19D is joined. As a result, the oscillator 13 and the inverter 18 provided on the oscillator substrate 12 side are electrically connected to the CR circuit section 24 provided on the integrated circuit substrate 23, and the oscillator circuit 34 as shown in FIG. Will be configured.

【0041】また、これとほぼ同時に、集積回路基板2
3側の第3の接合用金属部29上に形成された半田膜3
0を溶融させ、振動子用基板12側の第1の接合用金属
部20と前記第3の接合用金属部29とを接合する。こ
れにより、振動子用基板12と集積回路基板23とが正
確に位置決めされ、振動子用基板12の下側接合面12
Aと集積回路基板23の接合面23Aとが気密に接合さ
れる。
Almost at the same time, the integrated circuit board 2
Solder film 3 formed on the third joining metal portion 29 on the third side
0 is melted and the first bonding metal part 20 and the third bonding metal part 29 on the oscillator substrate 12 side are bonded. As a result, the oscillator substrate 12 and the integrated circuit substrate 23 are accurately positioned, and the lower bonding surface 12 of the oscillator substrate 12 is positioned.
A and the joint surface 23A of the integrated circuit board 23 are hermetically joined.

【0042】次に、枠体11の振動子用基板12上に封
止部材35を接合する。このとき、該封止部材35の第
4の接合用金属部36に形成された半田膜37を溶融さ
せ、第4の接合用金属部36と振動子用基板12に形成
された第2の接合用金属部21とを接合する。これによ
り、振動子用基板12上に封止部材35が正確に位置決
めされ、圧電子用基板12の上側接合面12Bが封止部
材35によって気密に施蓋される。
Next, the sealing member 35 is bonded onto the vibrator substrate 12 of the frame 11. At this time, the solder film 37 formed on the fourth bonding metal portion 36 of the sealing member 35 is melted, and the fourth bonding metal portion 36 and the second bonding formed on the vibrator substrate 12 are melted. The metal part 21 for welding is joined. As a result, the sealing member 35 is accurately positioned on the oscillator substrate 12, and the upper bonding surface 12B of the piezoelectric substrate 12 is hermetically sealed by the sealing member 35.

【0043】この結果、振動子13が集積回路基板23
と封止部材35とによって外気から気密に封止されるよ
うになる。なお、枠体11,基体22,封止部材35の
組立を真空で行うことにより、振動子13等を真空封止
することができる。
As a result, the vibrator 13 is integrated into the integrated circuit board 23.
With the sealing member 35, the air is hermetically sealed from the outside air. The oscillator 13, etc. can be vacuum-sealed by assembling the frame body 11, the base 22, and the sealing member 35 in a vacuum.

【0044】また、圧電式発振器10の組立の順序は上
述した順序に限るものでなく、まず枠体11と封止部材
35を接合し、次に枠体11と基体22を接合するよう
にしてもよい。
The order of assembling the piezoelectric oscillator 10 is not limited to the above-described order. First, the frame 11 and the sealing member 35 are joined, and then the frame 11 and the base 22 are joined. Good.

【0045】次に、該圧電式発振器10の動作につい
て、図12に示す発振回路34の回路図に基づいて説明
する。
Next, the operation of the piezoelectric oscillator 10 will be described with reference to the circuit diagram of the oscillation circuit 34 shown in FIG.

【0046】例えば、当該圧電式発振器10をコンピュ
ータ用回路基板に実装する場合に、前記アース電極3
1,電源端子32,出力端子33を前記コンピュータ用
回路基板上でアース用ランド,電源用ランド,クロック
パルス用ランドにそれぞれ接続されるように実装し、前
記電源端子32には所定の直流電圧(例えば5V)が供
給されるようにする。これにより、インバータ18に電
源電圧が供給され、振動子13の金属薄膜17A,17
B間には発振回路34内に発生する乱雑音等による電界
が付与され、振動子13は所定の共振周波数で機械的に
振動する。そして、この振動はインバータ18によって
所定の電圧(例えば5V)に増幅され、出力端子33か
らクロックパルスとして出力される。
For example, when the piezoelectric oscillator 10 is mounted on a computer circuit board, the earth electrode 3 is used.
1, a power supply terminal 32 and an output terminal 33 are mounted on the circuit board for a computer so as to be connected to a ground land, a power supply land, and a clock pulse land, respectively, and a predetermined DC voltage ( For example, 5 V) is supplied. As a result, the power supply voltage is supplied to the inverter 18, and the metal thin films 17A and 17A of the vibrator 13 are supplied.
An electric field due to disturbance noise or the like generated in the oscillation circuit 34 is applied between B, and the vibrator 13 mechanically vibrates at a predetermined resonance frequency. Then, this vibration is amplified to a predetermined voltage (for example, 5V) by the inverter 18, and is output from the output terminal 33 as a clock pulse.

【0047】このように、発振回路34自体は、いわゆ
るコルピッツ回路として一般的に知られたものである
が、本実施例による圧電式発振器10は、振動子13を
含む発振回路34を単一の表面実装部品として一体形成
したものであり、これにより前記コンピュータ用回路基
板上に、単一の当該圧電式発振器10を表面実装するの
みで、別個に発振用の回路を形成する必要がなくなる。
As described above, the oscillation circuit 34 itself is generally known as a so-called Colpitts circuit, but the piezoelectric oscillator 10 according to the present embodiment has a single oscillation circuit 34 including the vibrator 13. This is integrally formed as a surface mount component, and by doing this, it is not necessary to separately form an oscillation circuit by only surface mounting the single piezoelectric oscillator 10 on the computer circuit board.

【0048】さらに、本実施例では、圧電式発振器10
を集積回路基板23,振動子用基板12,封止部材35
の下から順に重畳する構成としたことにより、圧電式発
振器10の実装面積を集積回路基板23の下面の面積の
みとすることができ、実装面積を非常に小さくすること
ができる。
Further, in this embodiment, the piezoelectric oscillator 10 is used.
Integrated circuit board 23, vibrator substrate 12, sealing member 35
With the structure in which the piezoelectric oscillators 10 are superposed in order from the bottom, the mounting area of the piezoelectric oscillator 10 can be limited to the area of the lower surface of the integrated circuit board 23, and the mounting area can be made extremely small.

【0049】かくして、上述のように構成される本実施
例によれば、圧電式発振器10を、基体22,枠体1
1,封止部材35を重畳して接合する3段構造とし、振
動子13およびインバータ18を前記枠体11の振動子
用基板12に、CR回路部24を前記基体22の集積回
路基板23に設けることで、振動子13を包含した発振
回路34を内蔵した単一の表面実装用部品とすることが
でき、圧電式発振器10を非常に小型なものとすること
ができる。
Thus, according to this embodiment having the above-described structure, the piezoelectric oscillator 10 is provided with the base 22, the frame 1
1, a sealing member 35 is superposed and joined to form a three-stage structure, the oscillator 13 and the inverter 18 are provided on the oscillator substrate 12 of the frame 11, and the CR circuit portion 24 is provided on the integrated circuit substrate 23 of the base 22. By providing it, it is possible to form a single surface-mounting component that incorporates the oscillation circuit 34 including the vibrator 13, and the piezoelectric oscillator 10 can be made extremely small.

【0050】即ち、CR回路部24を有する集積回路基
板23,振動子13及びインバータ18を有する振動子
用基板12,封止部材35を縦方向に積み上げる構成と
したため、実装面積を大幅に小さくすることができる。
特に、各コンデンサ26のような比較的大型の電子部品
を集積回路基板23に積層形成したことは、小型化の重
要な要因となっている。
That is, since the integrated circuit board 23 having the CR circuit section 24, the vibrator 13, the vibrator substrate 12 having the inverter 18, and the sealing member 35 are vertically stacked, the mounting area is significantly reduced. be able to.
In particular, stacking relatively large electronic components such as the capacitors 26 on the integrated circuit board 23 is an important factor for downsizing.

【0051】また、本実施例による圧電式発振器10の
製造において、振動子用基板12と集積回路基板23と
を接合する場合は、接合用金属部20,29間を半田膜
30によって溶着すればよく、また、振動子用基板12
上に封止部材35を接合する場合も、接合用金属部2
1,36間を半田膜37によって溶着すればよいから、
各所の接合作業は非常に簡易であり、接合の際には半田
膜30,37の表面張力(セルフアライメント効果)に
よって、振動子用基板12,集積回路基板23,封止部
材35の位置決めも容易である。
Further, in the manufacture of the piezoelectric oscillator 10 according to this embodiment, when the vibrator substrate 12 and the integrated circuit substrate 23 are joined, the joining metal portions 20 and 29 may be welded by the solder film 30. Well, the oscillator substrate 12
Even when the sealing member 35 is bonded on the upper side, the metal part 2 for bonding is also used.
Since the solder film 37 may be welded between the terminals 1 and 36,
The joining work at each place is very simple, and at the time of joining, the oscillator substrate 12, the integrated circuit board 23, and the sealing member 35 can be easily positioned by the surface tension (self-alignment effect) of the solder films 30 and 37. Is.

【0052】さらに、発振回路34を形成するに際し、
振動子用基板12側に設けられた振動子13およびイン
バータ18、集積回路基板23側に設けられたCR回路
部24との電気的な接続は、振動子側電極19A,19
B,19C,19Dと、集積回路側電極27A,27
B,27C,27Dとを各半田膜28によって溶着する
ため、ワイヤボンディング等の必要がなく、接続作業を
非常に容易なものとすることができる。また、ワイヤボ
ンディング,金属薄膜配線等を介さずに電極と電極とを
直接接続したことにより、配線抵抗や浮遊容量等を大幅
に低減することができ、振動子13の共振振動の劣化を
防止することができる。
Further, when forming the oscillation circuit 34,
The vibrator 13 and the inverter 18 provided on the vibrator substrate 12 side and the CR circuit portion 24 provided on the integrated circuit board 23 side are electrically connected to the vibrator side electrodes 19A and 19A.
B, 19C, 19D and integrated circuit side electrodes 27A, 27
Since B, 27C, and 27D are welded by the solder films 28, there is no need for wire bonding or the like, and the connection work can be made very easy. Further, by directly connecting the electrodes without using wire bonding, metal thin film wiring, etc., wiring resistance, stray capacitance, etc. can be significantly reduced, and deterioration of resonance vibration of the vibrator 13 can be prevented. be able to.

【0053】さらにまた、本実施例によれば、枠体11
上に封止部材35を設けたことにより、基体22と封止
部材35とにより振動子13等を気密に封止することが
できる。これにより、封止用の収容カバー等を別個に設
け、当該圧電式発振器をこの収容カバー等に収容する必
要がなくなる。これにより、当該圧電式発振器の大幅な
小型化を図ることができる。
Furthermore, according to this embodiment, the frame 11
By providing the sealing member 35 on the top, the vibrator 13 and the like can be hermetically sealed by the base 22 and the sealing member 35. This eliminates the need to separately provide a sealing accommodating cover or the like and accommodate the piezoelectric oscillator in the accommodating cover or the like. As a result, the size of the piezoelectric oscillator can be greatly reduced.

【0054】次に、本発明の第2の実施例を図13ない
し図15に基づいて説明するに、本実施例の特徴は、第
1の基板としての振動子用基板を他側が閉塞された形状
とし、第1の実施例で述べた封止部材を廃止し、圧電式
発振器の構造を2段構造としたことにある。なお、本実
施例では図1ないし図12に示す前記第1の実施例と同
一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略する
ものとする。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 13 to 15. The feature of this embodiment is that the vibrator substrate as the first substrate is closed on the other side. The shape of the piezoelectric oscillator is abolished from the sealing member described in the first embodiment, and the piezoelectric oscillator has a two-stage structure. In this embodiment, the same components as those of the first embodiment shown in FIGS. 1 to 12 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

【0055】図において、41は本実施例による圧電式
発振器を示し、該圧電式発振器41は、前記第1の実施
例で述べた圧電式発振器10とほぼ同様に、圧電振動子
とその周辺の発振回路とを一体化したもので、表面実装
用部品として用いて好適な発振器である。しかし、該圧
電式発振器41は、後述の振動子44を有する蓋体42
を第1の実施例に用いた基体22上に重畳して接合した
2段構造である点で、前記第1の実施例による圧電式発
振器10と異なる。
In the figure, reference numeral 41 denotes a piezoelectric oscillator according to the present embodiment. The piezoelectric oscillator 41 is similar to the piezoelectric oscillator 10 described in the first embodiment. An oscillator that is integrated with an oscillation circuit and is suitable for use as a surface mounting component. However, the piezoelectric oscillator 41 includes a lid 42 having a vibrator 44 described later.
The piezoelectric oscillator 10 is different from the piezoelectric oscillator 10 according to the first embodiment in that it has a two-stage structure in which the above is bonded and superposed on the substrate 22 used in the first embodiment.

【0056】42は該圧電式発振器41の上段に位置し
て設けられた第1のケースとしての蓋体を示し、43は
該蓋体42の外形を構成する第1の基板としての振動子
用基板を示す。そして、該振動子用基板43の中央に
は、下面から上側に向けて凹状の凹部43Aがエッチン
グ加工により形成されている。また、該振動子用基板4
3の下面は集積回路基板23と接合する接合面43Bと
なっている。
Reference numeral 42 denotes a lid as a first case provided at the upper stage of the piezoelectric oscillator 41, and 43 for a vibrator as a first substrate constituting the outer shape of the lid 42. The board is shown. A concave portion 43A having a concave shape is formed in the center of the oscillator substrate 43 from the lower surface toward the upper side by etching. In addition, the oscillator substrate 4
The lower surface of 3 serves as a bonding surface 43B for bonding with the integrated circuit board 23.

【0057】44は振動子用基板43の凹部43Aの内
部に支持梁45,45を介して振動可能に設けられた圧
電振動子(以下、振動子44という)を示し、該振動子
44は図6に示す第1の実施例による振動子13とほぼ
同様の構成となっている。即ち、本実施例の振動子44
は、シリコン材料からなる振動板46と、該振動板46
上にスパッタ等の手段により着膜形成された圧電薄膜4
7と、圧電薄膜47の上,下両側面に着膜形成された一
対の金属薄膜48A,48Bとから構成されている。な
お、図15では金属薄膜48A,48Bを省略してい
る。
Reference numeral 44 denotes a piezoelectric vibrator (hereinafter referred to as “vibrator 44”) provided inside the recess 43A of the vibrator substrate 43 so as to be capable of vibrating via the support beams 45, 45. The structure is almost the same as that of the vibrator 13 according to the first embodiment shown in FIG. That is, the vibrator 44 of the present embodiment
Is a diaphragm 46 made of a silicon material, and the diaphragm 46
Piezoelectric thin film 4 formed on the surface by means such as sputtering
7 and a pair of metal thin films 48A, 48B formed on both upper and lower side surfaces of the piezoelectric thin film 47. The metal thin films 48A and 48B are omitted in FIG.

【0058】49は振動子用基板43内に積層形成され
た第1の回路部としてのインバータを示し、該インバー
タ49は前記第1の実施例で述べたインバータ18と同
様のものである。
Reference numeral 49 designates an inverter as a first circuit portion laminatedly formed in the vibrator substrate 43, and the inverter 49 is the same as the inverter 18 described in the first embodiment.

【0059】50A,50B,50C,50Dは振動子
用基板43の下側面に形成された4個の振動子側電極を
示し、該振動子側電極50A,50B,50C,50D
は、前記第1の実施例で述べた振動子側電極19A,1
9B,19C,19Dとほぼ同様に形成されている。ま
た、振動子側電極50A,50Bは金属薄膜48A,4
8Bを介して圧電薄膜47にそれぞれ接続されると共
に、インバータ49の入力側,出力側にもそれぞれ接続
されている。一方、振動子側電極50C,50Dはイン
バータ49のアース部,電源部にそれぞれ接続されてい
る。なお、振動子側電極50A,50B,50C,50
Dとインバータ49との間の各接続は金属薄膜等の配線
による。
Reference numerals 50A, 50B, 50C, and 50D denote four vibrator-side electrodes formed on the lower surface of the vibrator substrate 43, and the vibrator-side electrodes 50A, 50B, 50C, and 50D.
Is the vibrator-side electrode 19A, 1 described in the first embodiment.
9B, 19C and 19D are formed in substantially the same manner. In addition, the transducer-side electrodes 50A and 50B are the metal thin films 48A and 4B.
It is connected to the piezoelectric thin film 47 via 8B, and is also connected to the input side and the output side of the inverter 49. On the other hand, the vibrator-side electrodes 50C and 50D are connected to the ground portion and the power source portion of the inverter 49, respectively. The transducer side electrodes 50A, 50B, 50C, 50
Each connection between D and the inverter 49 is made by wiring such as a metal thin film.

【0060】51は振動子用基板43の接合面43Bに
形成された接合用金属部を示し、該接合用金属部51
は、前記第1の実施例で述べた第1の接続用金属部20
とほぼ同様にNi等の金属材料からなり振動子用基板4
3の枠形状に沿って全周に亘って形成され、振動子用基
板43から下側に向けて僅かに突出する程度の厚みを有
している。そして、該接合用金属部51は振動子用基板
43と集積回路基板23とを接合するためのもので、集
積回路基板23の接合用金属部29上に半田膜30によ
って溶着される。
Reference numeral 51 denotes a bonding metal portion formed on the bonding surface 43B of the vibrator substrate 43. The bonding metal portion 51
Is the first connecting metal portion 20 described in the first embodiment.
Substantially similar to the above, the vibrator substrate 4 is made of a metal material such as Ni
It is formed over the entire circumference along the frame shape of No. 3, and has a thickness that slightly projects downward from the oscillator substrate 43. The bonding metal part 51 is for bonding the oscillator substrate 43 and the integrated circuit board 23, and is welded onto the bonding metal part 29 of the integrated circuit board 23 by the solder film 30.

【0061】このように構成される本実施例によっても
前記第1の実施例と同様の作用効果を得ることができる
が、特に、本実施例では、振動子用基板43に凹部43
Aを形成し、該凹部43Aの内部に振動子44を設ける
構成としたから、本実施例による圧電式発振器41は、
前記振動子用基板43の上側が閉塞された形状であるた
め、前記第1の実施例で述べた封止部材35を廃止する
ことができる。
According to this embodiment having the above-described structure, the same effects as those of the first embodiment can be obtained. In particular, in this embodiment, the recess 43 is formed in the oscillator substrate 43.
Since the piezoelectric oscillator 41 according to the present embodiment has a structure in which A is formed and the vibrator 44 is provided inside the recess 43A,
Since the upper side of the oscillator substrate 43 is closed, the sealing member 35 described in the first embodiment can be omitted.

【0062】即ち、本実施例では、振動子用基板43と
集積回路基板23とを接合するだけで、振動子44を気
密に封止することができるから、部品点数の削減,製造
の簡素化を図ることができる。
That is, in this embodiment, the oscillator 44 can be hermetically sealed only by joining the oscillator substrate 43 and the integrated circuit substrate 23, so that the number of parts is reduced and the manufacturing is simplified. Can be achieved.

【0063】なお、前記各実施例では、図12に示すよ
うな回路構成の発振回路34を圧電式発振器10(4
1)内に構成するものとして述べたが、本発明はこれに
限るものでない。即ち、発振回路における抵抗,コンデ
ンサの個数やインバータ等のCMOS回路の種類等につ
いては、当該圧電式発振器の発振周波数や用途等によっ
て自由に設定してよい。これに伴い、振動子用基板12
(43),集積回路基板23にそれぞれ設けられた電極
の個数や、集積回路基板23のアース端子31等の外部
接続用の端子の個数も増加,減少することとなる。
In each of the above embodiments, the oscillator circuit 34 having the circuit configuration shown in FIG.
Although described as being configured in 1), the present invention is not limited to this. That is, the number of resistors and capacitors in the oscillator circuit, the type of CMOS circuit such as an inverter, and the like may be freely set depending on the oscillation frequency of the piezoelectric oscillator and the application. Accordingly, the oscillator substrate 12
(43) The number of electrodes provided on the integrated circuit board 23 and the number of external connection terminals such as the ground terminal 31 of the integrated circuit board 23 are increased or decreased.

【0064】また、前記各実施例では、振動子用基板1
2(43)と集積回路基板23との接合や、振動子用基
板12と封止部材35との接合を半田膜30,37によ
って溶着するものとして述べたが、本発明はこれに限る
ものでなく、溶融接合,固相拡散接合等の手段を用いて
もよい。
In each of the above embodiments, the vibrator substrate 1 is used.
2 (43) and the integrated circuit board 23 and the vibrator substrate 12 and the sealing member 35 are welded by the solder films 30 and 37, but the present invention is not limited to this. Alternatively, means such as fusion bonding or solid phase diffusion bonding may be used.

【0065】さらに、前記各実施例では、圧電式発振器
10(41)をコンピュータ用基板上に実装し、コンピ
ュータ用のクロックパルス発振器として用いる場合を例
に挙げて説明したが、本発明による圧電式発振器は他の
電子機器用の発振器として広く用いることができる。
Further, in each of the above-mentioned embodiments, the piezoelectric oscillator 10 (41) is mounted on the computer board and used as the clock pulse oscillator for the computer, but the piezoelectric oscillator according to the present invention is used. The oscillator can be widely used as an oscillator for other electronic devices.

【0066】[0066]

【発明の効果】以上詳述した通り、請求項1の発明によ
れば、圧電振動子,第1の回路部および第2の回路部と
からなる発振回路を単一のチップ部品とすることがで
き、かつ、実装面積を大幅に小さくすることができる。
As described in detail above, according to the first aspect of the invention, the oscillation circuit including the piezoelectric vibrator, the first circuit portion and the second circuit portion can be formed as a single chip component. In addition, the mounting area can be significantly reduced.

【0067】また、請求項2の発明によれば、第1の基
板側の圧電振動子,第1の回路部と第2の基板側の第2
の回路部とを複数の電極により接続する構成であるた
め、金属薄膜配線の形成やワイヤボンディング等が不要
となり、製造を大幅に簡素化することができる。
According to the invention of claim 2, the piezoelectric vibrator on the side of the first substrate, the first circuit portion and the second circuit on the side of the second substrate.
Since the circuit part is connected by a plurality of electrodes, formation of metal thin film wiring, wire bonding, etc. are not required, and the manufacturing can be greatly simplified.

【0068】さらに、請求項3の発明によれば、第1の
基板の一側に第2の基板を重畳して設け、該第1の基板
の他側に封止部材を重畳して設けることにより、第1の
基板に形成された圧電振動子を封止する構成としたた
め、封止用の収容カバー等を個別に設け、当該圧電式発
振器をこの収容カバー等に収容する必要がなくなる。こ
れにより、当該圧電式発振器の大幅な小型化を図ること
ができる。
Further, according to the invention of claim 3, the second substrate is provided on one side of the first substrate in an overlapping manner, and the sealing member is provided on the other side of the first substrate in an overlapping manner. Thus, since the piezoelectric vibrator formed on the first substrate is sealed, it is not necessary to separately provide a sealing accommodating cover or the like and accommodate the piezoelectric oscillator in the accommodating cover or the like. As a result, the size of the piezoelectric oscillator can be greatly reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例による圧電式発振器を示
す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a piezoelectric oscillator according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施例による圧電式発振器を分
解状態として示す分解斜視図である。
FIG. 2 is an exploded perspective view showing the piezoelectric oscillator according to the first embodiment of the present invention in an exploded state.

【図3】第1の実施例による枠体を示す平面図である。FIG. 3 is a plan view showing a frame body according to the first embodiment.

【図4】第1の実施例による枠体を示す底面図である。FIG. 4 is a bottom view showing the frame body according to the first embodiment.

【図5】図3中の矢示V−V方向縦断面図である。5 is a vertical sectional view taken along the line VV in FIG.

【図6】図5中の圧電振動子の振動板,圧電薄膜および
金属薄膜等の要部を拡大して示す縦断面図である。
FIG. 6 is an enlarged vertical cross-sectional view showing essential parts of a vibration plate, a piezoelectric thin film, a metal thin film, and the like of the piezoelectric vibrator shown in FIG.

【図7】第1の実施例による基体を示す平面図である。FIG. 7 is a plan view showing a base body according to the first embodiment.

【図8】第1の実施例による基体を示す底面図である。FIG. 8 is a bottom view showing the base body according to the first embodiment.

【図9】図7中の矢示IX−IX方向縦断面図である。9 is a vertical sectional view taken along the line IX-IX in FIG.

【図10】第1の実施例による封止部材を示す縦断面図
である。
FIG. 10 is a vertical cross-sectional view showing a sealing member according to the first embodiment.

【図11】第1の実施例による封止部材の底面図であ
る。
FIG. 11 is a bottom view of the sealing member according to the first embodiment.

【図12】第1の実施例によって構成される発振回路を
示す回路図である。
FIG. 12 is a circuit diagram illustrating an oscillator circuit configured according to a first example.

【図13】本発明の第2の実施例による発振器の斜視図
である。
FIG. 13 is a perspective view of an oscillator according to a second embodiment of the present invention.

【図14】第2の実施例による蓋体を示す底面図であ
る。
FIG. 14 is a bottom view showing the lid body according to the second embodiment.

【図15】図14中の矢示XV−XV方向縦断面図である。15 is a vertical cross-sectional view taken along arrow XV-XV in FIG.

【図16】従来技術による集積型圧電薄膜機能素子を示
す斜視図である。
FIG. 16 is a perspective view showing an integrated piezoelectric thin film functional device according to a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10,41 圧電式発振器 11 枠体(第1のケース部) 12,43 振動子用基板(第1の基板) 13,44 圧電振動子 18,49 インバータ(第1の回路部) 19A,19B,19C,19D,50A,50B,5
0C,50D 振動子側電極 22 基体(第2のケース部) 23 集積回路基板(第2の基板) 24 CR回路部(第2の回路部) 27A,27B,27C,27D 集積回路側電極 34 発振回路 35 封止部材 42 蓋体(第1のケース部)
10, 41 Piezoelectric oscillator 11 Frame body (first case part) 12,43 Transducer substrate (first substrate) 13,44 Piezoelectric oscillator 18,49 Inverter (first circuit portion) 19A, 19B, 19C, 19D, 50A, 50B, 5
0C, 50D Transducer side electrode 22 Base (second case part) 23 Integrated circuit board (second substrate) 24 CR circuit part (second circuit part) 27A, 27B, 27C, 27D Integrated circuit side electrode 34 Oscillation Circuit 35 Sealing member 42 Lid (first case portion)

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 シリコンからなる第1の基板に圧電振動
子と第1の回路部を設けてなる第1のケース部と、第2
の基板に前記圧電振動子および第1の回路部と電気的に
接続すべき第2の回路部を設けてなる第2のケース部
と、前記第1,第2のケース部を一体化するため、前記
第1の基板に対し第2の基板を接合することにより、前
記圧電振動子,第1の回路部および第2の回路部によっ
て形成される発振回路とから構成してなる圧電式発振
器。
1. A first case part comprising a piezoelectric substrate and a first circuit part provided on a first substrate made of silicon, and a second case part.
To integrate the first and second case parts with the second case part in which the piezoelectric vibrator and the second circuit part to be electrically connected to the first circuit part are provided on the substrate. A piezoelectric oscillator comprising a piezoelectric vibrator, an oscillation circuit formed by the first circuit section and the second circuit section by bonding a second substrate to the first substrate.
【請求項2】 前記第1の基板側の圧電振動子および第
1の回路部と第2の基板側の第2の回路部とを電気的に
接続するために、前記第1の基板の一側面と、該第1の
基板の一側面と対向する前記第2の基板の他側面には、
複数の電極をそれぞれ設けてなる請求項1記載の圧電式
発振器。
2. A piezoelectric substrate and a first circuit portion on the side of the first substrate are electrically connected to a second circuit portion on the side of the second substrate so as to electrically connect the first circuit portion to the piezoelectric substrate. A side surface and another side surface of the second substrate facing the one side surface of the first substrate,
The piezoelectric oscillator according to claim 1, wherein a plurality of electrodes are provided respectively.
【請求項3】 前記第1の基板の他側面には、前記圧電
振動子を封止する封止部材を設けてなる請求項1または
2記載の圧電式発振器。
3. The piezoelectric oscillator according to claim 1, wherein a sealing member that seals the piezoelectric vibrator is provided on the other side surface of the first substrate.
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