圧電発振器

【課題】、圧電振動子のパッケージ内部にＩＣ部品を組み込んだ圧電発振器において、共
通のパッケージを使用してサイズや形状が異なる複数種類の圧電振動素子を収容できるば
かりでなく、片持ち支持、及び両持ち支持の両支持構造に対応することができる圧電発振
器を提供する。
【解決手段】一端縁寄りに幅方向に沿って分離して配置された突起状の２つの素子搭載パ
ッド１０、１１を有し、他端寄りの幅方向中央部に突起状で且つ導電パッドを備えた第１
の枕部材１５を有し、長手方向略中央部の幅方向中央部に突起状で且つ導電パッドを備え
た第２の枕部材２０を有し、第１の枕部材と第２の枕部材との間にＩＣ部品収容凹所２５
を備えた絶縁基板４、素子搭載パッド上に搭載される圧電振動素子３０を備えた圧電振動
子２と、ＩＣ部品収容凹所内に収容されたＩＣ部品と、を備えた。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電振動子のパッケージ内部にＩＣ部品を組み込んだ電圧制御水晶発振器（
ＶＣＸＯ）等の圧電発振器の改良に関し、特に共通のパッケージを使用してサイズ、形状
が異なる複数種類の圧電振動素子を収容できるばかりでなく、片持ち支持、及び両持ち支
持の両支持構造に対応することができる圧電発振器に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動体通信市場においては、各種電装部品の実装性、保守・取扱性、装置間での部品の
共通性等を考慮して、各機能毎に部品群のモジュール化を推進するメーカーが増えている
。また、モジュール化に伴って、小型化、低コスト化も強く求められている。
特に、基準発振回路、ＰＬＬ回路、及びシンセサイザー回路等、機能及びハード構成が
確立し、且つ高安定性、高性能化が要求される回路部品に関してモジュール化への傾向が
強まっている。更に、これらの部品群をモジュールとしてパッケージ化することによりシ
ールド構造が確立しやすくなるという利点がある。
複数の関連部品をモジュール化、パッケージ化することにより構築される表面実装用の
電子部品としては、例えば圧電振動子、圧電発振器、ＳＡＷデバイス等を例示することが
できる。
これらの電子部品のうち圧電発振器は、圧電振動子に対して発振回路部品、及び温度補
償部品を接続した構成を有しているが、その小型化を図るために圧電振動子のパッケージ
内に発振回路、温度補償回路を構成するＩＣ部品を組み込んだタイプが開発されている。
特に、電圧制御水晶発振器（ＶＣＸＯ）にあっては、目的とする発振周波数や振れ幅等
の各種特性の相違に応じてサイズ、形状の異なる種々の水晶振動素子（圧電振動素子）を
選定して使用する必要がある一方で、サイズや形状が異なる水晶振動素子毎に異なったサ
イズ、構成を有したパッケージを準備（製造、保管、管理）することは非効率的であり、
コストアップの原因ともなっている。
【０００３】
このような従来の不具合に対処するために、特許文献１には、水晶振動子のパッケージ
内に水晶振動素子と共に発振回路等を構成するＩＣ部品を内蔵した水晶発振器において、
水晶振動素子の長さ寸法が異なっていても共通使用できるようにしたパッケージが開示さ
れている。
しかし、この従来例にあっては、長手方向寸法や幅方向寸法の異なる水晶振動素子を片
持ちでしか支持することができず、耐衝撃性を確保する上で有効な両持ち構造により支持
するための構成は開示されていない。また、短冊形状の水晶振動素子を片持ちすることの
みを想定しており、円形その他の水晶振動素子を支持するための構成は開示されていない
。
このため、水晶振動素子を両持ち構造としたり、非短冊形状の水晶振動素子を支持する
場合には、このパッケージ構造は採用できず、別の専用パッケージを製造して保管、管理
する必要が生じる。このため、パッケージの種類が増大し、製造コスト、管理コストが増
大している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２６０５１２公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、圧電振動子のパッケージ内部にＩＣ部品を
組み込んだ圧電発振器において、共通のパッケージを使用してサイズや形状が異なる複数
種類の圧電振動素子を収容できるばかりでなく、片持ち支持、及び両持ち支持の両支持構
造に対応することができる圧電発振器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形
態又は適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］長手方向一端縁寄りに幅方向に沿って分離して配置された突起状の２つの
素子搭載パッドと、長手方向他端寄りの幅方向中央部に突起状で且つ導電パッドを備えた
第１の枕部材と、長手方向略中央部の幅方向中央部に突起状で且つ導電パッドを備えた第
２の枕部材と、前記第１の枕部材と前記第２の枕部材との間に設けられたＩＣ部品収容凹
所と、該ＩＣ部品収容凹所内に設けられたＩＣ部品搭載パッドとを有する絶縁基板と、前
記素子搭載パッド上に搭載される圧電振動素子と、該圧電振動素子を気密封止する蓋部材
と、前記ＩＣ部品搭載パッドと電気的に接続される電極を有し、且つ発振回路を構成する
ＩＣ部品と、を備えたことを特徴とする圧電発振器。
【０００８】
パッケージ内に設けられる素子搭載パッドの他に、導電パッドを備えた第１と第２の枕
部材を配置したので、サイズの違いや、短冊状（矩形）、円形、長円形、楕円形等の形状
の違いに関係なく、圧電振動素子を片持ち支持するのみならず、両持ち支持することがで
きる共通パッケージ構造を備えた圧電発振器を提供することができる。
【０００９】
［適用例２］前記２つの素子搭載パッドの一方は、前記絶縁基板の長手方向一端寄りの
幅方向中央部に少なくとも一部が位置していることを特徴とする圧電発振器。
【００１０】
一方の素子搭載パッドが絶縁基板の幅方向中央部にまで延在しているので、圧電振動素
子を両持ち支持する場合等の必要に応じて、その一端縁中央部を接着保持することが可能
となる。
【００１１】
［適用例３］前記素子搭載パッドの高さＨ１と、前記第１の枕部材の高さＨ２と、前記
第２の枕部材の高さＨ３は、Ｈ１＞Ｈ３＜Ｈ２の関係にあることを特徴とする圧電発振器
。
【００１２】
絶縁基板の長手方向略中央部に位置する第２の枕部材の高さが低く構成されているので
、圧電振動素子との干渉を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】（ａ）は本発明の圧電発振器の一例としての電圧制御水晶発振器（ＶＣＸＯ）の縦断面図であり、（ｂ）は水晶振動素子を搭載しているパッケージ内構成を示す平面図であり、（ｃ）は水晶振動素子を搭載していないパッケージ内構成を示す平面図である。
【図２】（ａ）及び（ｂ）は本発明の他の実施形態に係る圧電発振器の縦断面図、及びパッケージ内構成を示す平面図である。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は本発明の他の実施形態に係る圧電発振器の縦断面図、及びパッケージ内構成を示す平面図である。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は本発明の他の実施形態に係る圧電発振器の縦断面図、及びパッケージ内構成を示す平面図である。
【図５】（ａ）及び（ｂ）は円形の水晶振動素子３０Ｄを両持ち支持した場合の組付け例を示す縦断面図、及びパッケージ内を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を図面に示した実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図１（ａ）は本発明の圧電発振器の一例としての電圧制御水晶発振器（ＶＣＸＯ）の縦
断面図であり、（ｂ）は水晶振動素子を搭載しているパッケージ内構成を示す平面図であ
り、（ｃ）は水晶振動素子を搭載していないパッケージ内構成を示す平面図である。
水晶発振器（圧電発振器）１は、表面実装用のパッケージ３、及びパッケージ３内に収
容された水晶振動素子（圧電振動素子）３０から構成される水晶振動子（圧電振動子）２
と、水晶振動子２のパッケージ３内に収容されたＩＣ部品４０と、を備えている。
パッケージ３は、絶縁基板４と、絶縁基板４上の凹所を気密封止する蓋部材５０と、か
ら構成されている。
絶縁基板４は、セラミックシート等の絶縁シートを積層することによって構成され底部
に実装端子５を有した底板４ａと、底板周縁から立設した外壁４ｂと、底板４ａの上面と
外壁４ｂとによって形成される凹所６と、凹所６の内底面（底板４ａの上面）の長手方向
（Ａ）の一端縁（左端縁）寄りにおいて幅方向（Ｂ）に沿って分離して配置された突起状
の２つの素子搭載パッド１０、１１と、長手方向他端寄りの上面の幅方向中央部に配置さ
れた突起状で且つ導電パッド１６を備えた第１の枕部材１５と、長手方向略中央部上面の
幅方向中央部に配置された突起状で且つ導電パッド２１を備えた第２の枕部材２０と、第
１の枕部材１５と第２の枕部材２０との間に配置されたＩＣ部品収容凹所２５と、を有す
る。
【００１５】
ＩＣ部品収容凹所２５の内部に設けたＩＣ部品搭載パッド２６上にはＩＣ部品４０の電
極が半田等により電気的機械的に接続される。ＩＣ部品４０は、発振回路、及び温度補償
回路を構成する。
素子搭載パッド１０、１１の高さＨ１と、第１の枕部材１５の高さＨ２と、第２の枕部
材２０の高さＨ３は、Ｈ１＞Ｈ３＜Ｈ２の関係にある。このため、以下に説明するように
、長手方向寸法及び幅方向寸法が短尺な水晶振動素子を素子搭載パッド１０、１１を用い
て片持ち支持することができるばかりでなく、一方の素子搭載パッドと第２の枕部材２０
を用いて両持ち支持することが可能となる。また、長手方向寸法及び幅方向寸法が長尺な
水晶振動素子を素子搭載パッド１０、１１を用いて片持ち支持することができるばかりで
なく、一方の素子搭載パッドと第１の枕部材１５を用いて両持ち支持することが可能とな
る。
水晶振動素子３０は、例えば所謂短冊形の水晶基板（圧電基板）３１と、水晶基板３１
の表裏両面に夫々形成された励振電極３２と、各励振電極から水晶基板の長手方向一端縁
まで引き出されたリード端子３３と、を備え、各リード端子３３は導電性接着剤３５によ
って各素子搭載パッド１０、１１上に電気的に接続されている。
図１（ａ）（ｂ）に示した例に係る水晶振動素子３０はその長手方向寸法、及び幅方向
寸法が短尺な片持ちされるタイプであるため、その長手方向一端縁を各素子搭載パッド１
０、１１と接合されることにより、遊端状の他端縁は凹所の長手方向中間位置に設けた第
２の枕部材２０の上面と非接触状態となっている。特に、第２の枕部材２０の高さＨ３を
素子搭載パッド１０、１１の高さよりも低くしている結果として、水晶振動素子３０の遊
端部と第２の枕部材２０との接触を回避することができる。
【００１６】
また、一方の素子搭載パッド１０は凹所６内の奥側の外壁４ｂ’から延びる短尺形状で
あり、他方の素子搭載パッド１１は凹所の手前側の外壁４ｂ”から延びる長尺形状である
。即ち、両素子搭載パッド１０、１１の内側端縁間のギャップＧは凹所６の幅方向Ｂの中
心部には位置しておらず、奥側の外壁４ｂ’側に偏位している。換言すれば、２つの素子
搭載パッドの一方（本例では、素子搭載パッド１１）は、絶縁基板の長手方向一端寄りの
幅方向中央部に少なくとも一部（内側端部）が位置している。
このため、幅方向寸法が短尺な水晶振動素子３０の２つのリード端子３３を各素子搭載
パッド１０、１１に対して一対一で適切に対応させて導電性接着剤３５により接続した状
態で奥側の外壁４ｂ’に沿った偏位位置に搭載することができる。
また、このパッケージ３によって長手方向寸法、及び幅方向寸法が長尺な水晶振動素子
３０Ａを片持ち支持する場合には、図２（ａ）（ｂ）に示すように水晶振動素子３０の一
端縁に位置する２つのリード端子３３を各素子搭載パッド１０、１１に対して一対一で対
応させて導電性接着剤３５により接続した状態で凹所６の幅方向中央部に搭載することが
できる。この際、導電性接着剤３５の厚みを利用することにより、水晶振動素子３０Ａの
遊端状の他端縁を第１の枕部材１５の上方に非接触状態で支持することができる。
【００１７】
一方、短尺且つ両持ちされるリード端子構造を備えた水晶振動素子３０Ｂをパッケージ
３によって両持ち支持する場合には、図３（ａ）（ｂ）に示すように水晶振動素子の一方
の端縁（一方のリード端子３３を含む）の中央部を一方の素子搭載パッド１１に対して導
電性接着剤３５により電気的機械的に接続支持する一方で、他方の端縁（他方のリード端
子３３を含む）の中央部を第２の枕部材２０上の導電パッド２１に対して導電性接着剤３
５により電気的機械的に接続支持する。この際、第２の枕部材２０の高さＨ３は、素子搭
載パッド１１、及び第１の枕部材２０の各高さＨ１、Ｈ２よりも低いため、水晶振動素子
３０Ｂの振動部に干渉して共振周波数を変動させる虞がない。素子搭載パッド１０と非対
称な形状を有する素子搭載パッド１１の内側端縁は凹所６の幅方向中心部に相当する位置
にまで延長形成されているため、水晶振動素子３０Ｂの一端縁の幅方向中心部を接着保持
することができる。水晶振動素子３０Ｂの他端縁の幅方向中心部に相当する位置には第２
の枕部材２０が位置しているため、この部位を接着保持することができる。
【００１８】
更に、長尺の水晶振動素子３０Ｃをパッケージ３によって両持ち支持する場合には、図
４（ａ）（ｂ）に示すように水晶振動素子の一方の端縁（一方のリード端子３３を含む）
の中央部を一方の素子搭載パッド１１に対して導電性接着剤３５により電気的機械的に接
続支持する一方で、他方の端縁（他方のリード端子３３を含む）の中央部を第１の枕部材
１５上の導電パッド１６に対して導電性接着剤３５により電気的機械的に接続支持する。
なお、両持ち支持用の水晶振動素子３０Ｂ、３０Ｃは、水晶基板３１の表裏両面に設け
た励振電極３２から夫々反対方向へリード端子３３が延びているため、各リード端子を一
方の素子搭載パッド１１と第２の枕部材２０または第１の枕部材１５によって支持するこ
ととなる。
次に、本発明のパッケージ３は、上記の如き矩形の水晶振動素子以外にも、円形（高周
波対応）、楕円形、長円形状の各水晶振動素子を片持ち、或いは両持ち状態で保持するこ
とが可能である。
【００１９】
図５（ａ）及び（ｂ）は円形の水晶振動素子３０Ｄを両持ち支持した場合の組付け例を
示す縦断面図、及びパッケージ内を示す平面図である。
水晶振動素子３０Ｄは、円盤状の水晶基板３１の両主面に励振電極３２を形成すると共
に、各励振電極３２から反対方向へリード端子３３を延長形成した構成を備えている。
一方のリード端子３３は素子搭載パッド１１に対して導電性接着剤３５により電気的機
械的に接続されると共に、他方のリード端子３３は第２の枕部材２０に対して導電性接着
剤３５により電気的機械的に接続される。
なお、円形の水晶振動素子３０Ｄを片持ち支持する場合には、水晶振動素子３０Ｄは、
円盤状の水晶基板３１の両主面に励振電極３２を形成すると共に、各励振電極３２から同
一方向へリード端子３３を延長形成した構成を備えたものとする。そして、各リード端子
３３、３３を各素子搭載パッド１０、１１に対して導電性接着剤３５により電気的機械的
に接続すると共に、リード端子が存在しない側の水晶基板端縁は第２の枕部材２０から離
間させた状態とする。
上記実施形態では、圧電発振器の代表例として水晶発振器を例示したが、本発明は圧電
材料から成る圧電振動素子を使用した発振器一般に適用できる。
【符号の説明】
【００２０】
１…水晶発振器、２…水晶振動子（圧電振動子）、３…パッケージ、４…絶縁基板、４
ａ…底板、４ｂ…外壁、４ｂ”…外壁、５…実装端子、６…凹所、１０、１１…素子搭載
パッド、１５…第１の枕部材、１６…導電パッド、２０…第２の枕部材、２１…導電パッ
ド、２５…ＩＣ部品収容凹所、２６…ＩＣ部品搭載パッド、３０…水晶振動素子（圧電振
動素子）、３０Ａ…水晶振動素子、３０Ｂ…水晶振動素子、３０Ｃ…水晶振動素子、３０
Ｄ…水晶振動素子、３１…水晶基板（圧電基板）、３２…励振電極、３３…リード端子、
３５…導電性接着剤、４０…ＩＣ部品、５０…蓋部材

【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向一端縁寄りに幅方向に沿って分離して配置された突起状の２つの素子搭載パッ
ドと、長手方向他端寄りの幅方向中央部に突起状で且つ導電パッドを備えた第１の枕部材
と、長手方向略中央部の幅方向中央部に突起状で且つ導電パッドを備えた第２の枕部材と
、前記第１の枕部材と前記第２の枕部材との間に設けられたＩＣ部品収容凹所と、該ＩＣ
部品収容凹所内に設けられたＩＣ部品搭載パッドとを有する絶縁基板と、
前記素子搭載パッド上に搭載される圧電振動素子と、
該圧電振動素子を気密封止する蓋部材と、
前記ＩＣ部品搭載パッドと電気的に接続される電極を有し、且つ発振回路を構成するＩ
Ｃ部品と、
を備えたことを特徴とする圧電発振器。
【請求項２】
前記２つの素子搭載パッドの一方は、前記絶縁基板の長手方向一端寄りの幅方向中央部
に少なくとも一部が位置していることを特徴とする請求項１に記載の圧電発振器。
【請求項３】
前記素子搭載パッドの高さＨ１と、前記第１の枕部材の高さＨ２と、前記第２の枕部材
の高さＨ３は、
Ｈ１＞Ｈ３＜Ｈ２の関係にあることを特徴とする請求項１、又は２に記載の圧電発振器
。

【図１】