特許 7589755 圧電振動デバイス

(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】

(24)【登録日】2024-11-18

(45)【発行日】2024-11-26

(54)【発明の名称】圧電振動デバイス

(51)【国際特許分類】

   H03B 5/32 20060101AFI20241119BHJP

【ＦＩ】

H03B5/32 A

H03B5/32 H

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2022574035

(86)(22)【出願日】2021-12-28

(86)【国際出願番号】 JP2021048747

(87)【国際公開番号】W WO2022149541

(87)【国際公開日】2022-07-14

【審査請求日】2023-06-23

(31)【優先権主張番号】P 2021002000

(32)【優先日】2021-01-08

(33)【優先権主張国・地域又は機関】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】110000947

【氏名又は名称】弁理士法人あーく事務所

(72)【発明者】

【氏名】古城 琢也

【審査官】福田 正悟

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－１３９０５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２８３４７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１９６１０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１６５６３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０１４７０５（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】

少なくともコア部を備えた圧電振動デバイスであって、
前記コア部には、振動部が気密封止された３枚重ね構造の圧電振動子と、発熱体が含まれ、
前記圧電振動子の少なくとも一主面全体が、前記発熱体と熱的に結合され、
前記コア部が、絶縁材料からなるパッケージの内部に実装されるとともに、前記パッケージに蓋が接合されることによって気密に封止され、
前記コア部には、前記発熱体に接合材を介して接合された基板が含まれており、
前記基板は、前記パッケージよりも熱伝導率が低い絶縁材料によって形成されていることを特徴とする圧電振動デバイス。

【請求項2】

請求項１に記載の圧電振動デバイスにおいて、
前記圧電振動子上には、発振用ＩＣが搭載されており、前記発振用ＩＣの能動面全体が、前記圧電振動子または前記発熱体と熱的に結合されていることを特徴とする圧電振動デバイス。

【請求項3】

請求項１または２に記載の圧電振動デバイスにおいて、
前記圧電振動子の熱容量が、前記発熱体の熱容量よりも小さいことを特徴とする圧電振動デバイス。

【請求項4】

請求項１に記載の圧電振動デバイスにおいて、
前記絶縁材料は、水晶、ガラス、または樹脂であることを特徴とする圧電振動デバイス。

【請求項5】

請求項４に記載の圧電振動デバイスにおいて、
前記基板が、第１の接着剤を介して前記パッケージに接合されていることを特徴とする圧電振動デバイス。

【請求項6】

請求項５に記載の圧電振動デバイスにおいて、
前記圧電振動子と前記発熱体とが第２の接着剤を介して接合され、
前記第２の接着剤の熱伝導率が、前記第１の接着剤の熱伝導率よりも高いことを特徴とする圧電振動デバイス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、圧電振動デバイスに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、各種電子機器の動作周波数の高周波化や、パッケージの小型化や低背化（薄型化）が進んでいる。そのため、高周波化やパッケージの小型化や低背化にともなって、圧電振動デバイス（例えば、水晶振動子、水晶発振器等）も高周波化やパッケージの小型化や低背化への対応が求められている。

【0003】

この種の圧電振動デバイスでは、その筐体が略直方体形状のパッケージで構成されている。このパッケージは、例えばガラスや水晶からなる第１封止部材および第２封止部材と、例えば水晶からなり両主面に励振電極が形成された圧電振動板とから構成されている。そして、第１封止部材と第２封止部材とが圧電振動板を介して積層して接合されて、パッケージの内部（内部空間）に配された圧電振動板の振動部が気密封止されている。

【0004】

ところで、水晶振動子等の圧電振動子は、固有の周波数温度特性に基づいて、温度に応じて振動周波数が変化する。そこで、圧電振動子の周囲の温度を一定に保つために、恒温槽内に圧電振動子を封入した恒温槽型圧電発振器（Ｏｖｅｎ－Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｘｔａｌ（ｃｒｙｓｔａｌ） Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ：以下、「ＯＣＸＯ」とも言う。）が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特許第６３７６６８１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上述したような圧電振動デバイスにおいて、圧電振動子と発熱体（例えばヒータ用ＩＣやヒータ基板等）とが離間して配置された場合、圧電振動子と発熱体との間で温度差が発生する可能性があり、これに起因して、ＯＣＸＯによる温度調整の精度が悪化する可能性がある。このため、ＯＣＸＯの発振周波数が不安定になることが懸念される。

【0007】

本発明は上述したような実情を考慮してなされたもので、振動部が気密封止された３枚重ね構造の圧電振動子と、発熱体とを含むコア部の温度をより速く目的の温度に昇温させることが可能な圧電振動デバイス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】

【0008】

本発明は、上述の課題を解決するための手段を以下のように構成している。すなわち、本発明は、少なくともコア部を備えた圧電振動デバイスであって、前記コア部には、振動部が気密封止された３枚重ね構造の圧電振動子と、発熱体が含まれ、前記圧電振動子の少なくとも一主面全体が、前記発熱体と熱的に結合され、前記コア部が、絶縁材料からなるパッケージの内部に実装されるとともに、前記パッケージに蓋が接合されることによって気密に封止され、前記コア部には、前記発熱体に接合材を介して接合された基板が含まれており、前記基板は、前記パッケージよりも熱伝導率が低い絶縁材料によって形成されていることを特徴とする。なお、前記圧電振動子上には、発振用ＩＣが搭載されていてもよく、この場合、発振用ＩＣの能動面全体が、圧電振動子または発熱体と熱的に結合されていることが好ましい。

【0009】

上記構成によれば、３枚重ね構造の圧電振動子の少なくとも一主面全体が発熱体と熱的に結合されているので、圧電振動子を効率的に加熱することができる。これにより、より速くコア部を目的の温度に昇温させることができ、圧電振動デバイスの周波数の変動を抑制することができる。また、コア部を、絶縁材料からなるパッケージの内部に実装して蓋で気密封止することにより、コア部が外部環境に晒されることがなくなるので、コア部の温度を恒温化することができる。また、コア部に、パッケージよりも熱伝導率が低い絶縁材料からなる基板（コア基板）が含まれることにより、発熱体によって温められた圧電振動子の熱を、例えばアルミナのようなセラミックを母材とするパッケージ側に伝導することを抑制することができる。

【0010】

上記構成において、前記圧電振動子の熱容量が、前記発熱体の熱容量よりも小さいことが好ましい。この構成によれば、３枚重ね構造の圧電振動子の熱容量が、発熱体の熱容量よりも小さいので、圧電振動子を速やかに昇温させることができる。これにより、圧電振動デバイスの周波数の変動を抑制することができる。

【0013】

上記構成において、前記絶縁材料は、水晶、ガラス、または樹脂であることが好ましい。この構成によれば、コア部に、水晶、ガラス、または樹脂からなる基板（コア基板）が含まれることにより、発熱体によって温められた圧電振動子の熱を、例えばアルミナのようなセラミックを母材とするパッケージ側に伝導することを抑制することができる。

【0014】

上記構成において、前記基板が、第１の接着剤を介して前記パッケージに接合されていることが好ましい。この構成によれば、水晶、ガラス、または樹脂からなる基板（コア基板）が第１の接着剤を介してパッケージに接合されることにより、コア部の熱をパッケージ側に伝導させにくくすることができる。

【0015】

上記構成において、前記圧電振動子と前記発熱体とが第２の接着剤を介して接合され、前記第２の接着剤の熱伝導率が、前記第１の接着剤の熱伝導率よりも高いことが好ましい。この構成によれば、第２の接着剤の熱伝導率が、第１の接着剤の熱伝導率よりも高いことにより、パッケージ側よりも先に発熱体からの熱を圧電振動子に効率よく伝導させることができる。

【発明の効果】

【0016】

本発明の圧電振動デバイスによれば、３枚重ね構造の圧電振動子の少なくとも一主面全体が発熱体と熱的に結合されているので、圧電振動子を効率的に加熱することができる。これにより、より速くコア部を目的の温度に昇温させることができ、圧電振動デバイスの周波数の変動を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】図１は、本発明を適用した実施形態にかかるＯＣＸＯの概略構成を示す断面図である。

【図2】図２は、図１のＯＣＸＯのコア部およびコア基板の概略構成を示す断面図である。

【図3】図３は、図２のコア部およびコア基板を示す平面図である。

【図4】図４は、図２のコア部の水晶発振器（水晶振動子および発振用ＩＣ）の各構成を模式的に示した概略構成図である。

【図5】図５は、図４の水晶発振器の第１封止部材の第１主面側の概略平面図である。

【図6】図６は、図４の水晶発振器の第１封止部材の第２主面側の概略平面図である。

【図7】図７は、図４の水晶発振器の水晶振動板の第１主面側の概略平面図である。

【図8】図８は、図４の水晶発振器の水晶振動板の第２主面側の概略平面図である。

【図9】図９は、図４の水晶発振器の第２封止部材の第１主面側の概略平面図である。

【図10】図１０は、図４の水晶発振器の第２封止部材の第２主面側の概略平面図である。

【図11】図１１は、変形例１にかかるＯＣＸＯの概略構成を示す断面図である。

【図12】図１２は、図１１のＯＣＸＯの平面図である。

【図13】図１３は、変形例２にかかるＯＣＸＯの概略構成を示す断面図である。

【図14】図１４は、変形例３にかかるＯＣＸＯの概略構成を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。以下では、本発明をＯＣＸＯ（Ｏｖｅｎ－Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｘｔａｌ（ｃｒｙｓｔａｌ） Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）に適用した実施形態について説明する。

【0019】

本実施形態にかかるＯＣＸＯ１は、図１に示すように、セラミック製等で略直方体のパッケージ（筐体）２の内部にコア部５が配置され、リッド（蓋）３によって気密封止された構造とされている。パッケージ２には、上方が開口された凹部２ａが形成されており、凹部２ａの内部にコア部５が気密状態で封入されている。凹部２ａを囲う周壁部２ｂの上面には、リッド３が封止材８を介してシーム溶接によって固定されており、パッケージ２の内部が密封状態（気密状態）になっている。封止材８としては、例えばＡｕ－Ｓｕ合金や、はんだ等の金属系封止材が好適に用いられるが、低融点ガラス等の封止材を用いてもよい。パッケージ２の内部空間は、真空、または低圧の窒素やアルゴン等の熱伝導率が低い雰囲気であることが好ましい。

【0020】

パッケージ２の周壁部２ｂの内壁面には、接続端子（図示省略）の並びに沿った段差部２ｃが形成されており、段差部２ｃに形成された接続端子に、板状のコア基板４を介してコア部５が接続されている。コア基板４は、パッケージ２の対向する一対の段差部２ｃ，２ｃ間に架け渡されるように配置されており、一対の段差部２ｃ，２ｃの間であってコア基板４の下側の部分には、空間２ｄが形成されている。そして、段差部２ｃの段差面上に形成された接続端子が、導電性接着剤７を介してコア基板４の下面４ｂに形成された接続端子（図示省略）に接続されている。また、コア部５の各構成部材に形成された外部端子（図示省略）が、ワイヤ６ａ，６ｂを介してコア基板４の上面４ａに形成された接続端子４ｃにワイヤボンディングにより接続されている。導電性接着剤７としては、例えばポリイミド系接着剤、エポキシ系接着剤等が用いられる。

【0021】

次に、コア部５について、図２、図３を参照して説明する。図２、図３では、コア部５がコア基板４上に搭載された状態を図示している。コア部５は、ＯＣＸＯ１で使用される各種電子部品をパッケージングしたものであり、発振用ＩＣ５１、水晶振動子５０、およびヒータ用ＩＣ５２が上側から順に積層された３層構造（積層構造）の構成になっている。水晶振動子５０として、振動部１１が気密封止された３枚重ね構造のものが用いられている。発振用ＩＣ５１、水晶振動子５０、およびヒータ用ＩＣ５２は、平面視におけるそれぞれの面積が、上方に向かって漸次小さくなっている。コア部５は、水晶振動子５０、発振用ＩＣ５１、およびヒータ用ＩＣ５２の温度調整を行うことで、ＯＣＸＯ１の発振周波数を安定させるように構成されている。なお、コア部５の各種電子部品は封止樹脂によって封止されていないが、封止雰囲気によっては封止樹脂による封止を行うようにしてもよい。

【0022】

水晶振動子５０および発振用ＩＣ５１によって、水晶発振器１００が構成される。発振用ＩＣ５１は、複数の金属バンプ５１ａ（図４参照）を介して水晶振動子５０上に搭載されている。発振用ＩＣ５１によって水晶振動子５０の圧電振動を制御することにより、ＯＣＸＯ１の発振周波数が制御される。水晶発振器１００の詳細については後述する。

【0023】

水晶振動子５０および発振用ＩＣ５１の互いの対向面の間には、非導電性接着剤（アンダーフィル）５３が介在されており、非導電性接着剤５３によって水晶振動子５０および発振用ＩＣ５１の互いの対向面が固定されている。この場合、水晶振動子５０の上面（第１封止部材２０の第１主面２０１）と、発振用ＩＣ５１の下面とが、非導電性接着剤５３を介して接合される。非導電性接着剤５３としては、例えばポリイミド系接着剤、エポキシ系接着剤等が用いられる。また、水晶振動子５０の上面に形成された外部端子（図５に示す電極パターン２２）が、ワイヤ６ａを介してコア基板４の上面４ａに形成された接続端子４ｃにワイヤボンディングにより接続されている。

【0024】

発振用ＩＣ５１は、平面視における面積が水晶振動子５０よりも小さくなっており、発振用ＩＣ５１の全体が、平面視で水晶振動子５０の範囲内に位置している。発振用ＩＣ５１の下面の全体が、水晶振動子５０の上面（第１封止部材２０の第１主面２０１）に接合されている。

【0025】

ヒータ用ＩＣ５２は、例えば発熱体（熱源）と、発熱体の温度制御用の制御回路（電流制御用の回路）と、発熱体の温度を検出するための温度センサとが一体になった構成とされている。ヒータ用ＩＣ５２によってコア部５の温度制御を行うことにより、コア部５の温度が略一定の温度に維持され、ＯＣＸＯ１の発振周波数の安定化が図られている。

【0026】

水晶振動子５０およびヒータ用ＩＣ５２の互いの対向面の間には、非導電性接着剤５４が介在されており、非導電性接着剤５４によって水晶振動子５０およびヒータ用ＩＣ５２の互いの対向面が固定されている。この場合、水晶振動子５０の下面（第２封止部材３０の第２主面３０２）と、ヒータ用ＩＣ５２の上面とが、非導電性接着剤５４を介して接合される。非導電性接着剤５４としては、例えばポリイミド系接着剤、エポキシ系接着剤等が用いられる。ヒータ用ＩＣ５２の上面に形成された外部端子（図示省略）が、ワイヤ６ｂを介してコア基板４の上面４ａに形成された接続端子４ｃにワイヤボンディングにより接続されている。

【0027】

水晶振動子５０は、平面視における面積がヒータ用ＩＣ５２よりも小さくなっており、水晶振動子５０の全体が、平面視でヒータ用ＩＣ５２の範囲内に位置している。水晶振動子５０の下面（第２封止部材３０の第２主面３０２）の全体が、ヒータ用ＩＣ５２の上面に接合されている。

【0028】

ヒータ用ＩＣ５２およびコア基板４の互いの対向面の間には、導電性接着剤５５が介在されており、導電性接着剤５５によってヒータ用ＩＣ５２およびコア基板４の互いの対向面が固定されている。この場合、ヒータ用ＩＣ５２の下面と、コア基板４の上面４ａとが、導電性接着剤５５を介して接合される。これにより、ヒータ用ＩＣ５２が導電性接着剤５５およびコア基板４を介してグランド接続されるようになっている。導電性接着剤５５としては、例えばポリイミド系接着剤、エポキシ系接着剤等が用いられる。なお、例えばワイヤ等を介してヒータ用ＩＣ５２がグランド接続される場合には、導電性接着剤の代わりに、上述した非導電性接着剤５３，５４と同様の非導電性接着剤を用いてもよい。

【0029】

コア基板４の上面４ａには、上述したように、多数の接続端子４ｃが形成されている。また、コア基板４の上面４ａには、複数（図３では２つ）のチップコンデンサ（バイパスコンデンサ）４ｄが配置されている。なお、チップコンデンサ４ｄのサイズや数については特に限定されない。

【0030】

コア部５に用いられる水晶振動子５０の種類は特に限定されるものではないが、デバイスを薄型化しやすい、サンドイッチ構造のデバイスを好適に使用できる。サンドイッチ構造のデバイスは、ガラスや水晶からなる第１、第２封止部材と、例えば水晶からなり両主面に励振電極が形成された振動部を有する圧電振動板とから構成され、第１封止部材と第２封止部材とが、圧電振動板を介して積層して接合され、内部に配された圧電振動板の振動部が気密封止される３枚重ね構造のデバイスである。

【0031】

このようなサンドイッチ構造の水晶振動子５０と、発振用ＩＣ５１とが一体的に設けられた水晶発振器１００について、図４～図１０を参照して説明する。

【0032】

水晶発振器１００は、図４に示すように、水晶振動板（圧電振動板）１０、第１封止部材２０、第２封止部材３０、および発振用ＩＣ５１を備えて構成されている。この水晶発振器１００では、水晶振動板１０と第１封止部材２０とが接合され、水晶振動板１０と第２封止部材３０とが接合されることによって、略直方体のサンドイッチ構造のパッケージが構成される。すなわち、水晶発振器１００においては、水晶振動板１０の両主面のそれぞれに第１封止部材２０および第２封止部材３０が接合されることでパッケージの内部空間（キャビティ）が形成され、この内部空間に振動部１１（図７、図８参照）が気密封止される。

【0033】

水晶発振器１００は、例えば、１．０×０．８ｍｍのパッケージサイズであり、小型化と低背化とを図ったものである。また、小型化に伴い、パッケージでは、キャスタレーションを形成せずに、スルーホールを用いて電極の導通を図っている。第１封止部材２０上に搭載される発振用ＩＣ５１は、水晶振動板１０とともに発振回路を構成する１チップ集積回路素子である。また、水晶発振器１００は、上述したヒータ用ＩＣ５２上に、非導電性接着剤５４を介して搭載される。

【0034】

水晶振動板１０は、図７、図８に示すように、水晶からなる圧電基板であって、その両主面（第１主面１０１，第２主面１０２）が平坦平滑面（鏡面加工）として形成されている。水晶振動板１０として、厚みすべり振動を行うＡＴカット水晶板が用いられている。図７、図８に示す水晶振動板１０では、水晶振動板１０の両主面１０１，１０２が、ＸＺ´平面とされている。このＸＺ´平面において、水晶振動板１０の短手方向（短辺方向）に平行な方向がＸ軸方向とされ、水晶振動板１０の長手方向（長辺方向）に平行な方向がＺ´軸方向とされている。

【0035】

水晶振動板１０の両主面１０１，１０２には、一対の励振電極（第１励振電極１１１，第２励振電極１１２）が形成されている。水晶振動板１０は、略矩形に形成された振動部１１と、この振動部１１の外周を取り囲む外枠部１２と、振動部１１と外枠部１２とを連結することで振動部１１を保持する保持部（連結部）１３とを有している。すなわち、水晶振動板１０は、振動部１１、外枠部１２および保持部１３が一体的に設けられた構成となっている。保持部１３は、振動部１１の＋Ｘ方向かつ－Ｚ´方向に位置する１つの角部のみから、－Ｚ´方向に向けて外枠部１２まで延びている（突出している）。振動部１１と外枠部１２との間には、貫通部（スリット）１１ａが形成されており、振動部１１と外枠部１２とが、１つの保持部１３のみによって接続されている。

【0036】

第１励振電極１１１は振動部１１の第１主面１０１側に設けられ、第２励振電極１１２は振動部１１の第２主面１０２側に設けられている。第１励振電極１１１，第２励振電極１１２には、これらの励振電極を外部電極端子に接続するための引出配線（第１引出配線１１３，第２引出配線１１４）が接続されている。第１引出配線１１３は、第１励振電極１１１から引き出され、保持部１３を経由して、外枠部１２に形成された接続用接合パターン１４に繋がっている。第２引出配線１１４は、第２励振電極１１２から引き出され、保持部１３を経由して、外枠部１２に形成された接続用接合パターン１５に繋がっている。

【0037】

水晶振動板１０の両主面（第１主面１０１，第２主面１０２）には、水晶振動板１０を第１封止部材２０および第２封止部材３０に接合するための振動側封止部がそれぞれ設けられている。第１主面１０１の振動側封止部としては振動側第１接合パターン１２１が形成されており、第２主面１０２の振動側封止部としては振動側第２接合パターン１２２が形成されている。振動側第１接合パターン１２１および振動側第２接合パターン１２２は、外枠部１２に設けられており、平面視で環状に形成されている。

【0038】

また、水晶振動板１０には、図７、図８に示すように、第１主面１０１と第２主面１０２との間を貫通する５つのスルーホールが形成されている。具体的には、４つの第１スルーホール１６１は、外枠部１２の４隅（角部）の領域にそれぞれ設けられている。第２スルーホール１６２は、外枠部１２であって、振動部１１のＺ´軸方向の一方側（図７、図８では、－Ｚ´方向側）に設けられている。第１スルーホール１６１の周囲には、それぞれ接続用接合パターン１２３が形成されている。また、第２スルーホール１６２の周囲には、第１主面１０１側では接続用接合パターン１２４が、第２主面１０２側では接続用接合パターン１５が形成されている。

【0039】

第１スルーホール１６１および第２スルーホール１６２には、第１主面１０１と第２主面１０２とに形成された電極の導通を図るための貫通電極が、スルーホールそれぞれの内壁面に沿って形成されている。また、第１スルーホール１６１および第２スルーホール１６２それぞれの中央部分は、第１主面１０１と第２主面１０２との間を貫通した中空状態の貫通部分となる。

【0040】

次に、第１封止部材２０は、図５、図６に示すように、１枚のＡＴカット水晶板から形成された直方体の基板であり、この第１封止部材２０の第２主面２０２（水晶振動板１０に接合する面）は平坦平滑面（鏡面加工）として形成されている。なお、第１封止部材２０は振動部を有するものではないが、水晶振動板１０と同様にＡＴカット水晶板を用いることで、水晶振動板１０と第１封止部材２０の熱膨張率を同じにすることができ、水晶発振器１００における熱変形を抑制することができる。また、第１封止部材２０におけるＸ軸、Ｙ軸およびＺ´軸の向きも水晶振動板１０と同じとされている。

【0041】

第１封止部材２０の第１主面２０１には、図５に示すように、発振回路素子である発振用ＩＣ５１を搭載する搭載パッドを含む６つの電極パターン２２が形成されている。発振用ＩＣ５１は、金属バンプ（例えばＡｕバンプなど）５１ａ（図４参照）を用いて電極パターン２２に、ＦＣＢ（Ｆｌｉｐ Ｃｈｉｐ Ｂｏｎｄｉｎｇ）法により接合される。また、本実施形態では、６つの電極パターン２２のうち、第１封止部材２０の第１主面２０１の４隅（角部）に位置する電極パターン２２は、上述したコア基板４の上面４ａに形成された接続端子４ｃにワイヤ６ａを介して接続されている。これにより、発振用ＩＣ５１が、ワイヤ６ａ、コア基板４、パッケージ２等を介して、外部に電気的に接続されるようになっている。

【0042】

第１封止部材２０には、図５、図６に示すように、６つの電極パターン２２のそれぞれと接続され、第１主面２０１と第２主面２０２との間を貫通する６つのスルーホールが形成されている。具体的には、４つの第３スルーホール２１１が、第１封止部材２０の４隅（角部）の領域に設けられている。第４，第５スルーホール２１２，２１３は、図５、図６の＋Ｚ´方向および－Ｚ´方向にそれぞれ設けられている。

【0043】

第３スルーホール２１１および第４，第５スルーホール２１２，２１３には、第１主面２０１と第２主面２０２とに形成された電極の導通を図るための貫通電極が、スルーホールそれぞれの内壁面に沿って形成されている。また、第３スルーホール２１１および第４，第５スルーホール２１２，２１３それぞれの中央部分は、第１主面２０１と第２主面２０２との間を貫通した中空状態の貫通部分となる。

【0044】

第１封止部材２０の第２主面２０２には、水晶振動板１０に接合するための封止側第１封止部としての封止側第１接合パターン２４が形成されている。封止側第１接合パターン２４は、平面視で環状に形成されている。

【0045】

また、第１封止部材２０の第２主面２０２では、第３スルーホール２１１の周囲に接続用接合パターン２５がそれぞれ形成されている。第４スルーホール２１２の周囲には接続用接合パターン２６１が、第５スルーホール２１３の周囲には接続用接合パターン２６２が形成されている。さらに、接続用接合パターン２６１に対して第１封止部材２０の長軸方向の反対側（－Ｚ´方向側）には接続用接合パターン２６３が形成されており、接続用接合パターン２６１と接続用接合パターン２６３とは配線パターン２７によって接続されている。

【0046】

次に、第２封止部材３０は、図９、図１０に示すように、１枚のＡＴカット水晶板から形成された直方体の基板であり、この第２封止部材３０の第１主面３０１（水晶振動板１０に接合する面）は平坦平滑面（鏡面加工）として形成されている。なお、第２封止部材３０においても、水晶振動板１０と同様にＡＴカット水晶板を用い、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ´軸の向きも水晶振動板１０と同じとすることが望ましい。

【0047】

この第２封止部材３０の第１主面３０１には、水晶振動板１０に接合するための封止側第２封止部としての封止側第２接合パターン３１が形成されている。封止側第２接合パターン３１は、平面視で環状に形成されている。

【0048】

第２封止部材３０の第２主面３０２には、４つの電極端子３２が設けられている。電極端子３２は、第２封止部材３０の第２主面３０２の４隅（角部）にそれぞれ位置する。なお、本実施形態では、上述したように、電極パターン２２、ワイヤ６ａを介して外部との電気的に接続が行われるが、電極端子３２を用いて外部との電気的な接続を行うことも可能になっている。

【0049】

第２封止部材３０には、図９、図１０に示すように、第１主面３０１と第２主面３０２との間を貫通する４つのスルーホールが形成されている。具体的には、４つの第６スルーホール３３は、第２封止部材３０の４隅（角部）の領域に設けられている。第６スルーホール３３には、第１主面３０１と第２主面３０２とに形成された電極の導通を図るための貫通電極が、第６スルーホール３３それぞれの内壁面に沿って形成されている。このように第６スルーホール３３の内壁面に形成された貫通電極によって、第１主面３０１に形成された電極と、第２主面３０２に形成された電極端子３２とが導通されている。また、第６スルーホール３３それぞれの中央部分は、第１主面３０１と第２主面３０２との間を貫通した中空状態の貫通部分となっている。また、第２封止部材３０の第１主面３０１では、第６スルーホール３３の周囲には、それぞれ接続用接合パターン３４が形成されている。なお、電極端子３２を用いて外部との電気的な接続を行わない場合には、電極端子３２、第６スルーホール３３等を設けない構成としてもよい。

【0050】

上記の水晶振動板１０、第１封止部材２０、および第２封止部材３０を含む水晶発振器１００では、水晶振動板１０と第１封止部材２０とが振動側第１接合パターン１２１および封止側第１接合パターン２４を重ね合わせた状態で拡散接合され、水晶振動板１０と第２封止部材３０とが振動側第２接合パターン１２２および封止側第２接合パターン３１を重ね合わせた状態で拡散接合されて、図４に示すサンドイッチ構造のパッケージが製造される。これにより、パッケージの内部空間、つまり、振動部１１の収容空間が気密封止される。

【0051】

この際、上述した接続用接合パターン同士も重ね合わせられた状態で拡散接合される。そして、接続用接合パターン同士の接合により、水晶発振器１００では、第１励振電極１１１、第２励振電極１１２、発振用ＩＣ５１および電極端子３２の電気的導通が得られるようになっている。

【0052】

具体的には、第１励振電極１１１は、第１引出配線１１３、配線パターン２７、第４スルーホール２１２および電極パターン２２を順に経由して、発振用ＩＣ５１に接続される。第２励振電極１１２は、第２引出配線１１４、第２スルーホール１６２、第５スルーホール２１３および電極パターン２２を順に経由して、発振用ＩＣ５１に接続される。

【0053】

水晶発振器１００において、各種接合パターンは、複数の層が水晶板上に積層されてなり、その最下層側からＴｉ（チタン）層とＡｕ（金）層とが蒸着形成されているものとすることが好ましい。また、水晶発振器１００に形成される他の配線や電極も、接合パターンと同一の構成とすれば、接合パターンや配線および電極を同時にパターニングでき、好ましい。

【0054】

上述のように構成された水晶発振器１００では、水晶振動板１０の振動部１１を気密封止する封止部（シールパス）１１５，１１６は、平面視で、環状に形成されている。シールパス１１５は、上述した振動側第１接合パターン１２１および封止側第１接合パターン２４の拡散接合によって形成され、シールパス１１５の外縁形状および内縁形状が略八角形に形成されている。同様に、シールパス１１６は、上述した振動側第２接合パターン１２２および封止側第２接合パターン３１の拡散接合によって形成され、シールパス１１６の外縁形状および内縁形状が略八角形に形成されている。

【0055】

本実施形態では、少なくともコア部５を備えたＯＣＸＯ１において、コア部５には、振動部１１が気密封止された３枚重ね構造の水晶振動子５０と、発熱体としてのヒータ用ＩＣ５２が含まれており、水晶振動子５０の少なくとも一主面全体が、ヒータ用ＩＣ５２と熱的に結合されている。この場合、水晶振動子５０の第２封止部材３０の第２主面３０２の全体が、ヒータ用ＩＣ５２の上面に非導電性接着剤５４（第２の接着剤）を介して面接触している。このように、３枚重ね構造の水晶振動子５０の少なくとも第２封止部材３０の第２主面３０２の全体が、ヒータ用ＩＣ５２と熱的に結合されているので、水晶振動子５０を効率的に加熱することができる。これにより、より速くコア部５を目的の温度に昇温させることができ、ＯＣＸＯ１の周波数の変動を抑制することができる。

【0056】

また、水晶振動子５０上には、発振用ＩＣ５１が搭載されており、発振用ＩＣ５１の能動面（図１、図４では下面）の全体が、水晶振動子５０と熱的に結合されている。この場合、発振用ＩＣ５１の能動面全体が、水晶振動子５０の第１封止部材２０の第１主面３０１に非導電性接着剤５３を介して面接触している。これにより、発振用ＩＣ５１、水晶振動子５０、およびヒータ用ＩＣ５２を含むコア部５をより速く目的の温度に昇温させることができる。

【0057】

また、本実施形態では、水晶振動子５０の熱容量が、ヒータ用ＩＣ５２の熱容量よりも小さくなっている。これにより、３枚重ね構造の水晶振動子５０を速やかに昇温させることができ、ＯＣＸＯ１の周波数の変動を抑制することができる。また、発振用ＩＣ５１の熱容量も、ヒータ用ＩＣ５２の熱容量よりも小さくなっており、発振用ＩＣ５１、水晶振動子５０、およびヒータ用ＩＣ５２を含むコア部５をより速く目的の温度に昇温させることができる。なお、熱容量は、発振用ＩＣ５１、水晶振動子５０、ヒータ用ＩＣ５２の順で大きくなっている。また、厚みについても、発振用ＩＣ５１、水晶振動子５０、ヒータ用ＩＣ５２の順で大きくなっている。例えば、発振用ＩＣ５１の厚みは０．０８～０．１０ｍｍ、水晶振動子５０の厚みは０．１２ｍｍ、ヒータ用ＩＣ５２の厚みは０．２８～０．３０ｍｍである。

【0058】

また、本実施形態では、発振用ＩＣ５１、水晶振動子５０、およびヒータ用ＩＣ５２が上側から順に積層された３層構造（積層構造）の構成になっているが、発熱体であるヒータ用ＩＣ５２が最も熱容量が大きくなっている。これにより、発振用ＩＣ５１、水晶振動子５０、およびヒータ用ＩＣ５２を含むコア部５をより速く目的の温度に昇温させることができる。

【0059】

さらに、平面視において、水晶振動子５０とヒータ用ＩＣ５２との接合領域が、ヒータ用ＩＣ５２の上面の領域内に収まっているので、ヒータ用ＩＣ５２から水晶振動子５０への熱伝導を効率的に行うことができ、水晶振動子５０を速やかに昇温させることができる。

【0060】

本実施形態では、コア部５が、絶縁材料からなるパッケージ２の内部に実装されるとともに、パッケージ２にリッド３が接合されることによって気密に封止されている。この場合、パッケージ２は、例えばアルミナのようなセラミックによって形成される。このように、コア部５を、絶縁材料からなるパッケージ２の内部に実装してリッド３で気密封止することにより、コア部５が外部環境に晒されることがなくなるので、コア部５の温度を恒温化することができる。さらに、コア基板４を介してコア部５がパッケージ２に固定されているので、ＯＣＸＯ１が搭載される実装基板からの応力がコア部５に伝わりにくくなり、コア部５の保護を図ることができる。

【0061】

また、本実施形態では、コア部５には、ヒータ用ＩＣ５２に接合材を介して接合されたコア基板４が含まれており、コア基板４は、パッケージ２よりも熱伝導率が低い絶縁材料によって形成されている。この場合、コア基板４は、水晶、ガラス、または樹脂によって形成される。このように、コア部５に、パッケージ２よりも熱伝導率が低い絶縁材料からなるコア基板４が含まれることにより、ヒータ用ＩＣ５２によって温められた水晶振動子５０の熱を、例えばアルミナのようなセラミックを母材とするパッケージ２側に伝導することを抑制することができる。ここで、コア基板４としては、２００℃以上の耐熱性を有する樹脂製基板を用いることが好ましい。そのような樹脂製基板の材料としては、例えば、ポリイミド、ガラスエポキシ、エポキシ、スーパーエンジニアリングプラスチック等がある。また、コア基板４の表面には、配線が形成されていないことが好ましい。

【0062】

さらに、本実施形態では、コア基板４が、導電性接着剤７（第１の接着剤）を介してパッケージ２に接合されている。このように、水晶、ガラス、または樹脂からなるコア基板４が導電性接着剤７を介してパッケージ２に接合されることにより、コア部５の熱をパッケージ２側に伝導させにくくすることができる。この場合、水晶振動子５０およびヒータＩＣ５２の互いの対向面の間に介在された非導電性接着剤５４（第２の接着剤）の熱伝導率が、コア基板４およびパッケージ２の互いの対向面の間に介在された導電性接着剤７（第１の接着剤）の熱伝導率よりも高くなっている。このように、非導電性接着剤５４の熱伝導率が、導電性接着剤７の熱伝導率よりも高いことにより、パッケージ２側よりも先にヒータ用ＩＣ５２からの熱を水晶振動子５０、および水晶振動子５０上の発振用ＩＣ５１に効率よく伝導させることができる。なお、水晶振動子５０およびヒータＩＣ５２の互いの対向面の間に介在された非導電性接着剤５４の熱伝導率は、ヒータＩＣ５２およびコア基板４の互いの対向面の間に介在された導電性接着剤５５の熱伝導率よりも高くなっているか、あるいは、非導電性接着剤５４の熱伝導率と導電性接着剤５５の熱伝導率とが略同じになっていることが好ましい。

【0063】

本実施形態では、コア部５の圧電振動子として、上述のような振動部１１が内部に気密封止された低背化が可能な３枚重ね構造の水晶振動子５０が用いられているので、コア部５の低背化および小型化を図ることができ、コア部５の熱容量を小さくすることができる。水晶振動子５０の厚みは、例えば０．１２ｍｍであり、従来の水晶振動子に比べて非常に薄くなっている。これにより、従来のＯＣＸＯに比べて、コア部５の熱容量を非常に小さくすることができ、そのようなコア部５を備えたＯＣＸＯ１のヒータ発熱量を抑えることができ、低消費電力化に寄与することができる。しかも、コア部５の温度追従性を向上させることができ、ＯＣＸＯ１の安定性を向上させることができる。また、３枚重ね構造の水晶振動子５０では、上述したように、接着剤を用いずに振動部１１が気密封止されるので、接着剤から発生したアウトガスによる熱対流の悪影響を抑制することができる。つまり、振動部１１を気密封止する空間内で、接着剤から発生したアウトガスが循環することによって熱対流が発生し、振動部１１の精度良い温度制御が妨げられる可能性がある。しかし、３枚重ね構造の水晶振動子５０では、そのようなアウトガスが発生しないため、振動部１１の精度良い温度制御が可能になる。

【0064】

また、３枚重ね構造の水晶振動子５０において、上述したシールパス１１５，１１６、および接続用接合パターン同士の接合によって形成された接合材は、薄膜金属層によって構成されるので、水晶振動子５０における上下方向（積層方向）の熱伝導が良好になり、水晶振動子５０の温度を迅速に均一化させることができる。シールパス１１５，１１６等の場合、薄膜金属層の厚みが、１．００μｍ以下（具体的には、本実施形態のＡｕ－Ａｕ接合では、０．１５μｍ～１．００μｍ）になっており、Ｓｎを用いた従来の金属ペースト封止材（例えば、５μｍ～２０μｍ）よりも非常に薄くなっている。これにより、水晶振動子５０における上下方向（積層方向）の熱伝導性を向上させることができる。また、水晶振動板１０と第１封止部材２０とが複数の接合領域で接合され、水晶振動板１０と第２封止部材３０とが複数の接合領域で接合されるため、水晶振動子５０における上下方向（積層方向）の熱伝導がより良好になる。

【0065】

本実施形態では、水晶振動板１０の振動部１１と外枠部１２との間には、貫通部１１ａが形成されており、振動部１１と外枠部１２とが、１つの保持部１３のみによって接続されている。保持部１３は、振動部１１の＋Ｘ方向かつ－Ｚ´方向に位置する１つの角部のみから、－Ｚ´方向に向けて外枠部１２まで延びている。このように、振動部１１の外周端部のうち、圧電振動の変位が比較的小さい角部に保持部１３が設けられているので、保持部１３を角部以外の部分（辺の中央部）に設けた場合に比べて、保持部１３を介して圧電振動が外枠部１２に漏れることを抑制することができ、より効率的に振動部１１を圧電振動させることができる。また、保持部１３を２つ以上設けた場合に比べて、振動部１１に作用する応力を低減することができ、そのような応力に起因する圧電振動の周波数シフトを低減して圧電振動の安定性を向上させることができる。

【0066】

さらに、水晶振動子５０の底面（第２封止部材３０の第２主面３０２）に形成された電極端子３２が、水晶振動子５０の上面（第１封止部材２０の第１主面２０１）に形成された電極パターン２２に電気的に接続されている。これにより、ヒータ用ＩＣ５２からの熱を、水晶振動子５０の底面側の電極端子３２を介して、水晶振動子５０の上面側に伝導させることができ、水晶振動子５０を速やかに昇温させることができる。

【0067】

本発明は、その精神や主旨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、上述の実施形態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、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。

【0068】

上述した３枚重ね構造の水晶振動子５０の構造は一例であって、さまざまに変更することが可能である。例えば、水晶振動板１０の振動部１１が外枠部１２よりも薄肉に形成された逆メサ構造であってもよい。また、第１封止部材２０および第２封止部材３０は平板状に限らず、外周部が厚肉化された側壁を有する形状であってもよい。

【0069】

上述したパッケージ２の構造は一例であって、さまざまに変更することが可能である。例えば断面形状がＨ型構造のパッケージを用いてもよい。この場合、パッケージの一方の凹部にコア部を収容し、パッケージの他方の凹部にチップコンデンサ（バイパスコンデンサ）等を収容することが可能である。

【0070】

上記実施形態では、金属バンプを用いたＦＣＢ法により発振用ＩＣ５１の水晶振動子５０への搭載を行ったが、これに限らず、ワイヤボンディングや、導電性接着剤等により発振用ＩＣ５１の水晶振動子５０への搭載を行ってもよい。また、ワイヤボンディングによりヒータ用ＩＣ５２のコア基板４への搭載を行ったが、これに限らず、金属バンプを用いたＦＣＢ法や、導電性接着剤等によりヒータ用ＩＣ５２のコア基板４への搭載を行ってもよい。また、ワイヤボンディングにより水晶振動子５０からコア基板４への電気的接続を行ったが、これに限らず、金属バンプを用いたＦＣＢ法や、導電性接着剤等により水晶振動子５０をヒータ用ＩＣ５２に搭載することで、水晶振動子５０をヒータ用ＩＣ５２を介してコア基板４に電気的に接続するようにしてもよい。

【0071】

上記実施形態では、コア部５が、発振用ＩＣ５１、水晶振動子５０、およびヒータ用ＩＣ５２が上側から順に積層された構成であったが、これとは逆に、コア部５が、ヒータ用ＩＣ５２、水晶振動子５０、および発振用ＩＣ５１が上側から順に積層された構成であってもよい。

【0072】

上述したコア部５の発振用ＩＣ５１、水晶振動子５０、およびヒータ用ＩＣ５２の積層構造に、例えばヒータ基板等を付加する構成としてもよい。例えばヒータ基板、発振用ＩＣ５１、水晶振動子５０、およびヒータ用ＩＣ５２が、上側から順に積層された４層構造としてもよいし、あるいはヒータ用ＩＣ５２、水晶振動子５０、発振用ＩＣ５１、およびヒータ基板が、上側から順に積層された４層構造としてもよい。これらの場合、発振用ＩＣ５１に発熱体であるヒータ基板を積層することによって、コア部５の温度をより均一化させることができる。

【0073】

上記実施形態では、コア部５が、発振用ＩＣ５１、水晶振動子５０、およびヒータ用ＩＣ５２が積層された３層構造の構成であったが、これに限らず、コア部５が、ヒータ用ＩＣ５２の上に、水晶振動子５０および発振用ＩＣ５１が横置き状態で搭載された構成であってもよい（例えば図１４参照）。この場合、水晶振動子５０の第２封止部材３０の第２主面３０２の全体が、ヒータ用ＩＣ５２の上面に非導電性接着剤を介して面接触されている。また、発振用ＩＣ５１の能動面全体が、ヒータ用ＩＣ５２の上面に非導電性接着剤を介して面接触される構成としてもよい。なお、このような横置き状態において、例えば図１４に示すように、水晶振動子５０と発振用ＩＣ５１との電気的な接続をワイヤによって行ってもよい。

【0074】

上記実施形態では、水晶振動子５０の第２封止部材３０の第２主面３０２の全体が、ヒータ用ＩＣ５２と熱的に結合されたが、水晶振動子５０の他主面（第１封止部材２０の第１主面２０１）の全体についても、他の発熱体（例えばヒータ基板）に熱的に結合されていてもよい。この場合、他の発熱体として、例えば水晶基板の表面に、金属膜が蛇行形成されたようなヒータ基板を用いることが可能である。この構成では、水晶振動子５０の両主面側から水晶振動子５０を効率的に加熱することができるため、より迅速にコア部５の温度を均一化させることができる。

【0075】

上記実施形態では、水晶振動子５０の水晶振動板１０、第１、第２封止部材２０，３０がＡＴカット水晶板であったが、ＡＴカット水晶板の代わりに、ＳＣカット水晶板を用いてもよい。

【0076】

上記実施形態では、水晶振動子５０における電極の導通を、スルーホールを介して行ったが、水晶振動子５０のパッケージの内側壁や外側壁の壁面や、側壁に設けられたキャスタレーションを介して電極の導通を行ってもよい。この場合、水晶振動子５０のパッケージを超小型化した場合に有効である。

【0077】

上記実施形態では、コア基板４を経由してコア部５とパッケージ２との電気的な接続を行ったが、コア基板４を経由せずにコア部５とパッケージ２とを電気的に接続してもよい。つまり、コア部５を構成する発振用ＩＣ５１、水晶振動子５０、およびヒータ用ＩＣ５２のうちの少なくとも１つから、ワイヤを介してパッケージ２との電気的な接続を行ってもよい。この変形例にかかるＯＣＸＯ１について、図１１～図１４を参照して説明する。図１１は、変形例１にかかるＯＣＸＯ１の概略構成を示す断面図である。図１２は、図１１のＯＣＸＯ１の平面図である。図１３は、変形例２にかかるＯＣＸＯ１の概略構成を示す断面図である。図１４は、変形例３にかかるＯＣＸＯ１の概略構成を示す断面図である。

【0078】

変形例１にかかるＯＣＸＯ１は、図１１、図１２に示すように、セラミック製等で略直方体のパッケージ（筐体）２の内部にコア部５が配置され、リッド（蓋）３によって気密封止された構造とされている。パッケージ２は、例えば、５．０×３．２ｍｍのサイズとされている。パッケージ２には、上方が開口された凹部２ａが形成されており、凹部２ａの内部にコア部５が気密状態で封入されている。凹部２ａを囲う周壁部２ｂの上面には、リッド３が封止材８を介してシーム溶接によって固定されており、パッケージ２の内部が密封状態（気密状態）になっている。封止材８としては、例えばＡｕ－Ｓｕ合金や、はんだ等の金属系封止材が好適に用いられるが、低融点ガラス等の封止材を用いてもよい。また、これらに限らず、金属リングを用いたシーム封止や金属リングを用いないダイレクトシーム封止、ビーム封止などの手法による封止部材の構成を採用することも可能である（真空度を低下させない上では、シーム封止が好ましい）。パッケージ２の内部空間は、真空（例えば真空度が１０Ｐａ以下）、または低圧の窒素やアルゴンなどの熱伝導率が低い雰囲気であることが好ましい。なお、図１２では、リッド３を取り外した状態のＯＣＸＯ１を示しており、ＯＣＸＯ１の内部の構造を示している。

【0079】

パッケージ２の周壁部２ｂの内壁面には、接続端子（図示省略）の並びに沿った段差部２ｃが形成されている。コア部５は、対向する一対の段差部２ｃ，２ｃ間における凹部２ａの底面（パッケージ２の内底面）に、板状のコア基板４を介して配置されている。あるいは、段差部２ｃは、凹部２ａの底面の四方を囲むように形成されていてもよい。コア基板４は、例えばポリイミド等の耐熱性および可撓性を有する樹脂材料からなる。なお、コア基板４を水晶によって形成してもよい。

【0080】

コア基板４は、非導電性接着剤７ａにより凹部２ａの底面（パッケージ２の内底面）に接合されており、コア基板４の下側の部分には空間２ｄが形成されている。また、コア部５の各構成部材に形成された外部端子は、ワイヤ６ａ，６ｂを介して段差部２ｃの段差面上に形成された接続端子にワイヤボンディングにより接続されている。ワイヤ６ａの一端が、水晶振動子５０の第１封止部材２０の第１主面２０１に形成された電極パターン２２（図５参照）に接続されている。ワイヤ６ｂの一端が、ヒータ用ＩＣ５２の上面に形成された外部端子（図示省略）に接続されている。非導電性接着剤７ａ，７ａの内方側には、スペーサ部材２ｆ，２ｆが設けられている。

【0081】

非導電性接着剤７ａ，７ａが、コア基板４の長手方向の両端部に配置されており、コア基板４の短手方向（図１１の紙面に直交する方向）に沿って直線状に配置されている。各スペーサ部材２ｆは、非導電性接着剤７ａの側方に隣接するように配置されており、コア基板４の短手方向に沿って直線状に配置されている。このように、非導電性接着剤７ａ，７ａの内方側において、コア基板４とパッケージ２の内底面の間に、スペーサ部材２ｆ，２ｆが介在されている。スペーサ部材２ｆ，２ｆによって、コア基板４の長手方向の両端部が支持されている。

【0082】

コア基板４は、例えばポリイミド等の耐熱性および可撓性を有する樹脂材料からなる。スペーサ部材２ｆは、例えばモリブデン、タングステン等のペースト材からなる。このように、コア基板４とパッケージ２の内底面との間には、非導電性接着剤７ａおよびスペーサ部材２ｆの介在物が設けられており、介在物によってコア基板４とパッケージ２の内底面との間の空間２ｄを容易に確保することができる。また、スペーサ部材２ｆによって、パッケージ２の内底面に塗布された非導電性接着剤７ａの厚みが規定されるので、コア基板４とパッケージ２の内底面の間の空間２ｄの幅（高さ寸法）を容易に規定することができる。スペーサ部材２ｆの厚みは、５～５０μｍであることが好ましい。水晶振動子５０および発振用ＩＣ５１の互いの対向面の間には、アンダーフィルが介在されない構成となっており、水晶振動子５０および発振用ＩＣ５１の互いの対向面は、複数の金属バンプ５１ａによって固定されており、アンダーフィルによる応力の影響を回避できるようになっている。なお、水晶振動子５０および発振用ＩＣ５１の互いの対向面の間に、アンダーフィルが介在する構成であってもよい。また、水晶振動子５０およびヒータ用ＩＣ５２の互いの対向面の間に、導電性接着剤５６が介在しているが、水晶振動子５０およびヒータ用ＩＣ５２の互いの対向面の間に、非導電性接着剤が介在する構成であってもよい。

【0083】

変形例１にかかるＯＣＸＯ１では、水晶振動子５０の第２封止部材３０の第２主面３０２の全体が、ヒータ用ＩＣ５２と熱的に結合されている。この場合、水晶振動子５０の第２封止部材３０の第２主面３０２の全体が、ヒータ用ＩＣ５２の上面に導電性接着剤５６（第２の接着剤）を介して面接触している。このように、３枚重ね構造の水晶振動子５０の少なくとも第２封止部材３０の第２主面３０２の全体が、ヒータ用ＩＣ５２と熱的に結合されているので、水晶振動子５０を効率的に加熱することができる。これにより、より速くコア部５を目的の温度に昇温させることができ、ＯＣＸＯ１の周波数の変動を抑制することができる。

【0084】

図１３に示す変形例２にかかるＯＣＸＯ１は、図１１に示す変形例１にかかるＯＣＸＯ１と略同様の構成になっているが、ワイヤボンディングにより水晶振動子５０と発振用ＩＣ５１とが電気的に接続されている点が、変形例１にかかるＯＣＸＯ１とは異なっている。

【0085】

具体的には、図１３に示すように、コア部５の各構成部材に形成された外部端子は、ワイヤ６ｂ，６ｄを介して段差部２ｃの段差面上に形成された接続端子にワイヤボンディングにより接続されている。ワイヤ６ｂの一端が、ヒータ用ＩＣ５２の上面に形成された外部端子（図示省略）に接続されている。ワイヤ６ｄの一端が、発振用ＩＣ５１の能動面５１ｂに形成された外部端子（図示省略）に接続されている。この変形例２では、上記実施形態とは異なり、発振用ＩＣ５１の能動面５１ｂが上向きの状態で、水晶振動子５０上に配置されている。

【0086】

また、この変形例２では、ワイヤ６ｃを介して水晶振動子５０と発振用ＩＣ５１とが電気的に接続されている。ワイヤ６ｃの一端が、水晶振動子５０の第１封止部材２０の第１主面２０１に形成された電極パターン２２（図５参照）に接続されている。ワイヤ６ｃの他端が、発振用ＩＣ５１の能動面５１ｂに形成された電極パターン（図示省略）に接続されている。さらに、ワイヤ６ｅを介して発振用ＩＣ５１とヒータ用ＩＣ５２が電気的に接続されている。ワイヤ６ｅの一端が、発振用ＩＣ５１の能動面５１ｂに形成された外部端子（図示省略）に接続されている。ワイヤ６ｅの他端が、ヒータ用ＩＣ５２の上面に形成された外部端子（図示省略）に接続されている。

【0087】

水晶振動子５０および発振用ＩＣ５１の互いの対向面の間には、非導電性接着剤５８が介在しており、発振用ＩＣ５１の能動面５１ｂとは反対側の面全体が、水晶振動子５０の第１封止部材２０の第１主面２０１に非導電性接着剤５８を介して面接触されている。なお、水晶振動子５０および発振用ＩＣ５１の互いの対向面の間に、導電性接着剤が介在する構成であってもよい。

【0088】

図１４に示す変形例３にかかるＯＣＸＯ１は、図１１、図１３に示す変形例１，２にかかるＯＣＸＯ１と略同様の構成になっているが、ヒータ用ＩＣ５２の上に、水晶振動子５０および発振用ＩＣ５１が積層状態ではなく、横置き状態で搭載されている点が、変形例１，２にかかるＯＣＸＯ１とは異なっている。

【0089】

具体的には、図１４に示すように、コア部５の各構成部材に形成された外部端子は、ワイヤ６ｂを介して段差部２ｃの段差面上に形成された接続端子にワイヤボンディングにより接続されている。ワイヤ６ｂの一端が、ヒータ用ＩＣ５２の上面に形成された外部端子（図示省略）に接続されている。

【0090】

また、この変形例３では、ワイヤ６ｃを介して水晶振動子５０と発振用ＩＣ５１とが電気的に接続されている。ワイヤ６ｃの一端が、水晶振動子５０の第１封止部材２０の第１主面２０１に形成された電極パターン２２（図５参照）に接続されている。ワイヤ６ｃの他端が、発振用ＩＣ５１の能動面５１ｂに形成された電極パターン（図示省略）に接続されている。さらに、ワイヤ６ｆを介して水晶振動子５０とヒータ用ＩＣ５２が電気的に接続されている。ワイヤ６ｆの一端が、水晶振動子５０の第１封止部材２０の第１主面２０１に形成された電極パターン２２（図５参照）に接続されている。ワイヤ６ｅの他端が、ヒータ用ＩＣ５２の上面に形成された外部端子（図示省略）に接続されている。

【0091】

この変形例３では、発振用ＩＣ５１の能動面５１ｂが上向きの状態で、ヒータＩＣ５２上に配置されている。ヒータＩＣ５２および発振用ＩＣ５１の互いの対向面の間には、非導電性接着剤５８が介在しており、発振用ＩＣ５１の能動面５１ｂとは反対側の面全体が、ヒータＩＣ５２の上面に非導電性接着剤５８を介して面接触されている。なお、ヒータＩＣ５２および発振用ＩＣ５１の互いの対向面の間に、導電性接着剤が介在する構成であってもよい。

【0092】

以上では、コア部５がパッケージ２の内部に実装された圧電振動デバイスについて説明したが、振動部が気密封止された３枚重ね構造の圧電振動子と、発熱体とを備えたコア部を少なくとも有していればよく、コア部がパッケージの内部に収容されていない圧電振動デバイスに対しても本発明を適用可能である。また、以上では、水晶振動子５０上に発振用ＩＣ５１が搭載された圧電振動デバイスについて説明したが、水晶振動子５０上に発振用ＩＣが搭載されていない圧電振動デバイスに対しても本発明を適用可能である。

【0093】

この出願は、２０２１年１月８日に日本で出願された特願２０２１－００２０００号に基づく優先権を請求する。これに言及することにより、その全ての内容は本出願に組み込まれるものである。

【産業上の利用可能性】

【0094】

本発明は、振動部が気密封止された３枚重ね構造の圧電振動子と、発熱体とを含むコア部を備えた圧電振動デバイスに利用可能である。

【符号の説明】

【0095】

１ ＯＣＸＯ（圧電振動デバイス）
２ パッケージ
４ コア基板
５ コア部
１１ 振動部
５０ 水晶振動子（圧電振動子）
５２ ヒータ用ＩＣ（発熱体）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】