特許 6100586 圧電発振器及び圧電デバイス

(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】6100586

(24)【登録日】2017年3月3日

(45)【発行日】2017年3月22日

(54)【発明の名称】圧電発振器及び圧電デバイス

(51)【国際特許分類】

   H03B 5/32 20060101AFI20170313BHJP

【ＦＩ】

   H03B5/32 H

【請求項の数】8

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2013-76217(P2013-76217)

(22)【出願日】2013年4月1日

(65)【公開番号】特開2014-204162(P2014-204162A)

(43)【公開日】2014年10月27日

【審査請求日】2015年12月16日

(73)【特許権者】

【識別番号】000104722

【氏名又は名称】京セラクリスタルデバイス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100094053

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 隆久

(74)【代理人】

【識別番号】100135828

【弁理士】

【氏名又は名称】飯島 康弘

(72)【発明者】

【氏名】後藤 正彦

(72)【発明者】

【氏名】奥田 芳久

【審査官】 橋本 和志

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−３３２８４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１２９４１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−２３５１９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−３３５９７０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０３Ｂ ５／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

凹部を有する容器と、
前記凹部に収容された圧電振動片と、
前記凹部を塞ぐ集積回路素子と、
を有し、
前記集積回路素子は、ベアチップであり、
前記容器は、
当該容器の前記凹部が開口する面に設けられた複数の容器パッドと、
当該容器の外表面に設けられ、前記複数の容器パッドに接続された複数の外部端子と、を有し、
前記集積回路素子は、その主面に複数の素子パッド及び回路パターンを有し、前記主面を前記容器の前記凹部が開口する面に対向させて配置され、
前記複数の素子パッドと前記複数の容器パッドとは接合されるとともに電気的に接続されており、
前記回路パターンは、前記主面の、前記容器の前記凹部が開口する面に対向する領域にも位置している
圧電発振器。

【請求項2】

凹部を有する容器と、
前記凹部に収容された圧電振動片と、
前記凹部を塞ぐ集積回路素子と、
を有し、
前記容器は、
当該容器の前記凹部が開口する面に設けられた複数の容器パッドと、
当該容器の外表面に設けられ、前記複数の容器パッドに接続された複数の外部端子と、を有し、
前記集積回路素子は、その主面に複数の素子パッド及び１対の振動片パッドを有し、前記主面を前記容器の前記凹部が開口する面に対向させて配置され、
前記複数の素子パッドと前記複数の容器パッドとは接合されるとともに電気的に接続されており、
前記圧電振動片は、前記１対の振動片パッドに導電性接合材により接合されて前記集積回路素子の前記主面に実装されており、
前記容器は、前記集積回路素子との対向方向に見て、前記凹部が開口する面が、１対の長辺及び１対の短辺を有する形状であり、
前記複数の容器パッドは、前記容器の前記凹部が開口する面の４隅に位置し、一の前記短辺に前記４隅から離れている前記容器パッドは設けられておらず、
前記１対の振動片パッドは、前記一の短辺側において前記一の短辺に沿って並んでいる
圧電発振器。

【請求項3】

前記集積回路素子の前記主面と前記容器の前記凹部が開口する面との間、且つ、前記複数の容器パッド及び前記複数の素子パッドの非配置位置には、絶縁材料が充填され、これにより前記凹部は密閉されている
請求項１又は２に記載の圧電発振器。

【請求項4】

凹部を有する容器と、
前記凹部に収容された圧電振動片と、
前記凹部を塞ぐ集積回路素子と、
を有し、
前記容器は、
前記凹部内且つ前記凹部の底面よりも高い位置にて前記凹部の開口側に面する台座面と、
前記台座面に設けられた複数の容器パッドと、
当該容器の外表面に設けられ、前記複数の容器パッドに接続された複数の外部端子と、を有し、
前記集積回路素子は、その主面に複数の素子パッドを有し、前記主面を前記台座面に対向させて前記凹部の開口側部分に収容されており、
前記圧電振動子片は、前記凹部に前記集積回路素子よりも底側にて収容されており、
前記複数の素子パッドと前記複数の容器パッドとは接合されるとともに電気的に接続されており、
前記集積回路素子の外周面と前記凹部の開口側部分の内周面との間には絶縁材料が充填され、これにより前記凹部は密閉されている
圧電発振器。

【請求項5】

前記集積回路素子の前記主面と前記容器の前記凹部が開口する面との間には、これらの面の対向方向において導電性を有し、当該対向方向に直交する方向において絶縁性を有する異方性導電材料が充填され、これにより前記複数の素子パッドと前記複数の容器パッドとが接続されるとともに前記凹部が密閉されている
請求項１又は２に記載の圧電発振器。

【請求項6】

前記集積回路素子の半導体基板よりも単位厚み当たりの赤外線の透過率が低く、前記集積回路素子の前記凹部とは反対側の面を覆う赤外線遮断膜を更に有した
請求項１〜５のいずれか１項に記載の圧電発振器。

【請求項7】

凹部を有する容器と、
前記凹部に収容された圧電素子と、
前記凹部を塞ぐ集積回路素子と、
を有し、
前記集積回路素子は、ベアチップであり、
前記容器は、
当該容器の前記凹部が開口する面に設けられた複数の容器パッドと、
当該容器の外表面に設けられ、前記複数の容器パッドに接続された複数の外部端子と、を有し、
前記集積回路素子は、その主面に複数の素子パッド及び回路パターンを有し、前記主面を前記容器の前記凹部が開口する面に対向させて配置され、
前記複数の素子パッドと前記複数の容器パッドとは接合されるとともに電気的に接続されており、
前記回路パターンは、前記主面の、前記容器の前記凹部が開口する面に対向する領域にも位置している
圧電デバイス。

【請求項8】

凹部を有する容器と、
前記凹部に収容された圧電素子と、
前記凹部を塞ぐ集積回路素子と、
を有し、
前記容器は、
前記凹部内且つ前記凹部の底面よりも高い位置にて前記凹部の開口側に面する台座面と、
前記台座面に設けられた複数の容器パッドと、
当該容器の外表面に設けられ、前記複数の容器パッドに接続された複数の外部端子と、を有し、
前記集積回路素子は、その主面に複数の素子パッドを有し、前記主面を前記台座面に対向させて前記凹部の開口側部分に収容されており、
前記圧電振動子片は、前記凹部に前記集積回路素子よりも底側にて収容されており、
前記複数の素子パッドと前記複数の容器パッドとは接合されるとともに電気的に接続されており、
前記集積回路素子の外周面と前記凹部の開口側部分の内周面との間には絶縁材料が充填され、これにより前記凹部は密閉されている
圧電デバイス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、水晶発振器等の圧電発振器及び圧電デバイスに関する。

【背景技術】

【0002】

圧電素子と、集積回路素子（以下、「ＩＣ：Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ」ということがある。）とをパッケージングした圧電デバイスが知られている。例えば、特許文献１では、凹部を有する容器と、凹部の奥側に実装されるＩＣと、凹部の開口側に実装される水晶振動片（圧電振動片、圧電素子）と、凹部を塞ぐ蓋とを有する水晶発振器が開示されている。そして、容器及び蓋がパッケージとして機能している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１０−２５８９４７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

近年、携帯電話やＰＤＡなどの情報端末の小型化に伴い、圧電発振器やトランジスタなど電子部品も更なる小型化が求められている。

【0005】

そのため、圧電発振器も、その構成部品の一つである圧電振動片をフォトリソグラフィーを用いて製造することにより小型化されるなど、その製造技術の発達により小型化されている。しかし、圧電振動片と共にパッケージされるＩＣは、圧電振動片の小型化に比較して小型化が十分になされないことがある。その結果、圧電振動片が小型化されても、圧電発振器を小型化することができないことがある。

【0006】

従って、小型化が可能な圧電発振器及び圧電デバイスが提供されることが望まれる。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様に係る圧電発振器は、凹部を有する容器と、前記凹部に収容された圧電振動片と、前記凹部を塞ぐ集積回路素子と、を有している。

【0008】

好適には、前記圧電振動片は、前記集積回路素子の前記凹部側の面に実装されている。

【0009】

好適には、前記集積回路素子は、ベアチップである。

【0010】

好適には、前記容器は、当該容器の前記凹部が開口する面に設けられた複数の容器パッドと、当該容器の外表面に設けられ、前記複数の容器パッドに接続された複数の外部端子と、を有し、前記集積回路素子は、その主面に複数の素子パッドを有し、前記主面を前記容器の前記凹部が開口する面に対向させて配置され、前記複数の素子パッドと前記複数の容器パッドとは接合されるとともに電気的に接続されており、前記集積回路素子の前記主面と前記容器の前記凹部が開口する面との間、且つ、前記複数の容器パッド及び前記複数の素子パッドの非配置位置には、絶縁材料が充填され、これにより前記凹部は密閉されている。

【0011】

好適には、前記容器は、前記凹部内且つ前記凹部の底面よりも高い位置にて前記凹部の開口側に面する台座面と、前記台座面に設けられた複数の容器パッドと、当該容器の外表面に設けられ、前記複数の容器パッドに接続された複数の外部端子と、を有し、前記集積回路素子は、その主面に複数の素子パッドを有し、前記主面を前記台座面に対向させて前記凹部の開口側部分に収容されており、前記圧電振動子片は、前記凹部に前記集積回路素子よりも底側にて収容されており、前記複数の素子パッドと前記複数の容器パッドとは接合されるとともに電気的に接続されており、前記集積回路素子の外周面と前記凹部の開口側部分の内周面との間には絶縁材料が充填され、これにより前記凹部は密閉されている。

【0012】

好適には、前記容器は、当該容器の前記凹部が開口する面に設けられた複数の容器パッドと、当該容器の外表面に設けられ、前記複数の容器パッドに接続された複数の外部端子と、を有し、前記集積回路素子は、その主面に複数の素子パッドを有し、前記主面を前記容器の前記凹部が開口する面に対向させて配置され、前記集積回路素子の前記主面と前記容器の前記凹部が開口する面との間には、これらの面の対向方向において導電性を有し、当該対向方向に直交する方向において絶縁性を有する異方性導電材料が充填され、これにより前記複数の素子パッドと前記複数の容器パッドとが接続されるとともに前記凹部が密閉されている。

【0013】

好適には、前記集積回路素子の半導体基板よりも単位厚み当たりの赤外線の透過率が低く、前記集積回路素子の前記凹部とは反対側の面を覆う赤外線遮断膜を更に有した。

【0014】

本発明の一態様に係る圧電デバイスは、凹部を有する容器と、前記凹部に収容された圧電素子と、前記凹部を塞ぐ集積回路素子と、を有している。

【発明の効果】

【0015】

上記の構成によれば、圧電発振器又は圧電デバイスを小型化できる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の第１の実施形態に係る水晶発振器の概略構成を示す分解斜視図。

【図2】図１とは異なる方向から見た図１の水晶発振器の概略構成を示す分解斜視図。

【図3】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線における断面図。

【図4】図１の水晶発振器のパッド周辺を拡大して示す分解斜視図。

【図5】図５（ａ）〜図５（ｃ）は図１の水晶発振器の製造方法を説明する図。

【図6】図６（ａ）及び図６（ｂ）は図５の続きを説明する図。

【図7】第２の実施形態に係る水晶発振器を示す断面図。

【図8】第３の実施形態に係る水晶発振器の特徴部を示す斜視図。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明に係る圧電発振器又は圧電デバイスの実施形態について、図面を参照して説明する。なお、第２の実施形態以降において、既に説明した実施形態の構成と同様又は類似の構成については、既に説明した実施形態の構成に付した符号と同一の符号を付し、また、説明を省略することがある。

【0018】

圧電発振器又は圧電デバイスは、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、下面などの用語を用いるものとする。

【0019】

＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る水晶発振器１の概略構成を示す分解斜視図であり、図２は、図１とは異なる方向から見た水晶発振器１の概略構成を示す分解斜視図である。図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線における断面図である。

【0020】

水晶発振器１は、凹部１１ａ（図１及び図３）を有する容器３と、凹部１１ａに収容された水晶振動片５と、凹部１１ａを塞ぐＩＣ７とを有している。従って、水晶発振器１では、容器３及びＩＣ７により水晶振動片５がパッケージングされている。このように、水晶発振器１では、ＩＣ７がパッケージングに利用されていることを一つの特徴としている。

【0021】

水晶発振器１は、上記の各部材が互いに接合された状態においては、例えば概ね直方体状にパッケージングされた電子部品となる。その寸法は適宜に設定されてよい。例えば、比較的小さいものでは、ｘ方向又はｙ方向においては１辺の長さが１〜２ｍｍであり、ｚ方向においては１辺の長さが０．２〜０．４ｍｍである。

【0022】

また、パッケージの外表面には、不図示の回路基板等に水晶発振器１を実装するための複数（本実施形態では４つ）の外部端子９（図２及び図３）が露出している。水晶発振器１は、例えば、外部端子９と不図示の回路基板のパッドとが半田等により接合されることにより回路基板に実装される。

【0023】

複数の外部端子９は、例えば、薄型直方体状のパッケージの一方の主面（下面１１ｃ）に設けられている。より具体的には、例えば、４つの外部端子９は、矩形の下面１１ｃの４隅に設けられている。各外部端子９は、例えば、層状（板状含む。以下同じ。）に形成された導電性材料（例えば金属）からなる。その平面形状は適宜に設定されてよい。外部端子９は、２種以上の金属層が積層されて構成されていてもよい。後述する各種の端子乃至はパッドも同様である。

【0024】

４つの外部端子９は、例えば、水晶発振器１を駆動するための電圧（駆動電圧、電源電圧）が付与される端子、基準電位（グランド電位）が付与される端子、発振信号を出力する端子、その発振信号の周波数を調整するための制御信号が入力される端子である。

【0025】

容器３は、容器３の主体となる容器基体１１と、上述の複数の外部端子９とを有している。また、容器３は、ＩＣ７を実装するための複数の容器パッド１３（図１及び図３）と、複数の容器パッド１３と複数の外部端子９とを接続するための複数の接続導体１５（図３）を有している。

【0026】

容器基体１１は、絶縁材料から構成されている。絶縁材料は、例えば、セラミック又は樹脂である。容器基体１１は、上面側が開放された概ね直方体の箱形状に形成されており、上述の凹部１１ａを有している。

【0027】

容器パッド１３は、本実施形態では、容器基体１１の凹部１１ａが開口する面（頂面１１ｂ）に設けられている。より具体的には、例えば、４つの容器パッド１３は、矩形の枠状の頂面１１ｂの４隅に配置されている。容器パッド１３は、例えば、層状に形成された導電性材料（例えば金属）からなる。その平面形状は適宜に設定されてよい。

【0028】

接続導体１５は、例えば、容器基体１１の内部に設けられている。より具体的には、例えば、接続導体１５は、いわゆるビア導体により構成されており、頂面１１ｂから下面１１ｃへ容器基体１１を直線的に貫通している。そして、その一端は容器パッド１３に接続され、他端は外部端子９に接続されている。

【0029】

水晶振動片５の構成は、公知のものと同様でよい。例えば、水晶振動片５は、水晶片１７と、水晶片１７に電圧を印加するための１対の励振電極１９と、励振電極１９とＩＣ７とを接続するための引出電極２１とを有している。

【0030】

水晶片１７は、概ね矩形の板状に形成されている。励振電極１９は、水晶片１７の両主面に層状に設けられている。引出電極２１は、励振電極１９から引き出されて水晶片１７の主面の端部に設けられている。

【0031】

ＩＣ７は、樹脂又はセラミックによってパッケージングがなされていない、いわゆるベアチップである。ＩＣ７は、半導体基板２３と、ＩＣ７の表面にある、半導体基板２３の回路形成面２３ａ（図２及び図３）に形成された不図示の集積回路と、集積回路と水晶振動片５とを接続するための１対の振動片パッド２５（図２及び図３）と、集積回路と容器３とを接続するための複数の素子パッド２７（図２及び図３）とを有している。

【0032】

半導体基板２３は、シリコン等の半導体からなる。その形状は、例えば、矩形の板状である。半導体基板２３は、回路形成面２３ａのみに回路及びパッドが形成されており、その裏面には、回路やパッドは設けられていない。半導体基板２３は、回路形成面２３ａを凹部１１ａに向けて凹部１１ａを塞いでいる。

【0033】

不図示の集積回路は、特に図示しないが、発振回路を含んでいる。その構成は、公知のものと同様でよく、説明は省略する。なお、集積回路は、発振回路に加えて温度補償回路を有していてもよい。また、集積回路の回路パターンは、回路形成面２３ａのうち、容器３の凹部１１ａ上に位置する領域だけでなく、容器３の頂面１１ｂと重なる領域にも設けられていてもよい。

【0034】

振動片パッド２５及び素子パッド２７は、回路形成面２３ａに形成されている。換言すれば、これらパッドは、ＩＣ７の凹部１１ａ側の面に設けられている。これらパッドは、例えば、層状に形成された導電性材料（例えば金属）からなる。これらパッドの平面形状は、適宜に設定されてよい。

【0035】

図３に示すように、水晶振動片５の引出電極２１とＩＣ７の振動片パッド２５とは第１導電性接合材２９により接合されている。これにより、水晶振動片５は、ＩＣ７に保持されるとともにＩＣ７と電気的に接続されている。すなわち、水晶振動片５は、ＩＣ７の凹部１１ａ側の面に実装されている。

【0036】

第１導電性接合材２９は、水晶振動片の実装に利用されている公知のもの又はその他電子素子の実装に利用されている公知のものとされてよい。例えば、第１導電性接合材２９は、半田（鉛フリー半田を含む）、導電性接着剤、ＧＧＩ（Ｇｏｌｄ ｔｏ Ｇｏｌｄ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）接合用の金である。

【0037】

また、同じく図３に示すように、ＩＣ７の素子パッド２７と容器３の容器パッド１３とは第２導電性接合材３１により接合されている。これにより、ＩＣ７と容器３とは、互いに固定されるとともに電気的に接続されている。

【0038】

第２導電性接合材３１は、第１導電性接合材２９と同様に、公知のものとされてよい。例えば、第２導電性接合材３１は、半田（鉛フリー半田を含む）、導電性接着剤、ＧＧＩ接合用の金である。Ａｕ−Ｓｎ合金等のろう材も利用されてよい。なお、第２導電性接合材３１を設けずに、素子パッド２７と容器パッド１３とを原子拡散接合により接合するなどしてもよい（後述の実施形態も同様）。

【0039】

ＩＣ７の、回路形成面２３ａの裏面は、その略全面が赤外線遮断膜３３により覆われている。赤外線遮断膜３３は、半導体基板２３よりも単位厚み（ｚ方向）当たりの赤外線の透過率が低い。なお、赤外線遮断膜３３は、赤外線を反射してもよいし、赤外線を吸収してもよく、好ましくは反射する。

【0040】

赤外線遮断膜３３の構成及び材料は、適宜に選択されてよい。例えば、赤外線遮断膜３３は、低屈折率の絶縁材料及び高屈折率の絶縁材料を積層して構成されている。絶縁材料は、有機材料でもよいし、無機材料でもよい。積層される絶縁層の組み合わせとしては、例えば、酸化シリコン及び酸化チタン、酸化シリコン及び酸化タンタル、酸化シリコン及び硫化亜鉛、又は、酸化シリコン及び酸化ニオブが挙げられる。また、例えば、赤外線遮断膜３３は、金属とされてもよい。なお、この場合、赤外線遮断膜３３は、シールドとして利用されてもよい。

【0041】

図４は、素子パッド２７及び容器パッド１３の周辺を拡大して示す分解斜視図である。

【0042】

半導体基板２３の回路形成面２３ａには、パッシベーション膜３５が形成されている。パッシベーション膜３５は、ＳｉＯ_２等の絶縁膜からなり、回路形成面２３ａに形成された集積回路の回路パターンを覆う一方で、振動片パッド２５及び素子パッド２７を露出させている。これにより、振動片パッド２５と引出電極２１とを接合したり、容器パッド１３と素子パッド２７とを接合したときに、回路パターン等が短絡されるおそれが低減される。

【0043】

ＩＣ７の回路形成面２３ａと容器３の頂面１１ｂとの間においては、上述のように、素子パッド２７と容器パッド１３とが第２導電性接合材３１により接合されている。一方、これらパッドの非配置位置においては、これらパッド及び第２導電性接合材３１の厚みと同等の大きさで、回路形成面２３ａと頂面１１ｂとの間に隙間が生じる。

【0044】

この隙間には、絶縁材料からなる封止材３７が充填されている。これにより、凹部１１ａは密閉されることになる。なお、絶縁材料は、例えば、樹脂であり、より具体的には、例えば、熱硬化性樹脂である。

【0045】

図５及び図６は、水晶発振器１の製造方法を説明する図である。

【0046】

まず、複数の半導体基板２３が切り出されるウェハ４１（図５（ａ））に対してフォトリソグラフィーなどが行われ、集積回路、振動片パッド２５、素子パッド２７及びパッシベーション膜３５が形成される。すなわち、ダイシングされる前の複数のＩＣ７が形成される。

【0047】

そして、図５（ａ）に示すように、ウェハ状態のまま、複数のＩＣ７に複数の水晶振動片５が実装される。また、適宜な薄膜形成法によって赤外線遮断膜３３も成膜される。なお、水晶振動片５の実装及び赤外線遮断膜３３の成膜は、いずれが先であってもよい。

【0048】

次に、図５（ｂ）に示すように、ウェハ４１はダイシングされ、これにより、複数のＩＣ７及び水晶振動片５の組み合わせが切り出される。

【0049】

次に、図５（ｃ）及び図６（ａ）に示すように、切り出されたＩＣ７及び水晶振動片５は、第２導電性接合材３１により容器３に接合される。

【0050】

このとき、既に述べたように、ＩＣ７と容器３の頂面１１ｂとの間には、第２導電性接合材３１の非配置位置において隙間が生じている。そして、図６（ｂ）に示すように、当該隙間には、封止材３７が充填される。

【0051】

封止材３７は、例えば、熱硬化性樹脂であり、液状で充填された後、赤外線が照射されて硬化する。この際、赤外線は、赤外線遮断膜３３により、ＩＣ７を透過して水晶振動片５へ到達することが阻止される。

【0052】

なお、水晶振動片５は、ＩＣ７がウェハ４１から切り出された後に実装されてもよい。逆に、水晶振動片５だけでなく、容器３もウェハ状態のＩＣ７と接合されてもよい。赤外線遮断膜３３はＩＣ７が切り出された後に形成されてもよい。

【0053】

以上のとおり、本実施形態では、水晶発振器１は、凹部１１ａを有する容器３と、凹部１１ａに収容された水晶振動片５と、凹部１１ａを塞ぐＩＣ７とを有している。

【0054】

従って、ＩＣ７を容器３に収容する必要が無く、且つ、ＩＣ７をパッケージングの一部として利用できることから、水晶発振器１の大幅な小型化を図ることができる。例えば、水晶発振器１は、ＩＣ７を有さない水晶振動子と同等の大きさとされ得る。

【0055】

また、本実施形態では、水晶振動片５は、ＩＣ７の凹部１１ａ側の面（回路形成面２３ａ）に実装されている。

【0056】

従って、水晶振動片５を容器３に実装して、容器３に設けられた配線を介して水晶振動片５とＩＣ７とを接続する場合（この場合も本発明に含まれる）に比較して、配線を省略することができ、ひいては、容器３の小型化が期待される。配線が省略されることにより、ノイズが混入するおそれも低減され、電気的特性の向上も期待される。さらには、ウェハ状態のＩＣ７に対して水晶振動片５を実装することが可能であり、製造工程を簡素化できる。

【0057】

また、本実施形態では、ＩＣ７は、ベアチップである。

【0058】

従って、パッケージングされたＩＣを用いる場合（この場合も本発明に含まれる）に比較して、一層の小型化が期待される。また、凹部１１ａは、水晶振動片５だけでなくＩＣ７の集積回路も保護する空間として有効利用し、且つ、集積回路を形成するための半導体基板２３をパッケージングのための部材として有効利用することができる。

【0059】

また、本実施形態では、容器３は、容器３の凹部１１ａが開口する面（頂面１１ｂ）に設けられた複数の容器パッド１３と、当該容器３の外表面に設けられ、複数の容器パッド１３に接続された複数の外部端子９とを有している。ＩＣ７は、その主面（回路形成面２３ａ）に複数の素子パッド２７を有し、回路形成面２３ａを頂面１１ｂに対向されて配置されている。複数の素子パッド２７と複数の容器パッド１３とは接合されるとともに電気的に接続されている。回路形成面２３ａと頂面１１ｂとの間、且つ、複数の容器パッド１３及び複数の素子パッド２７の非配置位置には、絶縁材料（封止材３７）が充填され、これにより凹部１１ａは密閉されている。

【0060】

従って、後述する第２の実施形態（図７）との比較から理解されるように、容器３の平面視における大きさは、ＩＣ７の平面視における大きさと同じ大きさとすることができる。また、容器３とＩＣ７との電気的接続は、凹部１１ａの密閉に寄与している。また、封止材３７が隙間に充填されることにより、確実に密閉が行われるとともに、ＩＣ７の回路の短絡のおそれが低減される。

【0061】

また、本実施形態では、水晶発振器１は、ＩＣ７の半導体基板２３よりも単位厚み当たりの赤外線の透過率が低く、ＩＣ７の凹部１１ａとは反対側の面を覆う赤外線遮断膜３３を有している。

【0062】

ここで、半導体基板２３は、セラミックパッケージ等に比較して赤外線の透過率が高い。そして、赤外線が水晶振動片５に到達すると、その特性が変化し、所望の発振信号が得られないおそれがある。しかし、赤外線遮断膜３３が設けられていることにより、そのようなおそれが低減される。

【0063】

＜第２の実施形態＞
図７は、第２の実施形態に係る水晶発振器２０１を示す、図３と同様の断面図である。

【0064】

水晶発振器２０１は、容器の構成及び封止材３７の配置のみが第１の実施形態と相違する。具体的には、以下のとおりである。

【0065】

水晶発振器２０１の容器２０３（容器基体２１１）は、凹部２１１ａ内且つ凹部２１１ａの底面よりも高い位置に、凹部２１１ａの開口側に面する台座面２１１ｅを有している。台座面２１１ｅには、複数の容器パッド１３が設けられている。

【0066】

台座面２１１ｅは、例えば、凹部２１１ａの底側部分２１１ａａが開口側部分２１１ａｂよりも小径にされることにより形成されており、凹部２１１ａの全周に亘って形成されている。なお、台座面２１１ｅは、凹部２１１ａの底面の４隅のみが隆起されて４隅にのみ形成されるなど、凹部２１１ａの適宜な位置に形成されてもよい。

【0067】

水晶振動片５及びＩＣ７の構成は、第１の実施形態と同様である。ただし、ＩＣ７は、回路形成面２３ａを台座面２１１ｅに対向させて配置されている。そして、ＩＣ７は、開口側部分２１１ａｂに収容されつつ、凹部２１１ａ（底側部分２１１ａａ）を塞いでいる。水晶振動片５は、凹部２１１ａにＩＣ７よりも底側にて収容されている。

【0068】

複数の容器パッド１３及び複数の素子パッド２７は、第１の実施形態と同様に第２導電性接合材３１により接合されるとともに電気的に接続されている。これらの平面視における配置は、第１の実施形態と同様でよい。

【0069】

台座面２１１ｅとＩＣ７との間においては、第１の実施形態の頂面１１ｂとＩＣ７との間と同様に、複数の容器パッド１３及び複数の素子パッド２７の非配置位置において隙間が生じている。

【0070】

しかし、凹部２１１ａは、ＩＣ７の外周面と開口側部分２１１ａｂの内周面との間に封止材３７が充填されることにより密閉される。封止材３７は、例えば、開口側部分２１１ａｂの全周に亘って充填されている。なお、台座面２１１ｅとＩＣ７との間の隙間には、封止材３７が充填されていなくてもよいし、ＩＣ７の外周面と開口側部分２１１ａｂの内周面との間の封止材３７が流れ込むことにより充填されていてもよい。

【0071】

以上のとおり、第２の実施形態では、水晶発振器２０１は、凹部２１１ａを有する容器２０３と、凹部２１１ａに収容された水晶振動片５と、凹部２１１ａを塞ぐＩＣ７とを有している。従って、第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様の効果が奏される。

【0072】

また、第２の実施形態では、上記のように、凹部２１１ａ内に台座面２１１ｅを構成し、ＩＣ７を配置している。この構成では、例えば、ＩＣ７の半導体基板２３の端部が容器２０３により保護され、構造的な強度が向上する。また、凹部２１１ａの全周に亘って上方から（同一方向から）封止材３７を充填できる。

【0073】

＜第３の実施形態＞
図８は、第３の実施形態に係る水晶発振器３０１の特徴部を示す、図４と同様の分解斜視図である。

【0074】

水晶発振器３０１は、ＩＣ７と容器３との接合方法のみが第１の実施形態と相違する。具体的には、以下のとおりである。

【0075】

ＩＣ７と容器３との接合は、これらの間に介在する異方性導電材料３３１によりなされる。異方性導電材料３３１は、凹部１１ａ（図１参照）の全周に亘ってＩＣ７の回路形成面２３ａと容器３の頂面１１ｂとの間に配置されている。

【0076】

異方性導電材料３３１は、容器パッド１３と素子パッド２７との対向方向（ｚ方向）において導電性を有し、当該対向方向に直交する方向（ｘｙ方向）においては絶縁性を有している。例えば、異方性導電材料３３１は、金属等により形成された導電性フィラーを含む絶縁性の樹脂によって構成されており、ｚ方向においては導電性フィラーが互いに当接するとともに素子パッド２７及び容器パッド１３に当接することによって導電性を示し、ｘｙ方向においては、導電性フィラー同士が離間していることによって絶縁性を示す。若しくは、異方性導電材料３３１は、導電性高分子によって構成され、ｚ方向においては導電性を示し、ｘｙ方向においては絶縁性を示してもよい。

【0077】

上記のような構成においては、異方性導電材料３３１により、凹部１１ａの全周に亘ってＩＣ７と容器３とが接合され、ひいては、凹部１１ａが密閉される。異方性導電材料３３１は、ｚ方向においてのみ導電性を示すことから、素子パッド２７と容器パッド１３とが電気的に接続される一方で、素子パッド２７同士又は容器パッド１３同士は電気的に接続されない。

【0078】

以上のとおり、第３の実施形態では、水晶発振器３０１は、凹部１１ａを有する容器３と、凹部１１ａに収容された水晶振動片５と、凹部１１ａを塞ぐＩＣ７とを有している。従って、第３の実施形態においても、第１の実施形態と同様の効果が奏される。

【0079】

また、第３の実施形態では、異方性導電材料３３１により接合を行うことにより、第２導電性接合材３１及び絶縁性の封止材３７とを別個に設ける必要が無く、製造工程が簡素化される。

【0080】

なお、以上の実施形態において、水晶発振器１は本発明の圧電発振器及び圧電デバイスの一例であり、水晶振動片５は本発明の圧電振動片及び圧電素子の一例であり、封止材３７は本発明の絶縁材料の一例である。

【0081】

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。

【0082】

圧電デバイスは、圧電体の圧電効果（逆圧電効果を含む）を利用した処理を行うものであればよく、発振器に限定されない。例えば、圧電デバイスは、加速度センサ、共振器若しくはフィルタであってもよい。圧電体は、水晶に限定されず、セラミックであってもよい。

【0083】

既に述べたように、圧電素子（圧電振動片）は、集積回路素子に実装されなくてもよく、容器の凹部底面等に実装されてもよい。また、圧電振動片は、一端において実装（支持）されるものに限定されず、対角線上の２点において実装されるものであってもよい。

【0084】

外部端子の配置位置は、集積回路素子の反対側でなくてもよい。例えば、第２の実施形態において、容器２０３のＩＣ７側の面（開口側部分２１１ａｂの周囲の面）に外部端子９を設けてもよい。

【0085】

また、外部端子は、４隅に設けられるものに限定されない。例えば、発振器は、同一又は互いに異なる２つの発振信号を出力したり、温度情報を出力したりするために、５つ又は６つの外部端子を有していてもよい。

【0086】

容器は、その側面に、外部端子として機能する、又は、容器パッドと外部端子とを接続する導体層が設けられてもよい。また、容器の内部に導体層が設けられてもよい。

【符号の説明】

【0087】

１…水晶発振器（圧電発振器、圧電デバイス）、３…容器、５…水晶振動片（圧電振動片、圧電素子）、７…ＩＣ（集積回路素子）、１１ａ…凹部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】