特許 6075375 表面実装型圧電発振器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6075375

(24)【登録日】2017年1月20日

(45)【発行日】2017年2月8日

(54)【発明の名称】表面実装型圧電発振器

(51)【国際特許分類】

   H03B 5/32 20060101AFI20170130BHJP

   H01L 23/04 20060101ALI20170130BHJP

   H01L 21/60 20060101ALI20170130BHJP

   H01L 25/00 20060101ALI20170130BHJP

【ＦＩ】

   H03B5/32 H

   H01L23/04 E

   H01L21/60 311Q

   H01L25/00 B

【請求項の数】8

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2014-520871(P2014-520871)

(86)(22)【出願日】2013年3月27日

(86)【国際出願番号】JP2013002095

(87)【国際公開番号】WO2013190749

(87)【国際公開日】20131227

【審査請求日】2015年10月9日

(31)【優先権主張番号】特願2012-137447(P2012-137447)

(32)【優先日】2012年6月19日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000149734

【氏名又は名称】株式会社大真空

(74)【代理人】

【識別番号】100086737

【弁理士】

【氏名又は名称】岡田 和秀

(72)【発明者】

【氏名】古城 琢也

【審査官】 橋本 和志

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０００−１５１２８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１００９３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１７６３１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１３３８５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１９８２２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１０１２７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２３５５４４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０３Ｂ ５／３２

Ｈ０１Ｌ ２１／６０

Ｈ０１Ｌ ２３／０４

Ｈ０１Ｌ ２５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

平面視外形が矩形形状で３層以上に積層された複数のセラミック基板層からなり、かつ、前記複数のセラミック基板層の前記矩形の４角それぞれに上下方向に伸長するキャスタレーションが形成され、かつ、複数の内部端子パッドが形成された収納部と、外底面に４つ以上の外部端子が形成された外装部とを有する絶縁性のベースと、
前記複数の内部端子パッドの一部と電気的に接続される集積回路素子と、前記複数の内部端子パッドの他の一部と電気的に接続され、前記集積回路素子と電気的に接続される圧電振動素子と、
を有する圧電発振器であって、
前記外部端子のうち、前記４つの外部端子は、前記４角のキャスタレーションに接しない状態で近接して形成されており、
前記４つの外部端子のうちの１つが、交流出力用外部端子を構成しており、
前記複数の内部端子パッドの前記一部と前記他の一部は、異なるセラミック基板層それぞれの面（以下、異層面）に形成されており、
前記複数の内部端子パッドの前記一部と前記他の一部とを接続する外部露出配線パターンが、前記３層以上のセラミック基板層のうち、最上層のセラミック基板層と最下層のセラミック基板層との間にある中間層のセラミック基板層の前記矩形の４角のうちの一対の角の一方の第１キャスタレーションの上面と第２キャスタレーションの上面とのみに形成されており、
前記第１キャスタレーションは、該矩形の４角のうち前記交流出力用外部端子に近接する角の第３キャスタレーションに対して前記ベースの長辺方向で対向するキャスタレーションであり、
前記第２キャスタレーションは、前記第３キャスタレーションに対して前記ベースの前記平面視矩形上で対角線方向に位置する角のキャスタレーションであることを特徴とする圧電発振器。

【請求項2】

前記ベースの収納部に搭載された圧電振動素子は、中央の矩形状の空間を囲う矩形状の枠体として構成された最上層のセラミック基板層の上面の接合領域に蓋を被せて気密封止されており、
前記最上層のセラミック基板層における前記枠体の外側の４角にのみ前記キャスタレーションが形成されており、
前記最上層のセラミック基板層における前記枠体の内側の４角に面取り部あるいは曲率部が形成されている、請求項１に記載の圧電発振器。

【請求項3】

前記集積回路素子は矩形状で一主面に前記複数の内部端子パッドの前記一部とバンプを介してフリップチップボンディングされるパッドを有しており、
前記集積回路素子の前記パッドは、前記集積回路素子の第１辺に近接して形成された２つの対向する第１パッドと、前記集積回路素子の前記第１辺に対向する第２辺に近接して形成された２つの対向する第２パッドと、前記第１パッドと前記第２パッドとの間に各々形成された２つの対向する第３パッドとを有し、前記２つの第２パッドのうちの一方が交流出力となり、
前記ベースの前記複数の内部端子パッドは、
前記圧電振動素子と電気的に接続されるとともに前記集積回路素子の前記２つの対向する第１パッドと接合される２つの対向する第１内部端子パッドと、前記２つの対向する第２パッドと接合される２つの対向する第２内部端子パッドと、前記２つの対向する第３パッドそれぞれと接合されるもので前記第１内部端子パッドと前記第２内部端子パッドとの間に介在する２つの対向する第３内部端子パッドとを有し、
前記２つの対向する第１内部端子パッドそれぞれの周囲の一部に沿って、前記２つの対向する第３内部端子パッドそれぞれと当該２つの対向する第３内部端子パッドそれぞれを延出する２つの配線パターンとが同一面に形成されて輻射ノイズ遮断用導電路が構成され、
前記第１内部端子パッドと前記第２内部端子パッドとが前記輻射ノイズ遮断用導電路を間にして隔てられている、請求項１または２に記載の圧電発振器。

【請求項4】

前記圧電振動素子は、ＡＴカットされた水晶振動板である請求項１ないし３のいずれか一項に記載の圧電発振器。

【請求項5】

前記ベースは、最下層の底部と、中間層の第１堤部と、最上層の第２堤部と、から構成され、前記最下層の底部は、セラミック材料からなる平面視矩形状の一枚板で構成され、前記中間層の第１堤部は、前記最下層の底部上にセラミック材料により平面視枠形状に積層され、前記最上層の第２堤部は、前記中間層の第１堤部上にセラミック材料により平面視枠形状に積層され、
前記最下層のベースの収納部は、前記中間層の第１堤部により形成されて前記集積回路素子が収納される第１収納部と、前記最上層の第２堤部により形成されて前記圧電振動素子が収納される第２収納部とを有し、前記第１収納部の内底面に、前記複数の内部端子パッドが形成されている、請求項１に記載の圧電発振器。

【請求項6】

前記ベースは、中間層の中板部と、上層の第３堤部と、下層の第４堤部とから構成され、前記中間層の中板部は、セラミック材料により平面視矩形状に形成された一枚板のものであり、前記上層の第３堤部は、前記中間層の中板部の上にセラミック材料により平面視枠形状に積層され、前記下層の第４堤部は、前記中間層の中板部の下にセラミック材料により平面視枠形状に積層され、前記ベースの収納部は、前記上層の第３堤部により形成されて前記圧電振動素子が収納される第３収納部と、前記下層の第４堤部により形成されて前記集積回路素子が収納される第４収納部とにより形成され、前記第４収納部の内底面に、前記第１〜第３内部端子パッドが形成されている、請求項１に記載の圧電発振器。

【請求項7】

前記２つの対向する第１内部端子パッドを前記ベースの前記矩形４角の４つのキャスタレーションのうち、前記第１および前記第２キャスタレーションにそれぞれ延出する２つの第１配線パターンと、前記２つの対向する第２内部端子パッドを前記第１および前記第２キャスタレーションに対向する残り２つのキャスタレーションにそれぞれ延出する２つの第２配線パターンと、前記２つの対向する第３内部端子パッドそれぞれを延出する前記２つの配線パターンから前記ベースの内底面の端部にまで、前記ベースの短辺方向に延出された２つのノイズ遮断用配線パターンと、を有する、請求項３に記載の圧電発振器。

【請求項8】

前記中間層の前記セラミック基板層のキャスタレーションが、前記最上層と前記最下層の前記セラミック基板層それぞれのうちの少なくとも一方のキャスタレーションより相対的に内奥に凹んでいる、請求項１に記載の圧電発振器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、上面が開口し、内部に収納部を有するベースと、前記開口を封止する蓋とでパッケージが構成され、このベースの収納部に圧電振動素子と集積回路素子とが収納された表面実装型圧電発振器（以下、単に圧電発振器と称する）に関するものであって、特に圧電発振器のパッケージ構造を改善することに関するものである。

【背景技術】

【0002】

水晶振動板等の圧電振動素子を用いた圧電発振器は、安定して精度の高い発振周波数を得ることができる。そのため、かかる圧電発振器は、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ている。このような圧電発振器においては、上面が開口した絶縁性のベースの収納部に前記集積回路素子を配置するとともに、集積回路素子の上方に圧電振動素子を支持固定し、蓋によりベース内部の気密封止を行ったものである。このような構成は、発振用増幅器としてＣＭＯＳ等のインバータ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、シンプルな構成となり、低コスト化に寄与する。このような圧電発振器では、ワイヤボンディングに比較して小型化低背化が実現できることから、特許文献１にも示すように、セラミックのベースの収納部の内部端子パッドに集積回路素子のパッドを、金等の金属バンプを用いて超音波熱圧着によるフリップチップボンディングされることが近年多くなっている。

【0003】

なお、図１０に、上記したベース内に収納される圧電発振器の回路の一例を示す。

【0004】

１００は集積回路素子、２００は圧電振動素子である。

【0005】

集積回路素子１００は、例えば、インバータ増幅器ＡＭＰ１，ＡＭＰ２と、帰還抵抗Ｒｆと、制限抵抗Ｒｄと、コンデンサＣ１，Ｃ２と、を含む。Ｐ１〜Ｐ３は集積回路素子１００側の信号入出力部である。Ｐ４，Ｐ５は圧電振動素子２００側の信号入出力部である。集積回路素子１００の出力部Ｐ３から交流や高周波の信号ｉ１が出力される。圧電振動素子２００の入出力部Ｐ５，Ｐ４と集積回路素子１００の入出力部Ｐ１，Ｐ２との間に交流の信号ｉ２が流れる。このような回路接続で集積回路素子、圧電振動素子は、ベース内に収納される。信号ｉ１，ｉ２の入出力部Ｐ１〜Ｐ５は、ベース内において、集積回路素子のパッド、ベースの内部端子パッド、圧電振動素子のパッド、配線パターンにより接続される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００１−２９１７４２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

このような圧電発振器では、小型化すると、集積回路素子の出力パッド(図１０の信号出力部Ｐ３に対応するパッド）と接続されるベースの出力用内部端子パッドから出力用配線パターン等（集積回路素子の信号出力部）を流れる交流や高周波の信号が発生する不要な輻射（以下、輻射ノイズという）により、圧電発振器の動作に悪影響を及ぼされやすい。

【0008】

特に、圧電発振器では、集積回路素子の信号出力部を流れる集積回路素子信号の周波数と、圧電振動素子の信号入出力部を接続する入力用内部端子パッドおよびこれらを接続する配線パターン等（圧電振動素子の接続部）を流れる圧電振動素子信号の周波数とが同じであっても、両信号間で、位相ずれや、信号波形の相違による電位差が生じている。このため、これらの相違点から前記集積回路素子信号と前記圧電振動素子信号との相互作用により、動作上の不具合を起こすことがあった。一般的に、圧電振動素子用の接続部では圧電振動素子信号は正弦波であるのに対して、前記集積回路素子の出力部では集積回路素子信号は矩形波となっているので、集積回路素子信号には主振動以外にも輻射ノイズとなる高周波成分が含まれている。この高周波ノイズ成分は、圧電発振器としての周波数が高くなるほど電磁波として輻射されやすい。この輻射は、発信源となる圧電振動素子信号等に悪影響を与えるおそれがある。

【0009】

そこで、本発明は、小型化しても、輻射ノイズの悪影響を受けにくい構造として、電気的特性に優れた、かつ、動作上の信頼性が高い圧電発振器を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

（１）上記の目的を達成するために、本発明の圧電発振器においては、
平面視外形が矩形形状で３層以上に積層された複数のセラミック基板層からなり、かつ、前記複数のセラミック基板層の前記矩形の４角それぞれに上下方向に伸長するキャスタレーションが形成され、かつ、複数の内部端子パッドが形成された収納部と、外底面に４つ以上の外部端子が形成された外装部とを有する絶縁性のベースと、
前記複数の内部端子パッドの一部と電気的に接続される集積回路素子と、前記複数の内部端子パッドの他の一部と電気的に接続され、前記集積回路素子と電気的に接続される圧電振動素子と、
を有する圧電発振器であって、
前記外部端子のうち、前記４つの外部端子は、前記４角のキャスタレーションに接しない状態で近接して形成されており、
前記４つの外部端子のうちの１つが、交流出力用外部端子を構成しており、
前記複数の内部端子パッドの前記一部と前記他の一部は、異なるセラミック基板層それぞれの面（以下、異層面）に形成されており、
前記複数の内部端子パッドの前記一部と前記他の一部とを接続する外部露出配線パターンが、前記３層以上のセラミック基板層のうち、最上層のセラミック基板層と最下層のセラミック基板層との間にある中間層のセラミック基板層の前記矩形の４角のうちの一対の角の一方の第１キャスタレーションの上面と第２キャスタレーションの上面とのみに形成されており、
前記第１キャスタレーションは、該矩形の４角のうち前記交流出力用外部端子に近接する角の第３キャスタレーションに対して前記ベースの長辺方向で対向するキャスタレーションであり、
前記第２キャスタレーションは、前記第３キャスタレーションに対して前記ベースの前記平面視矩形上で対角線方向に位置する角のキャスタレーションであることを特徴とする。

【0011】

本発明によれば、前記集積回路素子用の第１パッドと前記圧電振動素子用の第２パッドとを接続する配線パターンの一部について、中間層のセラミック基板層の一対の角のキャスタレーションの上面に形成された外部露出配線パターンのみで前記２つの異層面を接続することで、集積回路素子用の第１パッドと圧電振動素子用の第２パッドとを接続する導電路（配線パターン）のうち、前記２つの異層面間を接続する導電路を前記交流出力用外部端子から遠い位置に配置することができる。

【0012】

セラミック基板層の異層面間を接続する導電路である前記外部露出配線パターンは、前記交流出力用外部端子を流れる交流や高周波信号による輻射ノイズが発生した場合、この輻射ノイズの発生源に対向する面積が他の配線パターンより大きいため、その悪影響を強く受けやすい部分となる。しかし本発明では前記輻射ノイズを発生しても、この交流出力用外部端子から遠い位置に前記外部露出配線パターンを配置しているので、前記輻射ノイズによる悪影響を極力抑えることが可能となる。

【0013】

特に、圧電発振器が小型化されると、外部端子や配線パターン、内部端子パッド等の形成位置がますます制限される中で、前記交流出力用外部端子と前記外部露出配線パターンとの距離も短くなり、その悪影響もより一層受けやすくなるが、本発明では表面実装型圧電発振器の小型化を妨げることなく、輻射ノイズの悪影響を抑えることができる。

【0014】

また、前記外部露出配線パターンを、圧電振動素子の特性を計測する外部測定端子としても活用することができるので、外部測定端子を設けるためにベースの長辺や短辺に別途キャスタレーションを形成する必要がない。特に、圧電発振器が小型化されると、キャスタレーションをベースの長辺や短辺に形成することで、ベースの収納部を狭めたり、ベースの強度を低下させたり、蓋との封止領域が確保しにくくなるという問題がより顕著なものとなるが、これらの不具合が生じることがない。また、最終製品の状態で計測が行えるので、より正確な計測が行える。

【0015】

また、４つの外部端子がベース外底面の４角のキャスタレーションに接しない状態で近接して形成され、外部露出配線パターンが中間層のセラミック基板層の一対の角のキャスタレーションの上面のみに形成されているので、回路基板に圧電発振器を半田接合しても、半田がベースのキャスタレーションを伝って這い上がることがなく、ベースの封止領域に蓋を金属系の封止材料で接合したとしても、当該封止材料がベースのキャスタレーションを伝って垂れ下がることもない。このため外部端子と前記外部測定端子とが短絡したり、蓋の封止材料と外部測定端子が短絡したりすることがない。

【0016】

（２）本発明において、好ましい態様は、本発明の請求項２に示すように、上述の構成に加え、前記ベースの収納部に搭載された圧電振動素子は、中央の矩形状の空間を囲う矩形状の枠体として構成された最上層のセラミック基板層の上面の接合領域に蓋を被せて気密封止されており、前記最上層のセラミック基板層は、前記枠体の外側の４角にのみ前記キャスタレーションが形成されており、前記枠体の内側の４角に面取り部あるいは曲率部が形成されてもよい。

【0017】

上記構成により、上述の作用効果に加えて、最上層のセラミック基板層のキャスタレーションが前記枠体の外側の４角のみであり、このキャスタレーションに近接する前記枠体の内側の４角に面取り部あるいは曲率部が形成されているので、ベースの強度を向上させながら、蓋との接合領域を狭めることもなく、圧電発振器のさらなる小型化に対応することができる。

【0018】

（３）本発明において、好ましい実施態様は、本発明の請求項３に示すように、上述の構成に加え、前記集積回路素子は矩形状で一主面に前記複数の内部端子パッドの前記一部とバンプを介してフリップチップボンディングされるパッドを有しており、
前記集積回路素子の前記パッドは、前記集積回路素子の第１辺に近接して形成された２つの対向する第１パッドと、前記集積回路素子の前記第１辺に対向する第２辺に近接して形成された２つの対向する第２パッドと、前記第１パッドと前記第２パッドとの間に各々形成された２つの対向する第３パッドとを有し、前記２つの第２パッドのうちの一方が交流出力となり、
前記ベースの前記複数の内部端子パッドは、
前記圧電振動素子と電気的に接続されるとともに前記集積回路素子の前記２つの対向する第１パッドと接合される２つの対向する第１内部端子パッドと、前記２つの対向する第２パッドと接合される２つの対向する第２内部端子パッドと、前記２つの対向する第３パッドそれぞれと接合されるもので前記第１内部端子パッドと前記第２内部端子パッドとの間に介在する２つの対向する第３内部端子パッドとを有し、
前記２つの対向する第１内部端子パッドそれぞれの周囲の一部に沿って、前記２つの対向する第３内部端子パッドそれぞれと当該２つの対向する第３内部端子パッドそれぞれを延出する２つの配線パターンとが同一面に形成されて輻射ノイズ遮断用導電路が構成され、
前記第１内部端子パッドと前記第２内部端子パッドとが前記輻射ノイズ遮断用導電路を間にして隔てられている。

【0019】

上記構成により、上述の作用効果に加えて、前記第１内部端子パッドの周囲の一部に沿って、前記第３内部端子パッドと当該第３内部端子パッドを延出する配線パターンとを同一面に形成することで、前記圧電振動素子と電気的に接続された第１内部端子パッドと前記交流出力が一方に含まれる第２内部端子パッドとを同一面の前記第３内部端子パッドとその配線パターンを介して隔てて形成することができる。このため、前記第２内部端子パッドの一方を流れる交流や高周波信号が不要な輻射ノイズが発生しても、前記第３内部端子パッドと当該第３内部端子パッドを延出する配線パターンによる導電路で遮断され、同一面上でより悪影響の受けやすい前記圧電振動素子と接続された第１内部端子パッドへ届きにくくなる。つまり前記第２内部端子パッドの交流出力から発生する不要輻射（輻射ノイズ）の影響が、前記第１内部電極パッドに電気的に接続する圧電振動素子に及ぶのを抑制することが可能となる。

【0020】

特に、圧電発振器では、前記第２内部端子パッドの一方の交流出力を流れる信号の周波数と、圧電振動素子を接続する前記第１内部端子パッドに流れる信号の周波数とが同じ場合であっても、位相がズレてしまい、さらに信号波形が違うために電位差が生じているので、これらの相違点から前記第２内部端子パッドの交流出力側と前記第１内部端子パッドとの相互作用による不具合を起こす原因となることがあった。これに対して、本発明によれば、前記圧電振動素子と電気的に接続された第１内部端子パッドと前記交流出力が一方に含まれる第２内部端子パッドとを同一面の前記第３内部端子パッドと当該第３内部端子パッドを延出する配線パターンとによる導電路で遮断されているので、前記相互作用による不具合を抑えることが可能となる。

【0021】

（４）本発明において、好ましい実施態様は、本発明の請求項４に示すように、上述の構成に加え、前記圧電振動素子は、ＡＴカットされた水晶振動板である。

【0022】

（５）本発明において、好ましい実施態様は、本発明の請求項５に示すように、上述の構成に加え、前記ベースは、最下層の底部と、中間層の第１堤部と、最上層の第２堤部と、から構成され、前記最下層の底部は、セラミック材料からなる平面視矩形状の一枚板で構成され、前記中間層の第１堤部は、前記最下層の底部上にセラミック材料により平面視枠形状に積層され、前記最上層の第２堤部は、前記中間層の第１堤部上にセラミック材料により平面視枠形状に積層され、
前記最下層のベースの収納部は、前記中間層の第１堤部により形成されて前記集積回路素子が収納される第１収納部と、前記最上層の第２堤部により形成されて前記圧電振動素子が収納される第２収納部とを有し、前記第１収納部の内底面に、前記複数の内部端子パッドが形成されている。

【0023】

（６）本発明において、好ましい実施態様は、本発明の請求項６に示すように、上述の構成に加え、前記ベースは、中間層の中板部と、上層の第３堤部と、下層の第４堤部とから構成され、前記中間層の中板部は、セラミック材料により平面視矩形状に形成された一枚板のものであり、前記上層の第３堤部は、前記中間層の中板部の上にセラミック材料により平面視枠形状に積層され、前記下層の第４堤部は、前記中間層の中板部の下にセラミック材料により平面視枠形状に積層され、前記ベースの収納部は、前記上層の第３堤部により形成されて前記圧電振動素子が収納される第３収納部と、前記下層の第４堤部により形成されて前記集積回路素子が収納される第４収納部とにより形成され、前記第４収納部の内底面に、前記第１〜第３内部端子パッドが形成されている。

【0024】

（７）本発明において、好ましい実施態様は、本発明の請求項７に示すように、上述の構成に加え、前記２つの対向する第１内部端子パッドを前記ベースの前記矩形４角の４つのキャスタレーションのうち、前記第１および前記第２キャスタレーションにそれぞれ延出する２つの第１配線パターンと、前記２つの対向する第２内部端子パッドを前記第１および前記第２キャスタレーションに対向する残り２つのキャスタレーションにそれぞれ延出する２つの第２配線パターンと、前記２つの対向する第３内部端子パッドそれぞれを延出する前記２つの配線パターンから前記ベースの内底面の端部にまで、前記ベースの短辺方向に延出された２つのノイズ遮断用配線パターンと、を有する。

【0025】

（８）本発明において、好ましい実施態様は、本発明の請求項８に示すように、上述の構成に加え、前記中間層の前記セラミック基板層のキャスタレーションが、前記最上層と前記最下層の前記セラミック基板層それぞれのうちの少なくとも一方キャスタレーションより内奥に凹んでいる。

【発明の効果】

【0026】

以上のように、本発明は、小型化に対応させながら、輻射ノイズの悪影響を受けにくい電気的特性の優れたより信頼性の高い圧電発振器を提供することを目的とする。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】本発明の第１の実施例を示す断面図である。

【図2】本発明の第１の実施例において、図１の集積回路素子と圧電振動素子を搭載する前のベースの平面図である。

【図3】本発明の第１の実施例において、図１のベースの底面図である。

【図4】本発明に適用される集積回路素子の底面図である。

【図5】本発明の第２の実施例を示す断面図である。

【図6】本発明の第２の実施例において、図５の集積回路素子を搭載する前のベースの底面図である。

【図7】本発明の第３の実施例に係り、集積回路素子と圧電振動素子を搭載する前のベースの平面図である。

【図8】本発明の第４の実施例に係り、ベースのキャスタレーションの変形例を示す断面図である。

【図9】本発明の第５の実施例を示す断面図である。

【図10】圧電発振器の回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下、図面を参照して、本発明の実施例にかかる圧電発振器を説明する。図１〜図３は、本発明の第１の実施例を示し、図４は本発明に適用される集積回路素子の底面図である。図５および図６は本発明の第２の実施例、図７は、本発明の第３の実施例、図８は本発明の第４の実施例、図９は本発明の第５の実施例を示している。各実施例において共通ないし対応する部分には同じ符号を付している。各実施例では圧電発振器として水晶発振器に適用している。

【0029】

第１の実施例を図１〜図４を参照して説明する。

【0030】

水晶発振器６は、凹部を備えたベース１と、ベース１の凹部下方に収納される集積回路素子２と、ベース１の凹部上方に収納される圧電振動素子３と、ベース１の開口部に接合される蓋４と、を備える。ベース１と、蓋４とにより、水晶発振器６のパッケージが構成される。ベース１と蓋４とは、封止材５を用いて接合される。圧電振動素子３は、例えば、ＡＴカットされた水晶振動板により構成される。ベース１の内部は、封止材５の接合により気密封止される。

【0031】

水晶発振器６において、ベース１は上部のみが開口している。ベース１の内底面１０ａ１に集積回路素子２が収納される。ベース１の上部に圧電振動素子３が収納される。水晶発振器６は、集積回路素子２と圧電振動素子３とが積層された積層型配置のものである。

【0032】

ベース１は、セラミック基板層が３層に積層されてなり、全体として直方体になっている。ベース１は、最下層の底部１１と、中間層の堤部１２と、最上層の堤部１３と、から構成される。底部１１は、アルミナ等の絶縁性のセラミック材料からなる平面視矩形状の一枚板からなる。堤部１２，１３は、アルミナ等の絶縁性のセラミック材料により平面視枠形状に形成される。

【0033】

この構成により、ベース１は、断面でみて凹形の収納部１０を有する箱状体に形成されている。堤部１３の上面は平坦に形成されている。堤部１２，１３は、ベース１の側壁部を構成する。堤部１３の上面は、ベース１の上端面となる。収納部１０は、平面視矩形状であり、下部側の第１の収納部１０ａと上部側の第２の収納部１０ｂとからなる。第１の収納部１０ａには集積回路素子２が収納される。第２の収納部１０ｂには圧電振動素子３が収納される。堤部１３の枠体内側の４角には、曲率部Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４が形成されている。ベース１は、底部１１と、堤部１２，１３との３層構造であるが、ベース１の収納部１０の構造に応じて単層や２層の構成でもよく、４層以上でもよい。

【0034】

ベース１の堤部１３の上面は、蓋４との接合領域１３ａとなる。この接合領域１３ａは、金属膜からなる。接合領域１３ａは、具体的には、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の３層の金属膜により構成される。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る。このメタライズ層上にニッケル層と、金層とが、この順でメッキにより形成される。

【0035】

平面視矩形形状のベース１の外周壁において、該矩形の四角には、上下方向に伸長する複数のキャスタレーション（凹み）Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４が形成されている。これらキャスタレーションは、ベース１の外周壁に対して円弧状の切り欠きが上下方向に形成されたものである。接合領域１３ａは、ベース１の堤部１２，１３を上下に貫通接続する導電ビアＶ２や、キャスタレーションＣ２上部に形成された図示しない配線パターンのうちのいずれか少なくとも一方により、ベース１の外底面１ａ２に形成された外部端子パッドＧＴ２に電気的に導出されている。外部端子パッドＧＴ２がアース接続されることにより、金属製の蓋４は、接合領域１３ａ、および導電ビアやキャスタレーション上部の配線パターン等を介して接地される。この接地により水晶発振器６の電磁気シールド効果が得られる。

【0036】

ベース１内においては、堤部１２により、集積回路素子２を収納する平面視略矩形状の第１の収納部１０ａが形成される。堤部１２の図中左右両側の内側面は、堤部１３よりも内方に突出し、図中、堤部１２の左側の突出部分は、圧電振動素子３の一端部を保持する保持台１０ｃとなり、図中右側の突出部分は第１の収納部１０ａを介して保持台１０ｃと対向位置する枕部１０ｄとなる。第１の収納部１０ａの上方には、堤部１３により構成された第２の収納部１０ｂが形成されている。なお、第１の収納部１０ａの内底面１０ａ１（ベース１の内底面）には、それぞれ図中上下２つ一対で、第１内部端子パッドＮＴ１，ＮＴ２と、第２内部端子パッドＮＴ３，ＮＴ４と、第３内部端子パッドＮＴ５，ＮＴ６と、が図中左右方向に並設されている。第１の収納部１０ａは、前記並設方向と平行な２つの特定辺１０１ａ，１０２ａを有する平面視略矩形状に形成されている。

【0037】

ベース１の最下層である底部１１の上面つまり第１の収納部１０ａの内底面１０ａ１には、集積回路素子２の各パッドと接続される複数の矩形状の内部端子パッドＮＴ（ＮＴ１〜ＮＴ６の総称）と、これらを延出する配線パターンＨ（後述するＨ１〜Ｈ６の総称）とが並んで形成されている。具体的には図２に示すように、内部端子パッドＮＴにおいて、２つ一対の第１内部端子パッドＮＴ１，ＮＴ２は、一方が交流入力用、他方が交流出力用として、圧電振動素子３の図示略の信号入力パッドと信号出力パッドとに電気的に接続されかつ集積回路素子２の２つ一対の第１パッド２１，２２と接続される。集積回路素子２の第１パッド２１，２２のうち、一方は、第１内部端子パッドＮＴ１，ＮＴ２の一方を介して圧電振動素子３の信号入力パッドに接続され、他方は第１内部端子パッドＮＴ１，ＮＴ２の他方を介して圧電振動素子３の信号出力パッドに接続される。２つ一対の第２内部端子パッドＮＴ３，ＮＴ４は、一方が集積回路素子２の交流信号出力用、他方が集積回路素子２の接地用として、集積回路素子２の２つ一対の第２パッド２３，２４と接続される。この場合、第１の実施例では、集積回路素子２の第２パッド２３は、集積回路素子２から交流信号が出力されるパッドとなり、出力された交流信号は第２内部端子パッドＮＴ３に出力される。２つ一対の第３内部端子パッドＮＴ５，ＮＴ６は、共に直流電位が印加されるパッドであり、集積回路素子２の２つ一対の第３パッド２５，２６と接続される。前記直流電位または接地電位は、集積回路素子２から印加される。配線パターンＨにおいて、第１配線パターンＨ１，Ｈ２は、第１内部端子パッドＮＴ１，ＮＴ２をそれぞれ延出する。第２配線パターンＨ３，Ｈ４は、第２内部端子パッドＮＴ３，ＮＴ４をそれぞれ延出する。第３配線パターンＨ５，Ｈ６は、第３内部端子パッドＮＴ５，ＮＴ６をそれぞれ延出する。なお、２つ一対の第３内部端子パッドＮＴ５，ＮＴ６は、共に直流電位が印加されるとしたが、接地電位と組合せてもよい。

【0038】

また、図２に示すように、第１内部端子パッドＮＴ１の２辺の周囲（一部周囲）に沿って第３内部端子パッドＮＴ５と、第３配線パターンＨ５とを形成するとともに、第１内部端子パッドＮＴ２の２辺の周囲（一部周囲）に沿って第３内部端子パッドＮＴ６と、第３配線パターンＨ６とを形成する。第３内部端子パッドＮＴ５および第３配線パターンＨ５と、第３内部端子パッドＮＴ６および第３配線パターンＨ６は、共に、集積回路素子２の第２パッド２３からの輻射ノイズが第１内部端子パッドＮＴ１，ＮＴ２側に届かないように遮断する輻射ノイズ遮断用導電路を形成する。第１内部端子パッドＮＴ１，ＮＴ２と第２内部端子パッドＮＴ３，ＮＴ４は、前記輻射ノイズ遮断用導電路を間にして相互に隔てられる。これにより、集積回路素子２の第２パッド２３から発生した輻射ノイズは第１内部端子パッドＮＴ１，ＮＴ２側に届くのが抑制される。輻射ノイズ遮断用導電路が輻射ノイズを遮断する作用を有するために、第３内部端子パッドＮＴ５，ＮＴ６には、直流電位が印加される。この電位は、集積回路素子２から印加される。もちろん、前記と同様に、接地電位と組合せてもよい。

【0039】

さらに、第１内部端子パッドＮＴ１，ＮＴ２と第２内部端子パッドＮＴ３，ＮＴ４とは、その間に位置する第３内部端子パッドＮＴ５，ＮＴ６よりも、第１の収納部１０ａの特定辺１０１ａ，１０２ａと平行な方向に幅広に形成している。また、第１の収納部１０ａの中心点Ｏを通る特定辺１０１ａ，１０２ａと平行な仮想線Ｌ１に対して、第１内部端子パッドＮＴ１，ＮＴ２と、第２内部端子パッドＮＴ３，ＮＴ４と、第３内部端子パッドＮＴ５，ＮＴ６とが略対称に対向配置されている。第３内部端子パッドＮＴ５，ＮＴ６は、第１の収納部１０ａの中心点Ｏを通る特定辺１０１ａ，１０２ａと直交する仮想線Ｌ２に沿って、略対向配置されている。

【0040】

なお、第１の実施例では、矩形状に形成された第１内部端子パッドＮＴ１，ＮＴ２のうち、第２内部端子パッドＮＴ３，ＮＴ４に最も近接する１辺であるＮＴ１１，ＮＴ２１と、外部環境に面した堤部１２に最も近接する１辺であるＮＴ１２，ＮＴ２２との２辺の周囲に沿って、略Ｌ字形状に、かつ仮想線Ｌ１に対して略対称に、第３内部端子パッドＮＴ５，ＮＴ６と第３配線パターンＨ５，Ｈ６とを形成している。すなわち、第３内部端子パッドＮＴ５と第３配線パターンＨ５は、略Ｌ字形状になって第１内部端子パッドＮＴ１を囲む第１輻射ノイズ遮断用導電路を形成し、また、第３内部端子パッドＮＴ６と第３配線パターンＨ６は、略Ｌ字形状になって第１内部端子パッドＮＴ２を囲む第２輻射ノイズ遮断用導電路を形成している。このように第３内部端子パッドＮＴ５，ＮＴ６と第３配線パターンＨ５，Ｈ６とを略Ｌ字形状として前記輻射ノイズ遮断用導電路を形成することにより、これら各導電路の形成にともなって第１の収納部１０ａの面積を不要に拡大することなく、かつ第１内部端子パッドＮＴ１，ＮＴ２は各導電路で確実に囲われ、また、各導電路を間にして、第２内部端子パッドＮＴ３，ＮＴ４と隔てることができる。

【0041】

ベース１の最下層である底部１１の下面（外装部の一部を構成）には、外部部品や外部機器と接続される複数の外部端子パッドＧＴが形成されている。具体的には図３に示すように、外部端子パッドＧＴ１，ＧＴ２，ＧＴ３，ＧＴ４は、ベース１の底面の４角のキャスタレーションＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４に接しない状態で近接して形成される。また外部端子パッドＧＴ１，ＧＴ２，ＧＴ３，ＧＴ４は、ベース１の底部１１を上下に貫通接続する導電ビアＶ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４を介し、かつ第２配線パターンＨ３，Ｈ４と第３配線パターンＨ５，Ｈ６を経由して、第２内部端子パッドＮＴ３，ＮＴ４と第３内部端子パッドＮＴ５，ＮＴ６のいずれかに電気的に導出されている。なお、本発明では、第２内部端子パッドＮＴ３と第２配線パターンＨ３とが後述する集積回路素子２の交流出力となる第２パッド２３と接続され、ベースの底部１１を上下に貫通接続する導電ビアＶ１により、ベース底面側に形成された外部端子パッドＧＴ１に電気的に導出されることで、最終的に交流出力用外部端子として構成している。

【0042】

ベース１の中間層である堤部１２の上面（第２の収納部１０ｂの内底面）には、圧電振動素子３を搭載する保持台１０ｃが形成されている。保持台１０ｃの上面には、圧電振動素子３の励振電極と接続される第４内部端子パッドＮＴ７，ＮＴ８と、第４内部端子パッドＮＴ７，ＮＴ８をそれぞれ延出する第４配線パターンＨ７，Ｈ８とが形成されている。より具体的には、圧電振動素子３の一方の励振電極３１と接続される第４内部端子パッドＮＴ７は、第４配線パターンＨ７により堤部１２の角のキャスタレーションＣ３まで延出される。このキャスタレーションＣ３まで延出された第４配線パターンＨ７は、前記第１内部端子パッドＮＴ１から第１配線パターンＨ１により底部１１の角のキャスタレーションＣ３まで延出された部分と、堤部１３と底部１１を除く堤部１２のキャスタレーションＣ３の上面に形成された外部露出配線パターンＨ９のみで２つの異層面（最下層である底部１１の上面と中間層である堤部１２の上面）を接続している。また、圧電振動素子３の他方の励振電極３２と接続される第４内部端子パッドＮＴ８は、第４配線パターンＨ８により堤部１２の角のキャスタレーションＣ４まで延出される。このキャスタレーションＣ４まで延出された第４配線パターンＨ８は、第１内部端子パッドＮＴ２から第１配線パターンＨ２により底部１１の角のキャスタレーションＣ４まで延出され部分と、最上層の堤部１３と最下層の底部１１を除く中間層の堤部１２のキャスタレーションＣ４の上面に形成された外部露出配線パターンＨ１０のみで２つの異層面（最下層である底部１１の上面と中間層である堤部１２の上面）を接続している。

【0043】

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、前記各内部端子パッド、外部端子パッド、および配線パターンは接合領域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。

【0044】

また、外部露出配線パターンＨ９，Ｈ１０は、交流出力用外部端子ＧＴ１から遠い位置にあるキャスタレーションＣ３，Ｃ４に形成されている。つまり、外部露出配線パターンＨ９がキャスタレーションＣ１とは、ベース１の長辺方向の対向位置にあるキャスタレーションＣ３に形成され、外部露出配線パターンＨ１０が、キャスタレーションＣ１とは、ベース１の対角位置にあるキャスタレーションＣ４に形成されている。

【0045】

集積回路素子２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であり、圧電振動素子３とともに発振回路を構成する。図４に示すように、集積回路素子２のパッドは、例えば矩形状で形成されており、集積回路素子の第１辺２Ａに近接した２つの対向する第１パッド２１，２２と、第１辺２Ａに対向する第２辺２Ｂに近接した２つの対向する第２パッド２３，２４と、第１パッドと第２パッドとの間に形成された２つ対向する第３パッド２５，２６とが形成されている。２つの第１パッド２１，２２は圧電振動素子３の励振電極３１，３２と電気的に接続され、２つの第２パッド２３，２４のうちの一方は交流出力となるように構成されている。集積回路素子２は、例えば金等の金属バンプＣを介して、集積回路素子２の複数のパッド２１〜２６と、ベース１に形成された集積回路素子用内部端子パッドＮＴ１〜ＮＴ６とを例えば超音波熱圧着によるフリップチップボンディング法により電気機械的に接合されている。

【0046】

集積回路素子２の上方には所定の間隔を持って圧電振動素子３が搭載される。圧電振動素子３は例えば矩形状のＡＴカット水晶振動板であり、その表裏面に対向して一対の矩形状の励振電極３１，３２とこれらの引出電極とが形成されている。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。

【0047】

圧電振動素子３とベース１との接合は、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（導電性接合材）Ｓを用いている。図１に示すように、導電性樹脂接着剤Ｓは、第１内部端子パッドＮＴ７、および第２内部端子パッドＮＴ８の上面に塗布される。導電性樹脂接着剤Ｓは、前記圧電振動素子３と保持台１０ｃとの間に介在されて硬化することで、互いを電気的機械的に接合する。以上により、圧電振動素子３の一端部をベース１の第１の収納部１０ａの内底面から隙間を設けながら、圧電振動素子３の対向する他端部を保持台１０ｃに接合して、片持ち保持される。

【0048】

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り、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。

【0049】

収納部１０に集積回路素子２と圧電振動素子３とが格納されたベース１の接合領域１３ａに対して蓋４にて被覆し、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水晶発振器６の完成となる。

【0050】

図５および図６に示す第２の実施例の水晶発振器８は、上部と下部とが開口した凹部を有するベース７の下部凹部の内底面に集積回路素子２を収納し、上部凹部の内底面に圧電振動素子３を収納したＨ型配置のものである。第１の実施例と同様の部分については説明の一部を省略している。

【0051】

ベース７は中板部７１と、堤部７２と、堤部７３とから全体として直方体に構成されている。中板部７１は、中間層であるアルミナ等の絶縁性のセラミック材料からなる平面視矩形状の一枚板からなる。堤部７２は、中板部７１の上に積層した最上層のセラミック材料の平面視枠形状（中央の矩形状の空間を囲う矩形状の枠体として構成された）になっている。堤部７３は、中板部７１の下に積層した最下層のセラミック材料の平面視枠形状（中央の矩形状の空間を囲う矩形状の枠体として構成された）になっている。ベース７は、上下に平面視矩形状２つの収納部７０ａ，７０ｂを有し、断面が略Ｈ形状の箱状体に形成されている。収納部７０ａの周囲には堤部（側壁部）７２が形成されている。堤部７２の上面（端面）は平坦に形成されている。前記収納部７０ｂの周囲には堤部（側壁部）７３が形成されている。堤部７３の下面（端面）は平坦に形成されている。収納部７０ａには圧電振動素子３が収納されている。下部収納部７０ｂには集積回路素子２が収納されている。堤部７２と堤部７３の枠体内側の４角には面取り部Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４が形成されている（堤部７３のみ図６で図示）。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。

【0052】

ベース１の最上層である堤部７２の上面（端面）は平坦であり、蓋４との接合領域（金属膜）７２ａである。接合領域７２ａ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。

【0053】

ベース７の外周壁の４角には上下方向に伸長する複数のキャスタレーションＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４が形成されている。当該キャスタレーションはベース７の外周壁に対して円弧状の切り欠きが上下方向に形成されている。接合領域７２ａは、ベースの堤部７２と中板部７１と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Ｃ２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パッドＧＴ２の一部に電気的に導出されている。外部端子パッドＧＴ２をアース接続することにより、金属製の蓋が接合領域７２ａ、導電ビアやキャスタレーション上部の配線パターン等を介して接地され、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。

【0054】

ベース７内部において、下方面には堤部（側壁部）７３により構成され、集積回路素子２を収納する平面視略矩形状の第２の収納部７０ｂが形成され、上方面には堤部（側壁部）７２により構成され、圧電振動素子３を収納する平面視略矩形状の第１の収納部７０ａが形成されている。第２の収納部７０ｂは、第１内部端子パッドＮＴ１，ＮＴ２と、第２内部端子パッドＮＴ３，ＮＴ４と、第３内部端子パッドＮＴ５，ＮＴ６とが並設された方向と平行な２つの特定辺７１ｂ，７２ｂを有する略矩形状に形成されている。

【0055】

ベース７の中間層である中板部７１の下面（前記第２の収納部７０ｂの内底面）には、集積回路素子２と接続される複数の矩形状の内部端子パッドＮＴとこれらを延出する配線パターンＨが並んで形成されている。具体的には図６に示すように、ベース７の中間層である中板部７１の下面（前記第２の収納部７０ｂの内底面）の内部端子パッドＮＴとして、圧電振動素子３と電気的に接続されかつ集積回路素子２の第１パッド２１，２２と接続される２つの対向する第１内部端子パッドＮＴ１，ＮＴ２と、集積回路素子２の第２パッド２３，２４と接続される２つの対向する第２内部端子パッドＮＴ３，ＮＴ４と、集積回路素子２の第３パッド２５，２６と接続される２つの対向する第３内部端子パッドＮＴ５，ＮＴ６とが形成されている。ベース７の中間層である中板部７１の下面（前記第２の収納部７０ｂの内底面）の配線パターンＨとして、第１内部端子パッドＮＴ１，ＮＴ２をそれぞれ延出する第１配線パターンＨ１，Ｈ２と、第２内部端子パッドＮＴ３，ＮＴ４をそれぞれ延出する第２配線パターンＨ３，Ｈ４と、第３内部端子パッドＮＴ５，ＮＴ６をそれぞれ延出する第３配線パターンＨ５，Ｈ６とが形成されている。

【0056】

また、図６に示すように、第１内部端子パッドＮＴ１の２辺の周囲（一部周囲）に沿って第３内部端子パッドＮＴ５と、第３内部端子パッドＮＴ５を延出する第３配線パターンＨ５とを形成するとともに、第１内部端子パッドＮＴ２の２辺の周囲（一部周囲）に沿って第３内部端子パッドＮＴ６と、第３内部端子パッドＮＴ６を延出する第３配線パターンＨ６とを形成することで、第１内部端子パッドＮＴ１，ＮＴ２と第２内部端子パッドＮＴ３，ＮＴ４とを隔てて形成している。

【0057】

さらに、第１内部端子パッドＮＴ１，ＮＴ２と第２内部端子パッドＮＴ３，ＮＴ４とは、その間に位置する第３内部端子パッドＮＴ５，ＮＴ６より、第２の収納部７０ｂの特定辺７１ｂ，７２ｂと平行な方向に幅広に形成している。また第２の収納部７０ｂ（集積回路素子用の収納部）の中心点Ｏを通る特定辺７１ｂ，７２ｂと平行な仮想線Ｌ１に対して、２つの第１内部端子パッドＮＴ１，ＮＴ２と、２つの第２内部端子パッドＮＴ３，ＮＴ４と、２つの第３内部端子パッドＮＴ５，ＮＴ６とが略対称に対向配置されているとともに、２つの第３内部端子パッドＮＴ５，ＮＴ６が第２の収納部７０ｂ中心点Ｏを通る特定辺７１ｂ，７２ｂと直交する仮想線Ｌ２に沿って略対向配置されている。

【0058】

矩形状に形成された第１内部端子パッドＮＴ１，ＮＴ２のうち、第２内部端子パッドＮＴ３，ＮＴ４に最も近接する１辺であるＮＴ１１，ＮＴ２１と、外部環境に面した堤部７３に最も近接する１辺であるＮＴ１２，ＮＴ２２との２辺の周囲に沿って略Ｌ字形状に、かつ仮想線Ｌ１に対して略対称に第３内部端子パッドＮＴ５，ＮＴ６と、第３内部端子パッドＮＴ５，ＮＴ６を延出する第３配線パターンＨ５，Ｈ６とを形成している。第３内部端子パッドと第３配線パターンとの組み合わせにより、第３配線パターンＨ５，Ｈ６の形成にともなって第２の収納部７０ｂの面積を不要に拡大することなく、かつ２つの第１内部端子パッドＮＴ１，ＮＴ２を確実に囲うことができ、第２内部端子パッドＮＴ３，ＮＴ４と隔てることができる。

【0059】

堤部７３の下面は平坦であり、外部部品や外部機器と接続される複数の搭載用外部端子パッドＧＴが形成されている。具体的には図６に示すように、外部端子パッドＧＴ１，ＧＴ２，ＧＴ３，ＧＴ４はベース７の底面の４角のキャスタレーションＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４に接しない状態で近接して形成され、ベースの長辺方向で外部端子パッドＧＴ１と外部端子パッドＧＴ３との間に外部端子パッドＧＴ５が形成され、外部端子パッドＧＴ２と外部端子パッドＧＴ４との間に外部端子パッドＧＴ６が形成される。外部端子パッドＧＴ１〜ＧＴ４は、上部に貫通接続する導電ビア（図示せず）を介しながら、かつ第２配線パターンＨ３，Ｈ４と第３配線パターンＨ５，Ｈ６を経由して、第２内部端子パッドＮＴ３，ＮＴ４と第３内部端子パッドＮＴ５，ＮＴ６のいずれかに電気的に導出されている。なお、本発明では、第２内部端子パッドＮＴ３と第２配線パターンＨ３とが、集積回路素子２の交流出力となる第２パッド２３と接続され、ベースの堤部７３を上下に貫通接続する導電ビア（図示せず）により、ベース底面側に形成された搭載用外部端子パッドＧＴ１に電気的に導出されることで、最終的に交流出力用外部端子として構成している。

【0060】

ベース７の中間層である中板部７１の上面（前記第１の収納部７０ａの内底面）には、圧電振動素子３の励振電極と接続される第４内部端子パッドＮＴ７，ＮＴ８（一部のみ図示）と、第４内部端子パッドＮＴ７，ＮＴ８をそれぞれ延出する第４配線パターンＨ７，Ｈ８とが形成されている。より具体的には、圧電振動素子３の励振電極３１と接続される第４内部端子パッドＮＴ７は、第４配線パターンＨ７により中板部７１の角のキャスタレーションＣ３まで延出される。このキャスタレーションＣ３まで延出された第４配線パターンＨ７は、第１内部端子パッドＮＴ１から第１配線パターンＨ１により中板部７１の角のキャスタレーションＣ３まで延出された部分と、最上層の堤部７２と最下層の堤部７３とを除く中間層の中板部７１のキャスタレーションＣ３の上面に形成された外部露出配線パターンＨ９のみで２つの異層面（中間層である中板部７１の上面と下面）を接続している。また、圧電振動素子３の励振電極３２と接続される第４内部端子パッドＮＴ８は、第４配線パターンＨ８によりセラミック基板の中間層である中板部７２の角のキャスタレーションＣ４まで延出される。このキャスタレーションＣ４まで延出された第４配線パターンＨ８は、第１内部端子パッドＮＴ２から第１配線パターンＨ２により中板部７１の角のキャスタレーションＣ４まで延出された部分と、最上層の堤部７２と最下層の堤部７３とを除く中間層の中板部７１のキャスタレーションＣ４の上面に形成された外部露出配線パターンＨ１０のみで２つの異層面（中間層である中板部７１の上面と下面）を接続している。

【0061】

以上のような構成のベース７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、前記各内部端子パッド、搭載用外部端子パッド、および配線パターンは前述の接合領域７２ａ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。

【0062】

また、外部露出配線パターンＨ９，Ｈ１０は交流出力用外部端子ＧＴ１から遠い位置にある一対の角のキャスタレーションＣ３，Ｃ４に形成されている。つまり、外部露出配線パターンＨ９が交流出力用外部端子ＧＴ１の近傍に位置する角のキャスタレーションＣ１とは、ベース１の長辺方向の対向位置のキャスタレーションＣ３に形成され、外部露出配線パターンＨ１０が交流出力用外部端子ＧＴ１の近傍に位置する角のキャスタレーションＣ１とは、ベース１の対角位置のキャスタレーションＣ４に形成されている。

【0063】

集積回路素子２は、図５に示すように、例えば金等の金属バンプＣを介して、集積回路素子２の複数のパッド２１〜２６とベース７に形成された内部端子パッドＮＴ１〜ＮＴ６とを例えば超音波熱圧着によるフリップチップボンディング法により電気機械的に接合されている。

【0064】

圧電振動素子３とベース７との接合は、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（導電性接合材）Ｓを用いている。図５に示すように、接着剤Ｓは、第１内部端子パッドＮＴ７、および第２内部端子パッドＮＴ８の上面に塗布されるとともに、接着剤Ｓを前記圧電振動素子３とベース７の第１の収納部７０ａの内底面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、圧電振動素子３の一端部をベース７の第１の収納部７０ａの内底面から隙間を設けながら、圧電振動素子３の対向する他端部をベース７の第１の収納部７０ａの内底面に接合して、片持ち保持される。

【0065】

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り、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）７２ａと接合される構成となる。金属製の蓋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。

【0066】

ベース７の第２の収納部７０ｂに集積回路素子２と格納し、第１の収納部７０ａに圧電振動素子３が格納された状態でベース７の接合領域７２ａに対して蓋４にて被覆し、蓋４の封止材５とベースの接合領域７２ａを溶融硬化させ、圧電振動素子３の気密封止を行うことで水晶発振器８の完成となる。

【0067】

上記により、集積回路素子用の内部端子パッドＮＴ１，ＮＴ２と圧電振動素子用の内部端子パッドＮＴ７，ＮＴ８とを接続する配線パターンＨ１，Ｈ２，Ｈ７，Ｈ８について、堤部１２、あるいは中板部７１の一対の角のキャスタレーションＣ３，Ｃ４の上面に形成された外部露出配線パターンＨ９，Ｈ１０のみで異層面を接続している。このため内部端子パッドＮＴ１，ＮＴ２と内部端子パッドＮＴ７，ＮＴ８とを接続する導電路（配線パターンＨ１，Ｈ２，Ｈ７，Ｈ８、および外部露出配線パターンＨ９，Ｈ１０）のうち、２つの異層面間を接続する導電路（外部露出配線パターンＨ９，Ｈ１０）を交流出力用外部端子ＧＴ１から遠い位置に配置することができるので、輻射ノイズによる悪影響を極力抑えることが可能となる。

【0068】

上記実施例では、圧電発振器６あるいは８の小型化を妨げることなく、輻射ノイズの悪影響を抑えることができる。またキャスタレーションＣ３，Ｃ４の上面に形成された外部露出配線パターンＨ９，Ｈ１０を、圧電振動素子３のみの特性を計測する外部測定端子として活用することができるので、外部測定端子を設けるためにベースの長辺や短辺に別途キャスタレーションを形成する必要がなく、ベース１あるいは７の強度を低下させたり、蓋４との封止領域が確保しにくくなることがない。

【0069】

また、ベース底面の４角のキャスタレーションＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４に近接して形成される４つの外部端子パッドＧＴ１，ＧＴ２，ＧＴ３，ＧＴ４が４角のキャスタレーションＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４に接しない状態で近接して形成され、かつ外部露出配線パターンＨ９，Ｈ１０が堤部１２、あるいは中板部７１の一対の角のキャスタレーションＣ３，Ｃ４の上面のみに形成されているので、回路基板に圧電発振器６あるいは８を半田接合しても、半田がベースのキャスタレーションＣ３，Ｃ４を伝って這い上がることがなく、ベースの封止領域に蓋４を金属ろう材からなる封止材５で接合したとしても、封止材５がベースのキャスタレーションＣ３，Ｃ４を伝って垂れ下がることもない。このため外部端子と外部測定端子とが短絡したり、蓋の封止材料と外部測定端子が短絡することがない。

【0070】

また、堤部１３、あるいは堤部７２のキャスタレーションＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４が枠体外側の４角のみであり、キャスタレーションＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４に近接する枠体内側の４角に面取り部Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４あるいは曲率部Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４が形成されているので、ベースの強度を向上させながら、蓋４との接合領域１３ａあるいは７２ａを狭めることなく圧電発振器６あるいは８のさらなる小型化に対応することができる。

【0071】

また、第１内部端子パッドＮＴ１，ＮＴ２の２辺の周囲（一部周囲）に沿って第３内部端子パッドＮＴ５，ＮＴ６と第３配線パターンＨ５，Ｈ６を形成することで、圧電振動素子３と電気的に接続された第１内部端子パッドＮＴ１，ＮＴ２と交流出力の第２内部端子パッドＮＴ３とを第３内部端子パッドＮＴ５，ＮＴ６と第３配線パターンＨ５，Ｈ６を介して隔てて形成することができる。このため、第２内部端子パッドＮＴ３を流れる交流や高周波信号が輻射ノイズを発生しても、第３内部端子パッドＮＴ５，ＮＴ６と第３配線パターンＨ５，Ｈ６とによる導電路で遮断され、より悪影響の受けやすい圧電振動素子３と接続された第１内部端子パッドＮＴ１，ＮＴ２へ届きにくくなる。つまり第２内部端子パッドＮＴ３の交流出力から発生する輻射ノイズの影響が、第１内部電極パッドＮＴ１，ＮＴ２に電気的に接続する圧電振動素子３に及ぶのを抑制することが可能となる。特に、圧電振動素子３と電気的に接続された第１内部端子パッドＮＴ１，ＮＴ２と交流出力の第２内部端子パッドＮＴ３とを第３内部端子パッドＮＴ５，ＮＴ６と第３配線パターンＨ５，Ｈ６による導電路で遮断されているので、第１内部電極パッドＮＴ１，ＮＴ２と第２内部端子パッドＮＴ３との相互作用による不具合を抑えることが可能となる。

【0072】

また、ベース１，７の内部端子パッドＮＴ１乃至ＮＴ６と集積回路素子２のパッド２１乃至２６とをバンプＣを介してフリップチップボンディングする際に、バンプＣの前記パッドに対する位置ずれ、あるいは前記パッドと内部端子パッドとの位置ずれを幅広の第１内部端子パッドＮＴ１，ＮＴ２と第２内部端子パッドＮＴ３，ＮＴ４で吸収することができ、バンプＣが内部端子パッドＮＴ１乃至ＮＴ６からはみ出して接合されることもなくなる。また第１内部端子パッドＮＴ１，ＮＴ２と第２内部端子パッドＮＴ３，ＮＴ４は、第３内部端子パッドＮＴ５，ＮＴ６より幅広に形成されているので、平面積が多少異なったり、パッドの位置が多少異なる別種類の集積回路素子２であっても、同じベース１，７に搭載することができるので、製品の多様化やコスト削減等が行いやすい。さらに幅の細い第３内部端子パッドによる上述の遮断効果を維持しながら、第１内部端子パッドＮＴ１，ＮＴ２と第２内部端子パッドＮＴ３，ＮＴ４との距離を近接させて圧電発振器６，８の小型化に対応することができる。つまり本発明は、圧電発振器６，８の小型化に対応させながら、集積回路素子２のフリップチップボンディングする際の搭載性と接合の信頼性と汎用性を同時に高めることができる。

【0073】

また、第１内部端子パッドＮＴ１，ＮＴ２と、第２内部端子パッドＮＴ３，ＮＴ４と、第３内部端子パッドＮＴ５，ＮＴ６とが、集積回路素子用の収納部の中心点Ｏを通る特定辺と平行な仮想線Ｌ１に対して略対称に対向配置させている。

【0074】

このため、集積回路素子用の収納部の特定辺と直交する方向の反りに対して、前記ペアとなる２つの第１パッド２１，２２と２つの第１内部端子ＮＴ１，ＮＴ２、２つの第２パッド２３，２４と２つの第２内部端子ＮＴ３，ＮＴ４、および２つの第３パッド２５，２６と２つの第３内部端子ＮＴ５，ＮＴ６との各々の反りによる高さのばらつきを均一化することができる。結果として、ベース１，７の内部端子パッドと集積回路素子のパッドとをバンプを介して超音波熱圧着によるフリップチップボンディングする際に、ペアとなる第１パッド２１，２２と、第１内部端子ＮＴ１，ＮＴ２、第２パッド２３，２４、第２内部端子ＮＴ３，ＮＴ４、および第３パッド２５，２６と、第３内部端子ＮＴ５，ＮＴ６とでの一対のバンプＣに対する押圧力が均一に分散して加圧されるため、強度のばらつきが生じることがなくなる。さらに、上記実施形態では、前記２つの第３内部端子パッドＮＴ５，ＮＴ６が集積回路素子用の収納部の中心点Ｏを通る前記特定辺と直交する仮想線Ｌ２に沿って略対向配置している。このため、ベース１，７の内部端子パッドＮＴ１乃至ＮＴ６と集積回路素子２のパッド２１乃至２６とをバンプＣを介して超音波熱圧着によるフリップチップボンディングする際に、集積回路素子用の収納部の特定辺方向とこれに直交する方向の両方の反りの頂点付近（本実施形態では中心点Ｏ付近）に近接して、集積回路素子２の中心点の位置を配置することができる。結果として、前記ペアとなる第１パッド２１，２２と、第１内部端子ＮＴ１，ＮＴ２、第２パッド２３，２４と、第２内部端子ＮＴ３，ＮＴ４と、の第３パッド２５，２６と、第３内部端子ＮＴ５，ＮＴ６とにおける合計６箇所でのバンプＣに対する押圧力とその加圧強度も均一化され、接合強度も、より安定した信頼性の高いものとすることができる。つまり本発明は、圧電発振器６，８の小型化に対応させながら、集積回路素子２のフリップチップボンディングする際のバンプＣの接合強度も安定化され、より確実に電気的機械的な接合が行える。

【0075】

なお、圧電振動素子としてＡＴカット水晶振動板を用いているが、これに限定されるものでなく、音叉型水晶振動板であってもよい。また、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、圧電振動素子を片持ち保持するものを例にしているが、圧電振動素子の両端を保持する構成であってもよい。また導電性接合材として、シリコーン系の導電樹脂接着剤を例にしているが、他の導電性樹脂接着剤でもよく、金属バンプや金属メッキバンプのバンプ材、ろう材等を用いてもよい。

【0076】

また、圧電振動素子３と集積回路素子２とを用いているが、これに限定されるものではなく、圧電振動素子３の個数は任意に設定可能であり、さらに集積回路素子２に加えて他の回路部品を搭載してもよい。また、集積回路素子とベースとの電気的接続は、超音波熱圧着によるフリップチップボンディング法に限らず、ワイヤボンディング等の他の接続法を採用してもよい。発振用増幅器としてＣ−ＭＯＳのインバータ増幅器を内蔵したワンチップの集積回路素子を用いた発振回路構成を例にしているが、他の発振用増幅器を含む発振回路構成でもよい。

【0077】

また、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。
図７は、本発明の第３の実施例に係り、図解の都合で集積回路素子２と圧電振動素子３とを搭載する前のベース１の堤部１２，１３を透視した状態の平面図である。第３の実施例では、第５および第６の配線パターンＨ５，Ｈ６からベース１の内底面１０ａ１の端部１ａ３，１ａ４まで、ベース１の短辺方向にノイズ遮断用配線パターンＨ１１，Ｈ１２が延出されている。ノイズ遮断用配線パターンＨ１１，Ｈ１２は、ベース１の長辺方向両側の第１配線パターンＨ１，Ｈ２と、第２配線パターンＨ３，Ｈ４との長辺方向中間に配置されている。ノイズ遮断用配線パターンＨ１１，Ｈ１２により、キャスタレーションＣ３，Ｃ４まで延出された第１配線パターンＨ１，Ｈ２と、キャスタレーションＣ１，Ｃ２まで延出された第２配線パターンＨ３，Ｈ４とのそれぞれを流れる信号の相互干渉を防止できる。

【0078】

図８は、本発明の第４の実施例に係り、この第４の実施例では、キャスタレーションＣ３，Ｃ４において、中間層の堤部１２に対応する上面Ｃ３１，Ｃ４１（中間層上面）および最下層のベース１１に対応する上面Ｃ３３，Ｃ４３（最上層上面）を、最上層の堤部１３に対応する上面Ｃ３２、Ｃ４２（最上層上面）に対して相対的に内奥に凹ませて形成し、中間層上面Ｃ３１，Ｃ４１に形成した外部露出配線パターンＨ９，Ｈ１０が水晶発振器の運搬時等に手指や運搬治具等に接触しにくいようにして、外部露出配線パターンＨ９，Ｈ１０を保護している。なお、図示しないが、中間層の堤部１２のキャスタレーションＣ３，Ｃ４の中間層上面Ｃ３１，Ｃ４１を、最上層の堤部１３に対応する最上層上面Ｃ３２、Ｃ４２および最下層のベース１１に対応する最上層上面Ｃ３３，Ｃ４３に対して相対的に内奥に凹ませてもよい。

【0079】

図９は、本発明の第５の実施例に係り、この第５の実施例に示すように、ベース１の底部１１を上下に貫通接続する導電ビアＶ１，Ｖ２の形成位置は、実線で示す枕部１０ｄの中間位置に限定されず、強度的に許容できる限り、矢印で示すように、枕部１０ｄの中間位置と、枕部１０ｄの内側面下部の点線で示す位置との間であればよい。同様に、ベース１の底部１１を上下に貫通接続する導電ビアＶ３，Ｖ４の形成位置は、実線で示す保持台１０ｃの中間位置に限定されず、強度的に許容できる限り、矢印で示すように、保持台１０ｃの中間位置と、保持台１０ｃの内側面下部の点線で示す位置との間であればよい
なお、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。

【産業上の利用可能性】

【0080】

本発明は、表面実装型の圧電発振器に適用できる。

【符号の説明】

【0081】

１、７ ベース
２ 集積回路素子
３ 圧電振動素子
６、８ 水晶発振器
１０ 収納部
１１ 底部
１２ 堤部
１３ 堤部
ＮＴ１，ＮＴ２ 第１内部端子パッド
ＮＴ３，ＮＴ４ 第２内部端子パッド
ＮＴ５，ＮＴ６ 第３内部端子パッド
Ｈ１，Ｈ２ 第１配線パターン
Ｈ３，Ｈ４ 第２配線パターン
Ｈ５，Ｈ６ 第３配線パターン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】