压电器件制造技术

组件（１）具有由陶瓷基板（７）构成的基底，该基板在一个主面上具有第一区域（７ａ）和第二区域（７ｂ），且形成有连接水晶振动片（２）及驱动用ＩＣ芯片（３）的配线图形（１４）。基底在基板的上表面上设置第一侧壁部（９），水晶振动片安装到在其内部划分的第一空腔（８）内，ＩＣ芯片安装到由第二侧壁部（１１）划分的第二空腔（１０）内。第一侧壁部高于第二侧壁部，金属制的盖（１３）缝焊在其上端，第一空腔封装在真空或氮气氛围中。第二区域的ＩＣ芯片用树脂封装。除小型化、薄型化以及高精度地进行频率调整之外，可消除寄生电容，防止频率可变量的降低，发挥高的频率稳定性及老化特性、特别适用于频率可变量大的高频振荡器。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于各种电子设备的压电振荡器，特别是涉及装载有水晶及其它压电振动片，以及具有驱动所述振动片的振荡回路的IC芯片等半导体IC元件及/或分立的电子部件的压电振荡器。现有技术在现有技术中，在信息通信设备，个人电脑等OA(办公自动化)设备，民用设备等各种电子设备上，广泛使用例如以电子回路作为时钟信号源的压电振子，以及将压电振子和IC芯片封装到同一组件内的振荡器等压电器件。同时，伴随着这些电子设备的小型化，薄型化，要求压电器件进一步地小型化和薄型化，同时，大多采用适合于向装置的电路基板上安装的表面安装型的压电器件。特别是在最近，与伴随着便携式电话等信息通信领域中信息传送的大容量化及高速化相应的通信频率的高频化及系统的高速化，要求以基波在80MHz或更高的高频动作的压电器件。例如，在实开平6-48216号公报中，公开了一种表面安装型水晶振荡器，其中，在由至少三层绝缘层构成的叠层电路基板上形成中空部，在形成于其底部的腔内配置IC芯片及电子零部件(电阻)，而且在中空部上部配置水晶振动片，在该叠层电路基板的上端接合有盖体并气密地封装的同时，在叠层电路基板的背面形成与外部连接用的端子电极。此外，在特开平11-186850号公报中所述的可表面安装的压电振荡器，把水晶振动片及其驱动IC芯片容纳在同一个箱体中，把驱动IC芯片直接用焊料块连接到形成于该箱体里面底部上的配线图形上，并且通过将水晶振动片固定保持在其上方电连接到前述配线图形上，在可以小型化、薄型化的同时，可以减少因配线造成的电抗分量，提高其高频特性。进而，特开平9-107186号公报所述的水晶振荡器，为了防止向其它设备的安装基板上安装时热膨胀率之差引起的断线，把振荡元件及其控制元件安装到陶瓷基板上，把外面设置连接到该陶瓷基板的电极的外部连接用端子的树脂制箱体覆盖在陶瓷基板上并将其封装。
技术实现思路
为了在使用压电振荡器时保持高精度的频率，需要利用其它参照频率与之同步，总是把其频率保持在所需的数值或范围内。此外，与温度等环境变化相应地，需要对因温度变化等造成的频率偏差进行修正。为了实现这一点例如要求压电振荡器具有可以利用通过控制电压改变电容量的可变电容器等，能够充分修正与参照频率的频率差的功能。在特开平10-22735号公报中，作为TCXO(温度补偿型水晶振荡器)的一个例子，描述了把形成连接压电振动片及IC芯片的电路图形的底壁和容纳它们的具有开口部的环形侧壁叠层烧结形成陶瓷基底、在其一端上设置把底壁和环形侧壁成一整体地延长的调整用辅助部且在其外表面上形成连接到前述电路图形上的调整用端子的压电振荡器。这种压电振荡器通过中间经过前述调整用端子向IC芯片的存储电路中写入补偿数据后将调整用辅助部分割，可以防止在制造陶瓷基底时发生变形和弯曲。这种电压控制型数据振荡器的等效电路模型示于图5。这里，相对于负载容量CL的变化水晶振子的频率变化量用下面的(1)式表示。特别是在用于在高频率时使用的便携式电话机等通信设备中优选地使水晶振荡器的频率的可变宽度，即ΔF尽可能地大，从而γ＝C0/C1小。公式1 ΔF＝1/…(1)其中，γ＝C0/C1然而，实际的水晶振荡器如图6所示，具有寄生电容CPP。在这种情况下，表现的并联电容成为(C0+CPP)，水晶振荡器的频率变化量ΔF′被修正为下面的(2)式。公式2 ΔF′＝1/{2γ′}…(2)这里， γ′＝(C0+Cpp)/C1从公式(2)可以看出，当寄生电容量CPP大时，频率相对于负载容量CL的变化量ΔF变小，以及频率越高寄生电容量CPP越大。特别是，在高频工作的AT切割水晶振子，由于要求它具有很高的精度，所以这将成为很大的问题。作为这种寄生电容的原因，有水晶振子片本身的静电容，由形成于水晶振动片上的引出电极间的直接电流产生的静电容。组件的端子之间产生的静电容，以及水晶振动片与组件之间产生的静电容等。根据专利技术人证实，在各种压电材料中，特别是水晶的情况下，在8MHz以上，与组件相关的寄生电容Cpp≈C0，给予频率变化的影响很大。此外，如上述特开平11-186850号公报，特开平9-107186号公报后面所描述的水晶振荡器那样，利用把水晶振子与驱动用IC等电子部件装载到同一个组件内的结构，有利于减少发生在两者之间的寄生电容，但是，电子部件的焊料块及电极垫片以及固定它们的粘接剂等产生的气体被吸附到水晶振动片的表面，会对其振动特性造成恶劣的影响。这里由于气体吸附引起的频率降低的量由下面的公式(3)表示，频率越高其降低的数量越大。例如，在水晶振子吸附相同量的气体时，在频率为20MHz时，频率降低1ppm，而当频率为100MHz时，其频率则降低25ppm。公式3 Δf＝(Wab/pq·Vq)·f2…(3)其中，Wab电极表面吸附的气体的重量(g/cm2)Pq水晶的密度(g/cm3)Vq水晶中的传播速度f共振频率这样，特别是在高频下工作的水晶振子，对周围的气体非常敏感，很容易受到影响，所以最好不要在相同的氛围内装载其它的电子部件。特开平8-316732号描述的水晶振荡器，为了防止在箱体封装后吸附从接合盖用的粘接剂产生的气体引起的频率偏移，在箱内设置第一容纳部以及在其底部设置第二容纳部，把IC等振荡电路容纳在第一容纳部内，把水晶振子片装载到第二容纳部内，并且用罩封装，组装到箱体内之后，在与压电振子等效的状态下测定频率并调整IC，可以相对于水晶振子元件片制造时的残留形变及由于固定到箱体上时产生的变形调整频率。但是，该公报所描述的水晶振荡器，在气密性封装的容器内还进一步另外设置气密封装的水晶振子用的空间，盖变成双重结构，所以存在着组件总体的薄型化，小型化受到限制的问题。因此，本专利技术是鉴于上述现有技术中存在的问题而提出的，其目的是提供一种把压电振动片和构成其振荡回路的电子部件装载到同一个组件中的压电器件，可以有效地防止由吸附电子部件及配线所产生的气体、以及因组件和配线结构等造成的寄生电容等所引起的频率可变量的下降，在满足小型化、薄型化要求的同时，可以高精度地调整频率，特别适合于基波在80MHz或高于80MHz的高频振荡器的压电器件。根据本专利技术，为了达到上述目的，提供一种压电器件，其特征为，配备有具有在包含第一区域和第二区域的一个主面上形成配线图形的基板，以围绕该第一区域且在其内部划分出第一空腔的方式设置在基板上的第一侧壁部，接合到所述第一侧壁部的上端、气密地封装第一空腔的盖的组件；连接到前述配线图形上，安装到第一空腔内的压电振动片；连接到前述配线图形上，安装到第二区域内的电子部件；其中，前述第二区域的电子部件及配线图形是由树脂封装的。这样，通过把压电振动片气密地封装到与电子部件的氛围不同的第一空腔内，在封装后，不会产生因吸收从电子部件等产生的气体引起的寄生电容，同时，由于它具有将压电振动片及电子部件直接连接到形成于作为组件底板的基板上的配线图形上的配线结构，所以它不会产生像把叠层的多层薄板上分别形成的配线图形在层与层之间连接形成的配线结构中那样的寄生电容，不存在因这类寄生电容造成频率偏移的问题，所以获得很高的频率稳定性及老化特性。而且，在把压电振动片气密封装的状态下通过调整第二区域的电子部件，可以进行高精度的频率调整。此外，由于无需像上述特本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压电器件，其特征为，配备有： 具有以下部分的组件，所述部分为，在具有第一区域和第二区域的一个主面上形成配线图形的基板，以围绕前述第一区域且在其内部划分出第一空腔的方式设置在前述基板上的第一侧壁部，接合在前述第一侧壁部的上端、气密地封装前述第一空腔的盖， 连接到前述配线图形上，安装到前述第一空腔内的压电振动片， 连接到前述配线图形上、安装到前述第二区域的电子部件； 前述第二区域的前述电子部件及配线图形是由树脂封装的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：田中雅子，远藤高志，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]