JP2007274331A - Piezoelectric oscillator - Google Patents
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Abstract
【課題】従来の圧電発振器では、圧電発振器内部に搭載する集積回路素子として、ICチップを樹脂でモールドした形態のものを用いているので、圧電発振器内部に前述したような形態の集積回路素子を載置することが可能な容積を有する空間を形成しなければならず、圧電発振器の小型化(特に薄型化)を阻害する原因の一つとして考えられていた。
【解決手段】圧電振動素子と、第1の凹部が形成された圧電振動素子と同じ輪郭形状の1の容器体と、第2の凹部が形成され、外部接続用電極端子が形成され、第2の凹部内に少なくとも発振回路が形成させている集積回路が配置されている、圧電振動素子と同じ輪郭形状のガラスを主形成物とする第2の容器体とが組み合わされ接合されてなる圧電発振器において、上記集積回路が、印刷手段により第2の凹部内底面に直接形成された薄膜形状の集積回路体である圧電発振器。
【選択図】図2In a conventional piezoelectric oscillator, an integrated circuit element mounted in a piezoelectric oscillator uses an IC chip molded with a resin. A space having a volume that can be placed has to be formed, which has been considered as one of the causes that hinder the miniaturization (particularly thinning) of the piezoelectric oscillator.
A piezoelectric vibration element, one container body having the same contour shape as the piezoelectric vibration element in which the first recess is formed, a second recess, an external connection electrode terminal, and a second A piezoelectric oscillator in which an integrated circuit in which at least an oscillation circuit is formed is disposed in a recess of the piezoelectric resonator, and a piezoelectric container and a second container body having the same contour shape glass as the main product are combined and joined A piezoelectric oscillator, wherein the integrated circuit is a thin film-shaped integrated circuit body formed directly on the bottom surface of the second recess by a printing means.
[Selection] Figure 2
Description
本発明は圧電発振器に関し、特に小型化薄型化に適した構造の圧電発振器に関する。 The present invention relates to a piezoelectric oscillator, and more particularly to a piezoelectric oscillator having a structure suitable for downsizing and thinning.
近年では、移動体通信機器等の機器類の著しい小型化に伴い、これら機器に用いられる圧電発振器等の電子部品についても更なる小型化が求められている。現在では、3.2mm×2.5mmの外形サイズの圧電発振器が主流になりつつあり、それ以下のサイズの圧電発振器も各種開発されている。この圧電発振器内に搭載される圧電振動素子は、圧電素板の表裏主面上に、圧電素板を所望の振動モードで励振させる励振用電極と、圧電振動素子を収納する絶縁性容器に形成される各種電極パッドとの接続をとるための引出電極とを形成して構成されている。圧電振動素子形状として小型化に有利な正方又は矩形の平板形状が主流となってきた。 In recent years, along with the remarkable miniaturization of devices such as mobile communication devices, further miniaturization of electronic components such as piezoelectric oscillators used in these devices is required. At present, piezoelectric oscillators having an outer size of 3.2 mm × 2.5 mm are becoming mainstream, and various piezoelectric oscillators having a size smaller than that have been developed. The piezoelectric vibration element mounted in this piezoelectric oscillator is formed on the front and back main surfaces of the piezoelectric element plate on an excitation electrode that excites the piezoelectric element member in a desired vibration mode and an insulating container that houses the piezoelectric element. The lead electrode for connecting with various electrode pads to be formed is formed. As a piezoelectric vibration element shape, a square or rectangular flat plate shape which is advantageous for downsizing has become mainstream.
図7は、従来技術の一例として、各種電極を形成した圧電振動素子の外周部を、圧電振動素子に対向する主面に開口する凹部が形成され、その凹部内に発振回路を内蔵した集積回路素子を配置したガラス等の絶縁性容器体で挟む形態で圧電振動素子の振動領域を気密封止した圧電発振器の幅方向の断面図である。即ち、圧電発振器100は、圧電振動素子101の上下にそれぞれ容器体102及び103が貼り合わされており、貼り合わされた容器体102及び103及び圧電振動素子の厚み方向の側面には、2つ容器体主面上にまで至る外部接続用電極端子104が形成されている。圧電振動素子101の表裏両主面には励振用電極105が形成されており、容器体102及び103には圧電振動素子101の共振振動を妨げないように、圧電振動素子101の両主面に対向する面に開口部を有する凹部106及び107が形成されており、このうち容器体103に形成された凹部107内には、集積回路素子108が搭載されている。
FIG. 7 shows, as an example of the prior art, an integrated circuit in which a recess is formed in the outer surface of a piezoelectric vibration element on which various electrodes are formed and is opened in a main surface facing the piezoelectric vibration element, and an oscillation circuit is built in the recess. It is sectional drawing of the width direction of the piezoelectric oscillator which airtightly sealed the vibration area | region of the piezoelectric vibration element in the form pinched | interposed with insulating container bodies, such as glass which has arrange | positioned an element. That is, in the
この集積回路素子108は、内部に少なくとも圧電振動素子101を励振させその振動を維持するための発振回路を形成したICチップを組み込み、このICチップを樹脂でモールドした形態であり、集積回路素子108の実装側主面に形成した複数個の容器体接続用電極パッド109と、容器体103の凹部107内底面の各容器体接続用電極109と相対する位置に形成された集積回路素子接続用電極パッド110とを、金属バンプや半田等の導電性接合材111により導通固着している。これにより、圧電振動素子101,集積回路素子108及び外部接続用電極端子104の所定の電極端子間が電気的に接続されることとなる。
The
前述のような圧電発振器については、以下のような先行技術文献に開示されている。
尚、出願人は前記した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を、本件出願時までに発見するに至らなかった。 In addition, the applicant has not found any prior art documents related to the present invention by the time of filing of the present application other than the prior art documents specified by the above prior art document information.
しかし、上述したような形態の圧電発振器では、圧電発振器内部に搭載する集積回路素子として、ICチップを樹脂でモールドした形態のものを用いているので、圧電発振器内部に前述したような形態の集積回路素子を載置することが可能な容積を有する空間を形成しなければならず、圧電発振器の小型化(特に薄型化)を阻害する原因の一つとして考えられていた。 However, in the piezoelectric oscillator having the above-described form, an IC chip molded with resin is used as an integrated circuit element mounted inside the piezoelectric oscillator. A space having a volume in which the circuit element can be placed has to be formed, which has been considered as one of the causes that hinder the miniaturization (particularly thinning) of the piezoelectric oscillator.
本発明は上記課題を解決するために案出されたものであり、その目的は、従来のような、ICチップを樹脂でモールドした形態の集積回路素子を使用することがない、圧電振動子並の小型化薄型化が可能な圧電発振器を提供することにある。 The present invention has been devised in order to solve the above-mentioned problems, and the object of the present invention is to provide a conventional piezoelectric vibrator that does not use an integrated circuit element in which an IC chip is molded with a resin as in the prior art. An object of the present invention is to provide a piezoelectric oscillator that can be reduced in size and thickness.
本発明は上記課題を解決するために成されたものであり、平板矩形状の圧電素板の表裏両主面の概略中央にそれぞれ励振用電極と、及び各々の励振用電極より圧電素板の対向する2辺縁部の一方の角部に向かって、各々の励振用電極と同じ主面上に引き出される引出電極と、圧電素板の対向する2辺縁部の一方の角部に、引出電極と導通する容器体接続用電極とを有する圧電振動素子と、
上記圧電振動素子の一方の主面と対向する主面に、励振用電極が開口部に位置する形態の第1の凹部が形成され、且つ圧電振動素子と同じ輪郭形状の絶縁材を主構成材とする第1の容器体と、
上記圧電振動素子の他方の主面と対向する一方の主面に、励振用電極が開口部に位置する形態の第2の凹部が形成され、他方の主面上にグランド電極端子を含む外部接続用電極端子が形成され、第2の凹部内に少なくとも発振回路が形成させている集積回路が配置されている、圧電振動素子と同じ輪郭形状の絶縁材を主構造材とする第2の容器体とが、
圧電振動素子を間に挟む形態で第1の容器体と第2の容器体が組み合わされており、且つ第1の凹部及び第2の凹部により形成された内部空間が気密となるよう、第1の容器体、第2の容器体及び圧電振動素子を相互に接合し、且つ外部接続用電極端子のうちの所定の端子が、集積回路の電極端子及び圧電振動素子に形成された容器体接続用電極と電気的に接続してなる圧電発振器において、
上記集積回路が、印刷手段により第2の凹部内底面に直接形成された薄膜形状の集積回路体であることを特徴とする圧電発振器である。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems. An excitation electrode is provided at the approximate center of the front and back main surfaces of a flat plate-shaped piezoelectric element plate, and the piezoelectric element plate is formed from each excitation electrode. To one corner of the two opposing edges, the extraction electrode is drawn out on the same main surface as each excitation electrode, and is pulled out to one corner of the two opposing edges of the piezoelectric element plate A piezoelectric vibration element having a container body connection electrode that is electrically connected to the electrode;
The main surface opposite to one main surface of the piezoelectric vibration element is formed with a first concave portion in which the excitation electrode is positioned in the opening, and an insulating material having the same contour shape as the piezoelectric vibration element is used as the main constituent material A first container body,
A second recess having an excitation electrode located at the opening is formed on one main surface facing the other main surface of the piezoelectric vibration element, and an external connection including a ground electrode terminal on the other main surface A second container body having an insulating material having the same contour shape as that of the piezoelectric vibration element as a main structural material, in which an electrode terminal is formed and an integrated circuit in which at least an oscillation circuit is formed is disposed in the second recess. And
The first container body and the second container body are combined with the piezoelectric vibration element sandwiched therebetween, and the first space is formed so that the internal space formed by the first recess and the second recess is airtight. The container body, the second container body, and the piezoelectric vibration element are joined to each other, and a predetermined terminal of the external connection electrode terminals is formed on the electrode terminal of the integrated circuit and the piezoelectric vibration element. In a piezoelectric oscillator that is electrically connected to an electrode,
The piezoelectric oscillator according to claim 1, wherein the integrated circuit is a thin film-shaped integrated circuit body directly formed on the inner bottom surface of the second recess by a printing unit.
又、上記第1の容器体の主構造材がガラスであり、その第1の容器体の第1の凹部を囲繞する側壁部を除くガラス構造体内には、一様に導電性のウィスカーが含有されており、且つウィスカーを含有した第1の容器体のガラス構造体部分と外部接続用電極端子のうちのグランド電極端子とが電気的に接続してあることを特徴とする上記記載の圧電発振器でもある。 Further, the main structural material of the first container body is glass, and the electrically conductive whiskers are uniformly contained in the glass structure body except for the side wall portion surrounding the first recess of the first container body. The piezoelectric oscillator described above, wherein the glass structure portion of the first container body containing whiskers and the ground electrode terminal of the external connection electrode terminals are electrically connected But there is.
上記手段を施した本発明の圧電発振器では、圧電発振器内部に搭載使用する集積回路として、印刷手段により凹部内底面に直接形成した薄膜形状の集積回路体を用いているので、圧電発振器内部に集積回路素子を載置することが可能な容積を有する空間を形成する必要がなく、圧電発振器を圧電振動子並に小型化(特に薄型化)することが可能となった。 In the piezoelectric oscillator of the present invention to which the above means is applied, an integrated circuit body formed directly on the bottom surface of the recess by the printing means is used as the integrated circuit mounted and used inside the piezoelectric oscillator. It is not necessary to form a space having a volume in which circuit elements can be placed, and the piezoelectric oscillator can be downsized (particularly thinned) as the piezoelectric vibrator.
又、第1の容器体にEMI(Electro Magnetic Interference(電磁妨害))作用を有するために導電ウィスカーを含有させ、且つこの導電ウィスカーはグランド電位となっているので、圧電発振器外からの電磁ノイズの影響を有効に防御することが可能となるので、容器体の浮遊容量変動が著しく小さくなり、そのため圧電振動子からの出力信号の周波数値変動が生じる可能性がなくなる。 Further, since the first container body has an EMI (Electro Magnetic Interference) action, conductive whiskers are contained, and since the conductive whiskers are at a ground potential, electromagnetic noise from outside the piezoelectric oscillator is generated. Since the influence can be effectively protected, the stray capacitance fluctuation of the container body is remarkably reduced, and therefore the possibility of the fluctuation of the frequency value of the output signal from the piezoelectric vibrator is eliminated.
このような作用により本発明は、小型化薄型化に対応可能であり、且つ対電磁ノイズ防御機能が良好な圧電発振器を提供できる効果を奏する。 Due to such an action, the present invention has an effect of being able to provide a piezoelectric oscillator that can cope with downsizing and thinning and has a good anti-electromagnetic noise protection function.
以下に、本発明における圧電発振器の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明における圧電発振器の一実施形態を、圧電発振器の一形態である水晶発振器で例示した概略分解斜視図である。図2は、図1記載の圧電発振器を組み立てた後、同図記載の仮想切断線A1−A2で切断した場合の概略断面図である。図3は、本発明における圧電発振器の他の実施形態を、圧電発振器の一形態である水晶発振器で例示した概略分解斜視図である。図4は、本発明における圧電発振器の他の実施形態について、圧電発振器の一形態である水晶発振器を構成する第2の容器体を水晶振動素子接合側から見た概略平面図である。図5は、本発明における圧電発振器の他の実施形態を、圧電発振器の一形態である水晶発振器で例示した概略分解斜視図である。図6は、図5記載の圧電発振器を組み立てた後、同図記載の仮想切断線A3−A4で切断した場合の概略断面図である。
尚、各図において同じ符号を付した構造部品は同じものを示している。又、各図では、説明を明りょうにするため構造体の一部を図示せず、また寸法も一部誇張して図示している。特に各図における厚み方向の寸法は誇張して図示している。
Embodiments of a piezoelectric oscillator according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic exploded perspective view illustrating an embodiment of a piezoelectric oscillator according to the present invention, which is exemplified by a crystal oscillator which is an embodiment of a piezoelectric oscillator. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view when the piezoelectric oscillator shown in FIG. 1 is assembled and then cut along a virtual cutting line A1-A2 shown in FIG. FIG. 3 is a schematic exploded perspective view illustrating another embodiment of the piezoelectric oscillator according to the present invention as a crystal oscillator which is one form of the piezoelectric oscillator. FIG. 4 is a schematic plan view of another embodiment of the piezoelectric oscillator according to the present invention, as viewed from the crystal resonator element bonding side, in a second container body constituting a crystal oscillator that is one form of the piezoelectric oscillator. FIG. 5 is a schematic exploded perspective view illustrating another embodiment of the piezoelectric oscillator according to the present invention as a crystal oscillator which is one form of the piezoelectric oscillator. FIG. 6 is a schematic cross-sectional view when the piezoelectric oscillator shown in FIG. 5 is assembled and then cut along a virtual cutting line A3-A4 shown in FIG.
In addition, the structural components which attached | subjected the same code | symbol in each figure have shown the same thing. In each of the drawings, a part of the structure is not shown, and some dimensions are exaggerated for clarity. In particular, the dimension in the thickness direction in each drawing is exaggerated.
即ち、図1及び図2において、材料として圧電材の一つである水晶を用いた、外形形状が矩形薄板状の水晶素板11の両主面上は、水晶素板11のほぼ中央に略矩形の励振用電極12が表裏両主面間で対向するように蒸着法或いはスパッタリング法により形成されており、又、この表裏各々の主面の励振用電極12から、主面毎に異なる水晶素板の短辺方向へ延設した引出電極13が形成され、更に各々の引出電極13が延設した水晶素板11の短辺の一方の角縁部には、各々の引出電極13と電気的に接続した容器接続用電極14が形成されている水晶振動素子10が用意されている。
That is, in FIGS. 1 and 2, both main surfaces of the
尚、両主面に形成した各引出電極13に電気的に接続した各々の容器接続用電極14は、水晶振動素子10における、後述する第2の容器体22に対向する側の主面上に少なくとも形成されおり、後述する第1の容器体18に対向する主面上に形成した励振用電極12及び引出電極13とは、水晶素板11内を厚み方向に貫通する導通スルーホール(不図示)などの導通手段により、電気的接続が確保されている。又、この水晶振動素子10を構成する水晶素板11は、人工水晶体より所望のカットアングルで切り出し外形加工されたものであり、例えば、所謂ATカットアングルの水晶素板で厚みすべり基本波振動モードで300MHz近辺の振動を得る場合では、水晶振動素子10を構成する水晶素板11の厚み寸法は約5.5μmにまで加工される。
Each
又、この水晶振動素子10の一方の主面(表面)と対向する主面に開口部を有し、この開口部に水晶振動素子10と組み合わせた場合に励振用電極12及びその周囲の水晶素板11の表面が位置する形態の第1の凹部17が形成され、且つ水晶振動素子10と同じ輪郭形状のガラスを主形成物とする第1の容器体18が用意されている。
Further, an opening is formed in the main surface opposite to one main surface (front surface) of the
更に、上記水晶振動素子10の他方の主面(裏面)と対向する主面に開口部を有し、この開口部に水晶振動素子10と組み合わせた場合に励振用電極12及びその周囲の水晶素板11の表面が位置する形態の第2の凹部20が形成され、且つ他方の主面上にグランド電極端子21aを含む外部接続用電極端子21が形成され、この外部接続用電極端子21のうちの所定の端子が、水晶振動素子10に形成された容器体接続用電極14と各々電気的に接続する、水晶振動素子10と同じ輪郭形状のガラスを主形成物とする第2の容器体22が用意されている。尚、上述した外部接続用電極端子21と水晶振動素子10の容器体接続用電極14との電気的接続には、第2の容器体22内に形成された導通スルーホール23により成されている。
Furthermore, the main surface opposite to the other main surface (back surface) of the
この第2の容器体22に形成されている第2の凹部20内底面には、スクリーン印刷手段又はインクジェット印刷手段により、トランジスタ素子やコンデンサ素子等の複数の電子素子及びそれらを電気的に接続する導配線や電極パッドから構成される集積回路体24が直接第2の凹部20内底面上に厚さ数〜数十μmの薄膜形状に形成されている。尚、この集積回路体24内の集積回路網には少なくとも発振回路が形成されている必要がある。又、集積回路体24に形成されている電極パッドとワイヤーボンディング等により電気的に接続する、第2の容器体に形成された各種電極端子及び組立後の水晶振動素子10とも電気的に接続した複数個の集積回路接続用電極パッドも、集積回路体24と同様な手段により、集積回路体24の周囲の第2の凹部内底面上に直接形成されている。
A plurality of electronic elements such as transistor elements and capacitor elements and the like are electrically connected to the inner bottom surface of the
上述したような形態の集積回路体24及び集積回路体接続用電極パッドを第2の凹部20内底面上に形成しているので、従来のように圧電発振器内部に樹脂モールドされた集積回路素子を載置することが可能な容積を有する空間を形成する必要がなく、圧電発振器を圧電振動子並に小型化(特に薄型化)することが可能となった。
Since the
このような形態の水晶振動素子10、第1の容器体18、及び第2の凹部内底面に集積回路体24等が形成された第2の容器体22が、第1の容器体18の第1の凹部17開口部及び第2の容器体22の第2の凹部20開口部を水晶振動素子10側に向けた構成で、水晶振動素子10を間に挟むような形態で、且つ容器体接続用電極14と導通スルーホール23が電気的に接続する位置で組み合わされ、第1の容器体18における第1の凹部17を囲う側壁部頂面、及び第2の容器体22における第2の凹部20を囲う側壁部頂面と、水晶振動素子10の表裏主面とは直接接合されることにより、第1の凹部17内及び第2の凹部内を気密とし、且つ水晶振動素子10及び第2の容器体22に形成した集積回路体24及び各種電極端子とを電気的に接続した水晶発振器1を形成している。尚、気密状態となる第1の凹部17内及び第2の凹部20内は真空又は不活性ガスが充填されている。
The
又、図3には他の形態の水晶発振器を開示した。図1及び図2では水晶素板11の中心を基準に点対称となる2つの角部に形成した容器体接続用電極14に向かって、水晶素板11の表裏主面に形成した励振用電極から表裏で異なる容器体接続用電極14へ延設した引出電極13が形成された水晶振動素子10を用いた場合を開示したが、他の形態として、水晶素板11の対向する短辺縁部中央の主面に形成した容器体接続用電極14に向かって、水晶素板11の表裏主面に形成した励振用電極12から表裏で異なる容器体接続用電極14へ延設した引出電極13が形成された水晶振動素子10を用いた水晶発振器を示す。この場合、第1の容器体18に対向する水晶素板11の一方の主面(表面)に形成された容器体接続用電極14は、第2の容器体22に対向する水晶素板11の他方の主面(裏面)に形成された容器体接続用電極14と、水晶素板11を厚み方向に貫通する導電スルーホール31で電気的に接続されている。又、第2の容器体22に形成する導体スルーホール23の形成位置は、水晶振動素子10と第2の容器体22とを合わせた際に、第2の容器体22に対向する水晶素板11の他方の主面(裏面)に形成された容器体接続用電極14に導電スルーホール23が電気的に接続できる位置になっている。
FIG. 3 discloses another type of crystal oscillator. In FIG. 1 and FIG. 2, excitation electrodes formed on the front and back main surfaces of the
更に図4にも他の形態の水晶発振器の説明として、その水晶発振器を構成する第2の容器体42を開示した。図1,図2及び図3では第2の容器体22の第2の凹部20内底面に形成した集積回路体24の形態として、集積回路体24の電極パッドと、第2の容器体22に形成された各種電極端子及び組立後の水晶振動素子10とも電気的に接続した複数個の集積回路接続用電極パッドとをワイヤーボンディングで電気的接続を取るような形態のものを開示したが、図4に示した他の形態では、一方端で外部接続用電極端子21と電気的接続を有する導電スルーホール41の他方端を第2の凹部44内底面に露出するよう形成し、その露出した導電スルーホール41の他方端と集積回路体24の所定の電極端子とを電気的に接続する導配線43及び集積回路体24が印刷手段にて直接第2の凹部44内底面に形成されている形態の第2の容器体42を用いる。このような形態の場合、ワイヤーボンディングによる電気的接続手段を用いることがないため、更なる小型化薄型化が可能となる。尚、実施例3で開示の第2の凹部44の開口部形状を略矩形としたが、第2の凹部開口部形状は、実施例1の第2の凹部20のような円形でも、実施例3の第2の凹部44のような多角形のどちらでも構わない。
Further, FIG. 4 discloses the
図5及び図6には、図1に開示した水晶発振器にEMI対策を施したものを開示した。即ち、水晶振動素子50には、更に、後述する第2の容器体55の他方の主面上に形成された外部接続用電極端子21のうちのグランド電極端子21aと電気的に接続する、水晶素板を貫通する導通スルーホール52が形成されている。この導通スルーホール52は現在一般的に使用される慣用技術により形成されており、開口部の大きさは、水晶振動素子50としたときの剛性及び振動特性に影響を与えない程度の大きさで形成される。
FIGS. 5 and 6 show the crystal oscillator disclosed in FIG. 1 with EMI countermeasures. That is, the
又、この水晶振動素子50の一方の主面(表面)と対向する主面に開口部を有し、この開口部に水晶振動素子50と組み合わせた場合に励振用電極12及びその周囲の水晶素板51の表面が位置する形態の第1の凹部17が形成され、且つ水晶振動素子50と同じ輪郭形状のガラスを主形成物とする第1の容器体53が用意されている。この第1の容器体53の第1の凹部17を囲繞する側壁部を除くガラス構造体内には、導電性を有する炭素系ウィスカーが一様に分布し且つ各々ウィスカーが必ず近接した他のウィスカーと電気的に接続する形態で含有されており、この導電ウィスカーを含有したガラス構造体部分から側壁部を貫通し、且つこの導電ウィスカーと電気的に接続した導通スルーホール54が、第1の容器体53と水晶振動素子50を組み合わせたときに、導通スルーホール54の水晶振動素子主面側の露出部が、水晶振動素子10の導電スルーホール52と電気的に接続する位置に形成されている。
In addition, an opening is formed in the main surface opposite to one main surface (front surface) of the
このような形態の第1の容器体53,水晶振動素子50及び第2の凹部20内底面に薄膜形状の集積回路体24等が形成された第2の容器体55が、第1の容器体53の第1の凹部17開口部及び第2の容器体55の第2の凹部20開口部を水晶振動素子50主面に向けた構成で、水晶振動素子50を間に挟むような形態で、且つ容器体接続用電極14と導通スルーホール23が、及びグランド端子21aと第1の容器体33の導電ウィスカーを含有したガラス構造体部分とが導電スルーホール23,52及び54を介して電気的に接続され、第1の容器体53における第1の凹部17を囲う側壁部頂面、及び第2の容器体55における第2の凹部20を囲う側壁部頂面と、水晶振動素子50の表裏主面とは直接接合されることにより、第1の凹部17内及び第2の凹部内を気密とし、且つ水晶振動素子50及び第2の容器体55に形成した集積回路体24及び各種電極端子とを電気的に接続した水晶発振器5を形成している。
The
上述したような形態の水晶発振器を形成することにより、第1の容器体53の第1の凹部17を囲繞する側壁部を除くガラス構造体内の導電性ウィスカーが、導通スルーホール23、52及び54により、外部接続用電極端子21のうちのグランド電極端子21aに電気的に接続されるため、導電性ウィスカーがグランド電位となり、EMI作用を有するようになるので、水晶発振器5外からの電磁ノイズの影響を有効に防御することができる。
By forming the crystal oscillator having the above-described form, the conductive whiskers in the glass structure excluding the side wall portion surrounding the first
尚、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。例えば、上記実施例では、圧電振動素子を構成する圧電素板の材料として水晶を用いた水晶発振器を例示したが、本発明は実施例開示の材質に限定されるものではなく、他にタンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム又は圧電セラミックスなどを使用した場合でも本発明は有効である。又、圧電素板の材料として水晶を使用した場合、その水晶素板の形成方法としては、上記記載の研削研磨加工による形成の他に、CVD(Chemical Vapor Deposition)法で成膜形成した水晶素板でも良い。 In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, A various change, improvement, etc. are possible in the range which does not deviate from the summary of this invention. For example, in the above-described embodiment, a crystal oscillator using quartz as an example of the material of the piezoelectric element plate constituting the piezoelectric vibration element is illustrated, but the present invention is not limited to the material disclosed in the embodiment. The present invention is effective even when lithium, lithium niobate, piezoelectric ceramics, or the like is used. In addition, when quartz is used as the material of the piezoelectric element plate, the method for forming the crystal element plate is not limited to the above-described grinding and polishing process, but is also formed by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method. A plate may be used.
更に、上記実施例では、水晶発振器を構成する各容器体の主材料がガラスであるものを開示したが、上述した実施形態と同等の形態が可能であり、且つ外部からの応力を緩和し、内部の振動素子の振動特性を何ら阻害しない物質であれば、上述したガラスに限定するものではない。例えば、水晶振動素子を形成する材料と同じ水晶材(更に同じカットアングルで形成されている)であることにより、水晶振動素子と各容器体の熱膨張率の違いによる加熱時に固着接合部分に生じる熱ストレスの発生が抑制でき、そのストレスによる水晶発振器の諸特性の悪化を防止できる。 Furthermore, in the above-described example, the main material of each container constituting the crystal oscillator is disclosed as glass. However, a form equivalent to the above-described embodiment is possible, and stress from the outside is relieved, The glass is not limited to the glass described above as long as it does not interfere with the vibration characteristics of the internal vibration element. For example, the same crystal material as the material for forming the crystal resonator element (further formed with the same cut angle) causes a fixed bonding portion during heating due to the difference in thermal expansion coefficient between the crystal resonator element and each container body. Generation of thermal stress can be suppressed, and deterioration of various characteristics of the crystal oscillator due to the stress can be prevented.
1,5・・・圧電発振器(水晶発振器)
10,30,50・・・圧電振動素子(水晶振動素子)
11,51・・・圧電素板(水晶素板)
12・・・励振用電極
13・・・引出電極
14・・・容器接続用電極
17・・・第1の凹部
18,53・・・第1の容器体
20・・・第2の凹部
21・・・外部接続用電極端子
21a・・・外部接続用電極端子(グランド端子)
22,42,55・・・第2の容器体
23,41,52,54・・・導電スルーホール
24・・・集積回路体
1,5 ... Piezoelectric oscillator (crystal oscillator)
10, 30, 50 ... Piezoelectric vibration element (crystal vibration element)
11, 51 ... Piezoelectric element (crystal element)
DESCRIPTION OF
22, 42, 55 ...
Claims (2)
該圧電振動素子の一方の主面と対向する主面に、該励振用電極が開口部に位置する形態の第1の凹部が形成され、且つ該圧電振動素子と同じ輪郭形状の絶縁材を主構造材とする第1の容器体と、
該圧電振動素子の他方の主面と対向する一方の主面に、該励振用電極が開口部に位置する形態の第2の凹部が形成され、他方の主面上にグランド電極端子を含む外部接続用電極端子が形成され、該第2の凹部内に少なくとも発振回路が形成させている集積回路が配置されている、該圧電振動素子と同じ輪郭形状の絶縁材を主構造材とする第2の容器体とが、
該圧電振動素子を間に挟む形態で該第1の容器体と該第2の容器体が組み合わされており、且つ該第1の凹部及び該第2の凹部により形成された内部空間が気密となるよう、該第1の容器体、該第2の容器体及び該圧電振動素子を相互に接合し、且つ該外部接続用電極端子のうちの所定の端子が、該集積回路の電極端子及び該圧電振動素子に形成された該容器体接続用電極と電気的に接続してなる圧電発振器において、
該集積回路が、印刷手段により該第2の凹部内底面に直接形成された薄膜形状の集積回路体であることを特徴とする圧電発振器。 An excitation electrode at the approximate center of the front and back main surfaces of the flat plate-shaped piezoelectric element plate, and from each of the excitation electrodes toward one corner of the two opposite edges of the piezoelectric element plate, Each of the excitation electrodes has an extraction electrode drawn out on the same main surface, and a container body connection electrode electrically connected to the extraction electrode at one corner of two opposing edge portions of the piezoelectric element plate A piezoelectric vibration element;
A first concave portion having a shape in which the excitation electrode is located in the opening is formed on a main surface opposite to one main surface of the piezoelectric vibration element, and an insulating material having the same contour shape as the piezoelectric vibration element is mainly used. A first container body as a structural material;
A second recess having a shape in which the excitation electrode is located in the opening is formed on one main surface opposite to the other main surface of the piezoelectric vibration element, and an external including a ground electrode terminal on the other main surface A connection electrode terminal is formed, and an integrated circuit in which at least an oscillation circuit is formed is disposed in the second recess, and a second structural member made of an insulating material having the same contour shape as the piezoelectric vibration element. The container body
The first container body and the second container body are combined in a form sandwiching the piezoelectric vibration element, and the internal space formed by the first recess and the second recess is airtight. The first container body, the second container body, and the piezoelectric vibration element are joined to each other, and a predetermined terminal of the external connection electrode terminals is connected to the electrode terminal of the integrated circuit and the electrode terminal of the integrated circuit. In the piezoelectric oscillator that is electrically connected to the container body connection electrode formed on the piezoelectric vibration element,
The piezoelectric oscillator, wherein the integrated circuit is a thin film-shaped integrated circuit body directly formed on the inner bottom surface of the second recess by a printing unit.
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