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JP7679757B2 - Thermistor-equipped quartz crystal device - Google Patents
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JP7679757B2 - Thermistor-equipped quartz crystal device - Google Patents

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Description

本発明は、パッケージに水晶振動板とサーミスタを導電接合したサーミスタ付き水晶振動デバイスに関する。 The present invention relates to a quartz crystal resonator device with a thermistor, in which a quartz crystal plate and a thermistor are conductively bonded to a package.

近年、各種電子機器の高精度化に伴い、環境温度の変化に伴う周波数変動を補償する温保補償型の水晶発振回路が求められており、これに対応する水晶振動デバイスとして、水晶振動子に温度センサとしてサーミスタが取り付けられたサーミスタ付き水晶振動デバイスが幅広く使用されている。 In recent years, with the increasing precision of various electronic devices, there is a demand for temperature-compensated crystal oscillation circuits that compensate for frequency fluctuations caused by changes in environmental temperature. To meet this demand, crystal oscillation devices with thermistors, which are crystal oscillators with a thermistor attached as a temperature sensor, are widely used.

水晶振動子の環境温度をサーミスタにて測定し、周波数情報と温度情報を外部実装された温度補償回路に伝送することにより、温度補償された周波数信号を得ることができ、電子機器の動作を高精度に保つことができる。 By measuring the ambient temperature of the quartz crystal unit using a thermistor and transmitting frequency and temperature information to an externally mounted temperature compensation circuit, a temperature-compensated frequency signal can be obtained, enabling the operation of electronic devices to be maintained with high precision.

このようなサーミスタ付き水晶振動デバイスはセラミックからなるパッケージに励振電極が形成された水晶振動板が収納されるとともに、その外側にサーミスタが取り付けられ、水晶振動子を取り巻く環境温度を検出する構成となっている。特許文献1参照。 Such a quartz crystal device with a thermistor is configured such that a quartz crystal plate on which an excitation electrode is formed is housed in a ceramic package, and a thermistor is attached to the outside of the quartz crystal plate to detect the environmental temperature surrounding the quartz crystal unit. See Patent Document 1.

上記サーミスタは、複数のサーミスタ素材層と動作電極が複数積層された積層構成であり、厚さが0.3mm~0.1mm程度のものが上市され、使用されている。 The above thermistors have a laminated structure in which multiple layers of thermistor material and multiple layers of operating electrodes are stacked together, and those with a thickness of about 0.3 mm to 0.1 mm are commercially available and in use.

特許第5900582号Patent No. 5900582

上述のサーミスタは水晶振動子を取り巻く温度変化を、タイムラグ少なく検出することが求められる。しかしながら、これまで使用されていたサーミスタは積層構成ということもあり、一定の厚さ(高さ)が必要な構成となっていた。このような構成により、水晶振動子の温度と温度センサとしてのサーミスタの検出温度に差が生じることがあった。 The above-mentioned thermistor is required to detect temperature changes surrounding the quartz crystal unit with little time lag. However, the thermistors used up until now have a laminated structure, which means that they require a certain thickness (height). This structure can result in a difference between the temperature of the quartz crystal unit and the temperature detected by the thermistor as a temperature sensor.

このような場合、水晶振動子に係る温度が正確に検出できず、温度補償回路における適切な温度補償ができないことがあり、正確な周波数信号を電子機器に提供できないことがあった。これにより電子機器の動作信頼性を低下させることがあった。 In such cases, the temperature of the crystal oscillator cannot be detected accurately, and appropriate temperature compensation cannot be performed in the temperature compensation circuit, making it impossible to provide an accurate frequency signal to the electronic device. This can reduce the operational reliability of the electronic device.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、超小型化、超薄型化に対応するともに、水晶振動デバイスに係る温度変動を安定して適切に検出し、電気的特性に優れた温度センサ付き水晶振動デバイスを提供することを目的とする。 The present invention was made in consideration of the above problems, and aims to provide a crystal vibration device with a temperature sensor that is compatible with ultra-compact and ultra-thin designs, can stably and appropriately detect temperature fluctuations related to crystal vibration devices, and has excellent electrical characteristics.

本発明によるサーミスタ付き水晶振動デバイスは、表面に励振電極が形成された単板の
水晶振動板と、表面に動作電極が形成された単板のサーミスタと、前記水晶振動板と前記サーミスタを1つのパッケージに収納したことを特徴としている。
The quartz crystal vibration device with thermistor according to the present invention is characterized in that it comprises a single quartz crystal vibration plate having an excitation electrode formed on its surface, a single thermistor having an operating electrode formed on its surface, and the quartz crystal vibration plate and the thermistor are housed in a single package.

水晶振動板の表面には励振電極が形成された構成であるとともに、サーミスタも単板構成であり、その表面に動作電極が形成された構成である。このように両者が単板構成であることにより、パッケージを介して外部から熱伝導がある場合、タイムラグが少ない状態で水晶振動板とサーミスタに昇温情報や降温情報が伝わる。これにより温度センサであるサーミスタの検出温度は、水晶振動板の温度との差異が極小となり、水晶振動板の周波数情報とサーミスタの温度情報に基づく温度補償処理が正確かつ適切に行うことができる。 An excitation electrode is formed on the surface of the quartz crystal plate, and the thermistor is also a single plate with an operating electrode formed on its surface. Because both are single plate in this way, when there is heat conduction from the outside through the package, temperature rise and fall information is transmitted to the quartz crystal plate and thermistor with little time lag. This minimizes the difference between the temperature detected by the thermistor (temperature sensor) and the temperature of the quartz crystal plate, allowing accurate and appropriate temperature compensation processing based on the frequency information of the quartz crystal plate and the temperature information of the thermistor.

また、水晶振動板およびサーミスタへの電極膜形成はスパッタリング法や真空蒸着法等のPVD成膜法で行った場合、薄膜構成が実現でき電極膜による熱伝導性を向上させることができる。 In addition, when the electrode film is formed on the quartz crystal plate and thermistor using a PVD film formation method such as sputtering or vacuum deposition, a thin film structure can be achieved and the thermal conductivity of the electrode film can be improved.

上記サーミスタは単板のサーミスタ素板の表面に電極が形成された構成であり、一主面に離隔した一対の動作電極が形成された構成であってもよい。これら動作電極に通電することにより、サーミスタ機能(温度に基づく電流変化量検出)を得る。 The above thermistor has electrodes formed on the surface of a single thermistor plate, and may have a pair of working electrodes spaced apart on one main surface. By passing a current through these working electrodes, the thermistor function (detection of current change based on temperature) is obtained.

またサーミスタ素板の他主面に中継電極を設けてもよい。当該中継電極は、前記動作電極に主面の表裏で対向する位置に形成されていてもよい。これによりサーミスタ素板に形成された一対の動作電極間で抵抗体としての端子を構成するが、導電経路は前記一方の動作電極から前記中継電極を介して前記他方の動作電極に流れる。このような構成により導電経路の断面積を大きく増し、また各動作電極と中継電極同士で対向する経路と出来る為、少ない面積で抵抗値を下げ、特性が安定しやすく、耐電圧も向上させることができる。 A relay electrode may also be provided on the other main surface of the thermistor plate. The relay electrode may be formed in a position facing the working electrode on the front and back of the main surface. This forms a terminal as a resistor between a pair of working electrodes formed on the thermistor plate, and a conductive path flows from one of the working electrodes to the other working electrode via the relay electrode. This configuration greatly increases the cross-sectional area of the conductive path, and also allows the working electrodes and the relay electrodes to face each other, so that the resistance value can be reduced with a small area, characteristics can be stabilized, and the withstand voltage can be improved.

また当該中継電極を熱伝導の良好な金属で構成し、サーミスタ素板の他主面の略全面に形成してもよい。 The relay electrode may also be made of a metal with good thermal conductivity and formed over substantially the entire other main surface of the thermistor plate.

この構成により、サーミスタの動作電極に伝わった熱は中継電極が伝熱部として機能するため、温度変化検出のタイムラグを極小にすることができる。 With this configuration, the relay electrode functions as a heat transfer section for the heat transferred to the working electrode of the thermistor, minimizing the time lag in detecting temperature changes.

また上記単板のサーミスタは厚さが0.05mm以下の厚さであってもよい。 The single-plate thermistor may also have a thickness of 0.05 mm or less.

サーミスタの厚さを0.05mm以下とすることにより、動作電極に伝わった熱(温度変動情報)はサーミスタ素板を素早く伝わり、サーミスタとしての温度検出能を向上させることができる。 By making the thermistor thickness 0.05 mm or less, the heat (temperature fluctuation information) transmitted to the working electrode is quickly transmitted through the thermistor plate, improving the temperature detection ability of the thermistor.

ここで用いる導電接合は、水晶振動板の導電接合、サーミスタの導電接合とも導電性樹脂接着剤を用いてもよい。さらにここで用いる樹脂接着剤を両者同じ樹脂材を用いてもよい。 The conductive bonding used here may be a conductive resin adhesive for both the conductive bonding of the quartz crystal plate and the conductive bonding of the thermistor. Furthermore, the resin adhesive used here may be the same resin material for both.

パッケージの構成は多種の構成に対応できるが、例えば、パッケージは1つの収納部を有し、前記収納部に前記水晶振動板と前記サーミスタが前記収納部に導電接合された構成であってもよい。 The package can be configured in a variety of ways, but for example, the package may have one storage section, and the quartz crystal plate and the thermistor are conductively joined to the storage section.

上記1つの収納部に収納する構成により、水晶振動板とサーミスタの搭載を近接させて行うことができ、これにより両者の熱変動の差を小さくすることができる。 By storing them in a single storage compartment, the quartz crystal plate and thermistor can be mounted close to each other, thereby reducing the difference in thermal fluctuation between the two.

さらに1つの収納部の内部において導電性樹脂接着剤を用いることにより、接合後のガスが生じにくく、水晶振動板の特性を安定させることができる。従来、積層型のサーミスタの導電接合においては、はんだ接合により行っていたが、フラックス等の残留によりパッケージ内の雰囲気を汚染することがあったが、上述のとおり両者の接合に導電性樹脂接着剤を用いることにより、パッケージ内の雰囲気、例えば真空あるいは不活性ガス雰囲気を安定化させ、水晶振動板の特性(水晶振動子の動作)を安定させることができる。 Furthermore, by using a conductive resin adhesive inside one of the storage compartments, gas is less likely to be generated after bonding, and the characteristics of the quartz crystal plate can be stabilized. Conventionally, conductive bonding of stacked thermistors was performed using solder bonding, but residual flux and the like could contaminate the atmosphere inside the package. However, by using a conductive resin adhesive to bond the two together as described above, the atmosphere inside the package, such as a vacuum or inert gas atmosphere, can be stabilized, and the characteristics of the quartz crystal plate (the operation of the quartz crystal unit) can be stabilized.

また同じ導電性樹脂接着剤を用いることにより、熱伝導の差も無くすことができ、温度検出精度を向上させることができる。 Furthermore, by using the same conductive resin adhesive, differences in thermal conductivity can be eliminated, improving temperature detection accuracy.

パッケージ収納構成として、パッケージは基板を挟んで上下に各々開口する2つの収納部を有し、前記水晶振動板は一方の収納部に導電接合され、前記サーミスタは他方の収納部に導電接合され、前記水晶振動板と前記サーミスタは前記基板の表裏に対向して配置されている構成であってもよい。 The package may have two storage sections, each opening above and below the substrate, with the quartz crystal plate conductively bonded to one storage section and the thermistor conductively bonded to the other storage section, with the quartz crystal plate and the thermistor positioned facing each other on the front and back of the substrate.

水晶振動板とサーミスタが基板の表裏に対向して配置された構成により、両者に係る熱伝導の差を無くし、温度検出精度を向上させることができる。 By arranging the quartz crystal plate and thermistor facing each other on the front and back of the substrate, the difference in thermal conductivity between the two is eliminated, improving the accuracy of temperature detection.

なお、前記水晶振動板はATカットまたはSCカットの水晶振動板であってもよく、X-Yカットの水晶振動板等であってもよい。 The quartz crystal plate may be an AT-cut or SC-cut quartz crystal plate, or an XY-cut quartz crystal plate, etc.

本発明によれば、超小型化、超薄型化に対応するともに、水晶振動デバイスに係る温度変動を適切に検出し、電気的特性に優れた温度センサ付き水晶振動デバイスを得ることができる。 The present invention makes it possible to obtain a crystal vibration device with a temperature sensor that is compatible with ultra-compact and ultra-thin designs, can properly detect temperature fluctuations related to the crystal vibration device, and has excellent electrical characteristics.

第一の実施形態にかかるサーミスタ付き水晶振動デバイスの各構成を示した分解斜視図である。FIG. 2 is an exploded perspective view showing each component of the quartz crystal vibration device with a thermistor according to the first embodiment. 図1を組み立てた際の底面図である。FIG. 2 is a bottom view of the assembled device shown in FIG. 1 . 図1を組み立てた際のA-A線に沿った断面図である。2 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 1 when assembled. 水晶振動板に形成された電極膜構成を示す図である。3A and 3B are diagrams showing an electrode film configuration formed on a quartz crystal plate. サーミスタに形成された電極膜構成を示す図である。3A and 3B are diagrams showing an electrode film configuration formed on a thermistor; 第二の実施形態にかかる断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view according to a second embodiment. 第三の実施形態にかかる断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view according to a third embodiment.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。 The following describes in detail the embodiments of the present invention with reference to the drawings.

第一の実施形態
第一の実施形態にかかるサーミスタ付き水晶振動デバイスXtlは、図1乃至図3に示すように、上部収納部11A,と下部収納部11Bを有するパッケージ1と、前記上部収納部11Aに収納される水晶振動板2と、前記下部収納部11Bに収納されるサーミスタ4と、上部収納部11Aを気密封止するリッド3とからなる。なお、図3は図2のA-A線に沿う断面図である。
1 to 3, the crystal vibration device Xtl with thermistor according to the first embodiment includes a package 1 having an upper storage section 11A and a lower storage section 11B, a crystal vibration plate 2 stored in the upper storage section 11A, a thermistor 4 stored in the lower storage section 11B, and a lid 3 that hermetically seals the upper storage section 11A. Note that FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line A-A in FIG. 2.

《パッケージの構成》
図3に示すように、パッケージ1はセラミックスからなり全体として直方体形状で、上方に開口する上部収納部11Aと下方に開口する下部収納部11Bを有している。これら上部収納部11Aと下部収納部11Bは、基板11Cに対して閉口部分(底部)が背中合わせになった構成である。
Package Composition
3, the package 1 is made of ceramics and has a rectangular parallelepiped shape as a whole, and has an upper storage section 11A that opens upward and a lower storage section 11B that opens downward. The upper storage section 11A and the lower storage section 11B are configured so that their closed portions (bottoms) are back-to-back with respect to the substrate 11C.

上部収納部11Aは上方に開口する凹形の直方体収納構成で、上記上部収納部11Aの底部に金属膜からなる搭載電極16,17が形成されている。これら搭載電極16,17はパッケージの短辺方向に並んで形成されている。また上部収納部11Aの外周部分には前記底部より高い位置にある矩形上の封止部10が設けられ、封止部10には金属膜層が形成されている。 The upper storage section 11A is a concave rectangular storage structure that opens upward, and mounting electrodes 16, 17 made of a metal film are formed on the bottom of the upper storage section 11A. These mounting electrodes 16, 17 are formed side by side in the short side direction of the package. In addition, a rectangular sealing section 10 is provided on the outer periphery of the upper storage section 11A at a position higher than the bottom, and a metal film layer is formed on the sealing section 10.

各搭載電極16,17は複数の金属層からなり、W(タングステン)層、Ni(ニッケル)層、Au(金)層の順で積層されている。W層はパッケージを構成するセラミックス材料とともに焼成にて一体形成され、Ni層とAu層はメッキにてW層上に形成されている。封止部10も搭載電極16,17と同様の金属層構成でW層、Ni層、Au層の積層構成を有している。なお、後述する搭載電極18,19並びに実装電極12,13,14,15についても、同様の製法にて製造し、それぞれW層、Ni層、Au層の順で積層された層構成を有している。 Each mounting electrode 16, 17 is made of multiple metal layers, stacked in the order of a W (tungsten) layer, a Ni (nickel) layer, and a Au (gold) layer. The W layer is integrally formed by firing with the ceramic material that constitutes the package, and the Ni layer and the Au layer are formed on the W layer by plating. The sealing part 10 also has a metal layer structure similar to that of the mounting electrodes 16, 17, and has a stacked structure of a W layer, a Ni layer, and a Au layer. Note that the mounting electrodes 18, 19 and the mounting electrodes 12, 13, 14, and 15 described later are also manufactured by the same manufacturing method, and each has a layer structure in which a W layer, a Ni layer, and a Au layer are stacked in that order.

下部収納部11Bは下方に開口する凹形の直方体収納構成で、上記下部収納部11Bの底部には金属膜からなる搭載電極18,19が形成されている。これら搭載電極18,19は長辺と短辺を有する矩形形状で、パッケージの長辺に沿った方向で両搭載電極の長辺側が対向するよう形成されている。なお、これら両搭載電極をパッケージの短辺に沿った方向に並ぶように形成してもよい。 The lower storage section 11B is a concave rectangular storage configuration that opens downward, and mounting electrodes 18, 19 made of metal film are formed on the bottom of the lower storage section 11B. These mounting electrodes 18, 19 are rectangular in shape with long and short sides, and are formed so that the long sides of both mounting electrodes face each other in the direction along the long side of the package. It is to be noted that both mounting electrodes may be formed so that they are lined up in the direction along the short side of the package.

また下部収納部11Bの4つの角部には前記底部より高い位置にある実装電極12,13,14,15が設けられている。これら各実装電極は矩形形状であり、このうち実装電極12、14は前記搭載電極16,17と、実装電極13、15は前記搭載電極18,19とパッケージ1の内部配線により電気的につながっている。 Mounting electrodes 12, 13, 14, and 15 are provided at the four corners of the lower storage section 11B, which are located higher than the bottom. Each mounting electrode has a rectangular shape, and mounting electrodes 12 and 14 are electrically connected to mounting electrodes 16 and 17, and mounting electrodes 13 and 15 are electrically connected to mounting electrodes 18 and 19 by internal wiring of the package 1.

《水晶振動板の構成》
水晶振動板2はATカット水晶振動板からなり、全体として矩形の板状である。水晶振動板1はその表裏の中央部分に励振電極21,22が形成されており、これら励振電極21,22は幅を有する帯状の引出電極21a,22aにより水晶振動板の外周部分に引き出されている。前記励振電極21,22は矩形形状であり、水晶振動板の一方の主面において励振電極21は、一つの短辺角部から引出電極21aにより、水晶振動板の一方の主面の短辺側に引き出され、水晶振動板の他方の主面において励振電極22は、一つの短辺角部から引出電極22aにより、水晶振動板の他方の主面の短辺側に引き出されている。これにより引出電極21a,22aは水晶振動板の一方の短辺に引き出されている。
<Structure of the quartz crystal plate>
The quartz crystal plate 2 is an AT-cut quartz crystal plate, and is generally rectangular. The quartz crystal plate 1 has excitation electrodes 21 and 22 formed in the center of the front and back of the quartz crystal plate 1, and these excitation electrodes 21 and 22 are drawn to the outer periphery of the quartz crystal plate by strip-shaped lead electrodes 21a and 22a having a width. The excitation electrodes 21 and 22 are rectangular, and the excitation electrode 21 on one main surface of the quartz crystal plate is drawn from one short corner to the short side of the one main surface of the quartz crystal plate by the lead electrode 21a, and the excitation electrode 22 on the other main surface of the quartz crystal plate is drawn from one short corner to the short side of the other main surface of the quartz crystal plate by the lead electrode 22a. As a result, the lead electrodes 21a and 22a are drawn to one short side of the quartz crystal plate.

これら励振電極21,22と引出電極21a,22aは、薄膜の金属膜が積層形成された構成で、具体的には図4に示すように、水晶振動板に接してTi(チタン)層が形成され、その上部にAu(金)層が形成された積層構成を有している。なお金属膜構成は上記構成以外であってもよく、例えば下地金属をCr(クロム)層としたり、上層をAg(銀)層とする等、周知の金属構成を用いることができる。 These excitation electrodes 21, 22 and extraction electrodes 21a, 22a are configured by laminating thin metal films, specifically, as shown in FIG. 4, a Ti (titanium) layer is formed in contact with the quartz crystal plate, and an Au (gold) layer is formed on top of that. Note that the metal film configuration may be other than the above, and well-known metal configurations may be used, such as a Cr (chromium) layer as the base metal and an Ag (silver) layer as the top layer.

水晶振動板に接してTi層やCr層を形成することにより、水晶振動板との金属膜の密着性が良好で、安定した励振電極の基礎を形成することができる。また表面層に主層としてのAu層を形成することにより、励振電極膜の長期的品質安定性を確保するとともに、熱伝導性も良好であるので、環境温度の変化をタイムラグ少なく水晶振動板に伝えることができる。 By forming a Ti layer or Cr layer in contact with the quartz crystal plate, the metal film adheres well to the quartz crystal plate, forming the basis of a stable excitation electrode. In addition, by forming an Au layer as the main layer on the surface, the long-term quality stability of the excitation electrode film is ensured, and the thermal conductivity is also good, so that changes in the environmental temperature can be transmitted to the quartz crystal plate with little time lag.

なお、主層としてAu層を用いその上部に極薄のCr層を形成したり、熱拡散により下層の下地金属層を上層に表出させることにより、後述の導電性樹脂接着剤との接合性を向上させる構成(機能層の形成)を採用してもよい。 It is also possible to use an Au layer as the main layer and form an extremely thin Cr layer on top of it, or to use thermal diffusion to expose the lower metal base layer to the upper layer, thereby improving the adhesion with the conductive resin adhesive described below (forming a functional layer).

これら励振電極および引出電極は、周知の真空蒸着法あるいはスパッタリング法などのPVD成膜法により両電極の金属膜層を一体的に積層成膜することにより得られる。 These excitation electrodes and extraction electrodes are obtained by integrally laminating the metal film layers of both electrodes using a well-known PVD deposition method such as vacuum deposition or sputtering.

なお、本実施の形態においては水晶振動板としてATカット水晶振動板を用いたが、SCカット水晶振動板やX-Yカットからなる音叉型水晶振動板を用いてもよい。 In this embodiment, an AT-cut quartz crystal plate is used as the quartz crystal plate, but an SC-cut quartz crystal plate or an X-Y-cut tuning fork-type quartz crystal plate may also be used.

《サーミスタの構成》
サーミスタ4は温度センサとして機能し、全体として薄型の単板状のNTCサーミスタである。サーミスタ4は矩形板状のサーミスタ素板40を基材とし、厚さG2を有している。前記サーミスタ素板40の一方の主面には、長辺方向に一定の間隔G1を持って矩形の動作電極41,42が形成されている。これら動作電極41,42は長辺と短辺を有する矩形構成であり、前記長辺はサーミスタ素板の短辺寸法に対応した寸法を有している。また前記サーミスタ素板40の他方の主面全面には矩形形状の中継電極43が形成されている。
<Thermistor configuration>
The thermistor 4 functions as a temperature sensor, and is a thin, single-plate NTC thermistor as a whole. The thermistor 4 is based on a rectangular thermistor blank 40, and has a thickness G2. Rectangular operating electrodes 41, 42 are formed on one main surface of the thermistor blank 40 at a constant interval G1 in the long side direction. These operating electrodes 41, 42 are rectangular with long and short sides, and the long sides have dimensions corresponding to the short side dimensions of the thermistor blank. A rectangular relay electrode 43 is formed on the entire other main surface of the thermistor blank 40.

サーミスタ4は、サーミスタ素板40に形成された一方の動作電極41と他方の動作電極42で抵抗体としての端子を有する電子部品を構成するが、導電経路は前記一方の動作電極41から前記中継電極43を介して前記他方の動作電極42に流れる。このような構成により導電経路の断面積を大きく増し、また動作電極と中継電極の面同士で対向する経路と出来る為、少ない面積で抵抗値を下げ、特性が安定しやすく、耐電圧も向上させることができる。 The thermistor 4 is an electronic component having terminals as resistors, with one working electrode 41 and the other working electrode 42 formed on the thermistor base plate 40, and the conductive path flows from the one working electrode 41 to the other working electrode 42 via the relay electrode 43. This configuration significantly increases the cross-sectional area of the conductive path, and also allows the working electrode and the relay electrode to face each other, so that the resistance value can be reduced with a small area, characteristics can be stabilized, and the withstand voltage can be improved.

ところで、動作電極41,42が接近した構成とした場合、印加する電圧にも依存するが、導電経路が動作電極41から42への直接的な流路が支配的になり、所望の抵抗値が得られないことがあった。従って、実施においては、動作電極41と中継電極43間の距離G2aと動作電極42と中継電極43間の距離G2b、並びに動作電極41,42間距離G1とは、G2a+G2b<G1を満たすような設定としている。このような設定により、所望の抵抗値が得られ、温度センサとしての精度を安定化させることができる。 However, when the working electrodes 41 and 42 are arranged close to each other, depending on the applied voltage, the conductive path may be dominated by a direct flow path from working electrode 41 to 42, and the desired resistance value may not be obtained. Therefore, in practice, the distance G2a between working electrode 41 and relay electrode 43, the distance G2b between working electrode 42 and relay electrode 43, and the distance G1 between working electrodes 41 and 42 are set so as to satisfy G2a + G2b < G1. With such settings, the desired resistance value can be obtained and the accuracy as a temperature sensor can be stabilized.

また、サーミスタ4は前記パッケージ1との接触面積が大きいほど、また水晶振動板に近い配置とするほど水晶振動板に係る温度を正確に検出することができる。従って温度計測の側面からは、サーミスタに形成された動作電極はサーミスタ素板の面積に対して大きいほうが好ましい。これにより前記接触面積を大きくすることができる。しかしながら、前記面積が大きすぎると隣接する動作電極の短絡や導電接合材による短絡が生じやすくなる。また前記接触面積が小さくなると水晶振動板の温度検出精度が低下する。 Furthermore, the larger the contact area of the thermistor 4 with the package 1 and the closer it is positioned to the quartz crystal plate, the more accurately it can detect the temperature of the quartz crystal plate. From the perspective of temperature measurement, therefore, it is preferable that the operating electrodes formed on the thermistor are larger than the area of the thermistor plate. This allows the contact area to be large. However, if the area is too large, short circuits between adjacent operating electrodes or short circuits due to the conductive bonding material are more likely to occur. Furthermore, if the contact area is smaller, the accuracy of temperature detection of the quartz crystal plate decreases.

従って、所望する抵抗値にもよるが、各動作電極の合計面積はサーミスタ素板の一方の主面面積の40%~85%の大きさであると、安定的な温度検出を行うことができる。40%以下の大きさであると、サーミスタの動作電極が小さくなりすぎ、水晶振動板の温度情報を正確に検出することができなくなるとともに、サーミスタの抵抗値が高くなりすぎ、温度センサとしての温度検出能が低下する可能性がある。また85%以上の大きさであると前述した導電接合材を含めた短絡のリスクが増加し、短絡が生じると温度センサとして機能しなくなる。 Thus, depending on the desired resistance value, stable temperature detection can be achieved if the total area of each working electrode is 40% to 85% of the area of one of the main surfaces of the thermistor plate. If it is less than 40%, the working electrodes of the thermistor will be too small, making it impossible to accurately detect the temperature information of the quartz crystal plate, and the resistance value of the thermistor will be too high, which may reduce its temperature detection ability as a temperature sensor. Furthermore, if it is more than 85%, there is an increased risk of a short circuit, including the conductive bonding material mentioned above, and if a short circuit occurs, it will no longer function as a temperature sensor.

次にサーミスタの具体的な寸法例を以下に示す。サーミスタの外形サイズは長辺0.8mm、短辺0.6mm、厚さ0.05mmであり、その面積は0.48mm2となる。またサーミスタ素板に形成される各電極パッドの外形サイズは長辺0.52mm(サーミスタ素板の短辺側)、短辺0.3mm(サーミスタ素板の長辺側)であり、その面積は0.156mm2となる。このような構成により、各電極パッドの合計面積は温度センサの面積の65%程度に設定されており、また前記電極パッドと中継電極間の距離G2aと前記電極パッド42と中継電極43間の距離G2bはそれぞれ0.05mm、前記電極パッド間距離G1は0.12mmに設定しており、前記G2a+G2b<G1 が成り立つように設定している。 The following is an example of the specific dimensions of the thermistor. The external dimensions of the thermistor are 0.8 mm long, 0.6 mm short, and 0.05 mm thick, giving an area of 0.48 mm2. The external dimensions of each electrode pad formed on the thermistor plate are 0.52 mm long (short side of the thermistor plate) and 0.3 mm short (long side of the thermistor plate), giving an area of 0.156 mm2. With this configuration, the total area of each electrode pad is set to approximately 65% of the area of the temperature sensor, and the distance G2a between the electrode pad and the relay electrode and the distance G2b between the electrode pad 42 and the relay electrode 43 are set to 0.05 mm, and the distance G1 between the electrode pads is set to 0.12 mm, so that G2a + G2b < G1 holds.

他の具体例を以下に示す。サーミスタの外形サイズは長辺0.7mm、短辺0.6mm、厚さ0.04mmであり、その面積は0.42mm2となる。またサーミスタ素板に形成される各電極パッドの外形サイズは長辺0.58mm(サーミスタ素板の短辺側)、短辺0.3mm(サーミスタ素板の長辺側)であり、その面積は0.174mm2となる。このような構成により、各電極パッドの合計面積は温度センサの面積の83%程度に設定されており、また前記電極パッドと中継電極間の距離G2aと前記電極パッド42と中継電極43間の距離G2bはそれぞれ0.04mm、前記電極パッド間距離G1は0.09mmに設定しており、前記G2a+G2b<G1 が成り立つように設定している。なお、上記寸法は水晶振動デバイスのサイズ、特性や、温度センサ付き水晶振動デバイスの要求仕様に応じて適宜デザインすればよい。 Other specific examples are shown below. The external dimensions of the thermistor are 0.7 mm long, 0.6 mm short, and 0.04 mm thick, resulting in an area of 0.42 mm2. The external dimensions of each electrode pad formed on the thermistor plate are 0.58 mm long (short side of the thermistor plate) and 0.3 mm short (long side of the thermistor plate), resulting in an area of 0.174 mm2. With this configuration, the total area of each electrode pad is set to about 83% of the area of the temperature sensor, and the distance G2a between the electrode pad and the relay electrode and the distance G2b between the electrode pad 42 and the relay electrode 43 are set to 0.04 mm, respectively, and the distance G1 between the electrode pads is set to 0.09 mm, so that G2a + G2b < G1 holds. The above dimensions may be designed appropriately according to the size and characteristics of the quartz crystal resonator device and the required specifications of the quartz crystal resonator device with temperature sensor.

単板のサーミスタは、例えばMn-Fe-Ni-Ti系材料をバインダー等とともにスラリー状にし、スクリーン印刷技術あるいはドクターブレード技術等の厚膜形成技術を用いてサーミスタウェハのグリーンシートを作成し、これを焼成技術により板状のサーミスタウェハを焼結成形する。 Single-plate thermistors are made by, for example, making a slurry of Mn-Fe-Ni-Ti-based material with a binder, etc., and using a thick-film forming technique such as screen printing or doctor blade to create a green sheet of thermistor wafer, which is then sintered into a plate-shaped thermistor wafer using a firing technique.

この単板サーミスタウェハに対して、電極膜(金属膜)をスパッタリングにて形成し、フォトリソグラフィ技術を用いてパターニングを行う。具体的な金属膜層(金属材料)としては、図5に示すように、サーミスタ素板に接して下地層としてTi(チタン)層を形成し、その上層にバリア層としてTiO2(酸化チタン)層、その上層にNi(ニッケル)層とTi層の合金からなるNiTi層を形成し、表面に主層としてAu(金)層を形成した、積層膜構成を採用してもよい。 An electrode film (metal film) is formed on this single-plate thermistor wafer by sputtering, and patterned using photolithography technology. A specific metal film layer (metal material) may be a laminated film configuration as shown in Figure 5, in which a Ti (titanium) layer is formed as a base layer in contact with the thermistor base plate, a TiO2 (titanium oxide) layer is formed as a barrier layer on top of that, a NiTi layer made of an alloy of a Ni (nickel) layer and a Ti layer is formed on top of that, and an Au (gold) layer is formed as a main layer on the surface.

前記Ti、TiO2、NiTi、Auの各層の積層膜構成を採用した場合、最終的にサーミスタを実装基板にハンダ接合した場合に、ハンダ喰われが生じにくく安定した導電接合を行うことができるという利点がある。なお、上記積層構成においてTiO2層を形成しない構成であってもよい。 When the laminated film structure of the Ti, TiO2, NiTi, and Au layers is adopted, there is an advantage that when the thermistor is finally soldered to the mounting board, solder erosion is unlikely to occur and a stable conductive bond can be achieved. Note that the above laminated structure may be configured without forming the TiO2 layer.

また、電極パッド41,42の金属膜構成と中継電極43の金属膜構成を異ならせてもよく、例えば、電極パッド41,42の金属膜構成を前記Ti膜とNiTi膜とAu膜の積層構成とし、中継電極の金属膜構成をTi膜とAu膜の積層構成としてもよい。金属膜の膜厚例として、動作電極41,42については、前記Ti膜が2500Å、NiTi膜が1500Å、Au膜が1500Åをあげることができる。また中継電極43については、前記Ti膜が50Å、1500Åをあげることができる。なお、動作電極41,42の厚さを前記Ti膜が50Å、1500Åと中継電極と同じ厚さとしてもよい。この場合、同一成膜環境で動作電極と中継電極を一度に形成することができる。 The metal film configuration of the electrode pads 41 and 42 may be different from that of the relay electrode 43. For example, the metal film configuration of the electrode pads 41 and 42 may be a laminated configuration of the Ti film, NiTi film, and Au film, and the metal film configuration of the relay electrode may be a laminated configuration of the Ti film and Au film. As an example of the thickness of the metal film, for the working electrodes 41 and 42, the Ti film may be 2500 Å, the NiTi film may be 1500 Å, and the Au film may be 1500 Å. For the relay electrode 43, the Ti film may be 50 Å and 1500 Å. The thickness of the working electrodes 41 and 42 may be the same as that of the relay electrode, that is, the Ti film may be 50 Å and 1500 Å. In this case, the working electrode and the relay electrode can be formed at the same time in the same film formation environment.

あるいはサーミスタ素板に接して、Cr(クロム)層を形成し、その上層にNi層とCr層の合金からなるNiCr層を形成し、最上層にAu(金)層の積層膜構成を採用してもよい。 Alternatively, a laminated film configuration may be used in which a Cr (chromium) layer is formed in contact with the thermistor plate, a NiCr layer made of an alloy of a Ni layer and a Cr layer is formed on top of that, and an Au (gold) layer is formed on the topmost layer.

サーミスタ素板に接してTi層やCr層を形成することにより、水晶振動板との金属膜の密着性が良好で、安定した励振電極の基礎を形成することができる。また最上層にAu層を形成することにより、励振電極膜の長期的品質安定性を確保するとともに、熱伝導性も良好であるので、環境温度の変化をタイムラグ少なくサーミスタ素板に伝えることができる。 By forming a Ti layer or Cr layer in contact with the thermistor plate, the metal film adheres well to the quartz crystal plate, forming the foundation for a stable excitation electrode. In addition, by forming an Au layer on the top layer, the long-term quality stability of the excitation electrode film is ensured, and the thermal conductivity is also good, so that changes in the environmental temperature can be transmitted to the thermistor plate with little time lag.

なお、上層としてAu層を用いその上部に極薄のCr層を形成したり、熱拡散により下層の下地金属層を上層に表出させることにより、後述の導電性樹脂接着剤との接合性を向上させる構成を採用してもよい。 It is also possible to use an Au layer as the upper layer and form an extremely thin Cr layer on top of it, or to use thermal diffusion to expose the lower metal base layer to the upper layer, thereby improving adhesion with the conductive resin adhesive described below.

このように単板状のサーミスタ素板に、金属膜をスパッタリングまたは真空蒸着法等のPVD成膜法にて薄膜を形成することにより、極めて薄肉の板状サーミスタを得ることができる。なお、板状サーミスタはサーミスタウェハ状態でその表面をラッピング研磨することにより、その表面粗さを小さくしてもよい。このような構成により、電極膜(金属膜)を安定的に成膜でき、製造精度を向上させることができるので、温度センサとしての性能を高精度にすることができる。 In this way, by forming a thin metal film on a single-plate thermistor blank using PVD deposition methods such as sputtering or vacuum deposition, an extremely thin plate thermistor can be obtained. The surface roughness of the plate thermistor can be reduced by lapping and polishing the surface while it is in the thermistor wafer state. With this configuration, the electrode film (metal film) can be stably formed and manufacturing precision can be improved, resulting in high-precision performance as a temperature sensor.

サーミスタ素板を単板構成とすることにより、動作電極等から入力した熱はサーミスタ素板を短時間で入力した熱温度にすることができる。すなわち単板のサーミスタ4は外部温度変化の検出をタイムラグ少なく行うことができる。特にサーミスタ素板の厚さを0.05mm以下に設定することより、動作電極に伝わった熱(温度変動情報)はサーミスタ素板を素早く伝わり、外部温度変化に対する追従を極めて早く行うことができる。 By making the thermistor plate a single plate, the heat input from the working electrode, etc. can be brought to the input heat temperature in a short time. In other words, the single plate thermistor 4 can detect external temperature changes with little time lag. In particular, by setting the thickness of the thermistor plate to 0.05 mm or less, the heat (temperature fluctuation information) transmitted to the working electrode is transmitted quickly through the thermistor plate, allowing for extremely fast response to external temperature changes.

またサーミスタ素板に形成した動作電極や中継電極にAuを使うことにより、熱伝導を良好にすることができ、上述のサーミスタ素板の単板構成と相まって、外部温度変化の検出をタイムラグ少なく行うことができる。 In addition, by using Au for the operating electrodes and relay electrodes formed on the thermistor base plate, thermal conductivity can be improved, and combined with the single-plate structure of the thermistor base plate described above, external temperature changes can be detected with little time lag.

また本実施の形態においては、サーミスタ素板の他主面に設けた中継電極で用いる金属膜が熱伝部として機能するため、サーミスタ全体の熱応答速度を向上させることができ、外部温度変化の検出をタイムラグ少なく行うことができる。 In addition, in this embodiment, the metal film used in the relay electrode provided on the other main surface of the thermistor plate functions as a heat transfer section, which improves the thermal response speed of the entire thermistor and allows external temperature changes to be detected with less time lag.

特に動作電極および中継電極の主層にAu層を用いた構成においては、伝熱性能を向上させることができるので、よりタイムラグ少なく外部温度変化の検出を行うことができる。 In particular, in configurations where Au layers are used as the main layers of the working electrode and relay electrode, the heat transfer performance can be improved, making it possible to detect external temperature changes with less time lag.

《リッドによる気密封止》
リッド3は薄型の金属板あるいはセラミック板からなり、前記パッケージの封止部10の外形サイズに対応した矩形形状を有している。なお、リッド並びに封止部の構成は、パッケージの気密封止方法によって構成が異なる。例えば、シーム溶接によりリッド3と封止部10を接合する場合は、リッドはコア材にコバールを用い、その表面にNiメッキ膜が形成された構成を採る。そして封止部にはリング状の金属枠をろう接した構成を用い、例えば真空雰囲気または不活性ガス雰囲気中でリッドと金属枠をシーム溶接にて接合する。これによりパッケージ内部(上部収納部内部)は真空雰囲気または不活性ガス雰囲気の定常状態とすることができる。
<Airtight sealing with lid>
The lid 3 is made of a thin metal plate or ceramic plate, and has a rectangular shape corresponding to the outer size of the sealing part 10 of the package. The configurations of the lid and the sealing part differ depending on the airtight sealing method of the package. For example, when the lid 3 and the sealing part 10 are joined by seam welding, the lid uses Kovar as the core material, and a Ni plating film is formed on the surface. The sealing part is configured by brazing a ring-shaped metal frame, and the lid and the metal frame are joined by seam welding in a vacuum atmosphere or an inert gas atmosphere, for example. This allows the inside of the package (inside the upper storage part) to be in a steady state of a vacuum atmosphere or an inert gas atmosphere.

金属ろう材、例えばAuSnろう材でろう接により気密封止する場合は、例えばリッドにAuSnろう材を周状にプリフォーム形成しておき、また封止部上層にはAuメッキを施しておき、両者を所定雰囲気および温度環境化で加熱することにより、金属ろう接による気密封止をすることができる。 When hermetically sealing by soldering with a metal brazing material, such as AuSn brazing material, the AuSn brazing material is preformed around the lid, and the upper layer of the sealing portion is plated with Au. By heating both in a specified atmosphere and temperature environment, the hermetic seal can be achieved by metal brazing.

《サーミスタ付き水晶振動デバイスのアッセンブリ》
サーミスタ付き水晶振動デバイスXtlのアッセンブリ例を以下に説明する。
パッケージの前記上部収納部11Aの搭載電極16,17にペースト状の導電性樹脂接着剤S1をディスペンサ等で塗布する。導電性樹脂接着剤S1は例えば金属フィラーが含まれたシリコーン樹脂接着剤からなるが、ポリイミド系の樹脂材等他の樹脂材を用いてもよい。
<Assembly of a crystal resonator device with a thermistor>
An example of an assembly of the crystal resonator device Xtl with a thermistor will be described below.
A paste-like conductive resin adhesive S1 is applied to the mounting electrodes 16, 17 of the upper storage section 11A of the package using a dispenser or the like. The conductive resin adhesive S1 is made of, for example, a silicone resin adhesive containing a metal filler, but other resin materials such as a polyimide-based resin material may also be used.

前記塗布した導電性樹脂接着剤上に電極形成された水晶振動板2を搭載する。具体的には引出電極21a,22a部分が前記導電性樹脂接着剤S1と接合されるように水晶振動板を上部収納部内に搭載する。そして導電性樹脂接着剤を加熱により硬化させ水晶振動板2と搭載電極16,17を導電接合(電気的機械的接合)する。なお、導電性樹脂接着剤は必要に応じて、水晶振動板の上から再度塗布してもよい。本実施の形態においては再度塗布した構成を例示している。 The quartz crystal vibration plate 2 with electrodes formed thereon is mounted on the applied conductive resin adhesive. Specifically, the quartz crystal vibration plate is mounted in the upper storage section so that the extraction electrodes 21a, 22a are bonded to the conductive resin adhesive S1. The conductive resin adhesive is then heated to harden the quartz crystal vibration plate 2 and the mounting electrodes 16, 17, forming a conductive bond (electrical and mechanical bond). Note that the conductive resin adhesive may be reapplied on top of the quartz crystal vibration plate as necessary. In this embodiment, a configuration in which the adhesive is reapplied is shown as an example.

次にリッドにより、上部収納部を気密封止するが、リッド3を前記封止部に接合することにより気密封止を行う。本実施の形態においては金属ろう材(AuSnろう材)S2により金属ろう材封止を行っている。 Then, the upper storage section is hermetically sealed by joining the lid 3 to the sealing section. In this embodiment, the metal brazing material sealing is performed using the metal brazing material (AuSn brazing material) S2.

その後、下部収納部にサーミスタを導電接合する。前記搭載電極18,19上に導電性樹脂接着剤S1をディスペンサ等により塗布し、前記導電性樹脂接着剤上に前記動作電極41,42が対応するようにサーミスタを下部収納部に搭載する。そして導電性樹脂接着剤を加熱により硬化させサーミスタ4と搭載電極18,19を導電接合(電気的機械的接合)する。なお、サーミスタの導電接合はハンダ接合を行ってもよい。 Then, the thermistor is conductively joined to the lower storage section. A conductive resin adhesive S1 is applied onto the mounting electrodes 18, 19 using a dispenser or the like, and the thermistor is mounted in the lower storage section so that the operating electrodes 41, 42 correspond to the conductive resin adhesive. The conductive resin adhesive is then hardened by heating, and the thermistor 4 and the mounting electrodes 18, 19 are conductively joined (electrically and mechanically joined). Note that the conductive joining of the thermistor may be achieved by soldering.

そして、前記下部収納部に樹脂材をディスペンサ等で注入してサーミスタ4を樹脂材Mで被覆し、その後、樹脂材Mを加熱により硬化させる。本実施の形態においては樹脂材Mとしてポリイミド系樹脂を用いているが、これ以外の樹脂材を用いてもよい。これによりサーミスタが外気から保護されるので、安定した温度検出を行うことができる。 Then, resin material is injected into the lower storage section using a dispenser or the like to cover the thermistor 4 with the resin material M, and then the resin material M is hardened by heating. In this embodiment, a polyimide resin is used as the resin material M, but other resin materials may also be used. This protects the thermistor from the outside air, allowing for stable temperature detection.

なお、サーミスタの導電接合をハンダ接合により行う場合は、上述のような前記Ti膜が2500Å、NiTi膜が1500Å、Au膜が1500Å程度の膜厚にすると好ましい。ハンダ接合後は動作電極表面のAu層はハンダに喰われて電極膜構成からは消滅している状態となる場合があるが、接合部分やNiTi膜そして下地層のTi膜により必要な電気的接合を確保することができる。なお、前記Ti膜上面に例えば5~30Å程度の膜厚TiO2膜を形成してもよい。この場合、下地層のTi層をハンダから保護することができる。 When the conductive bonding of the thermistor is performed by solder bonding, it is preferable to set the thickness of the Ti film as described above to about 2500 Å, the NiTi film to 1500 Å, and the Au film to about 1500 Å. After solder bonding, the Au layer on the surface of the working electrode may be eaten away by the solder and disappear from the electrode film configuration, but the necessary electrical bonding can be ensured by the joint, the NiTi film, and the Ti film as the base layer. A TiO2 film with a thickness of, for example, about 5 to 30 Å may be formed on the top surface of the Ti film. In this case, the Ti layer as the base layer can be protected from the solder.

なお、樹脂材Mを用いない構成であってもよいし、樹脂材Mを下部収納部の底部のみに注入した構成でもよい。この底部のみに注入した構成の場合、導電性樹脂接着剤で接合された搭載電極18,19、動作電極41,42部分が樹脂材で被覆保護され、中継電極43部分は露出した構成となるので、サーミスタ4の接合強度を確保するとともに、周囲温度の検出もタイムラグ少なく行うことができる。 Note that the resin material M may not be used, or may be injected only into the bottom of the lower storage section. In this case, the mounting electrodes 18, 19 and the operating electrodes 41, 42, which are joined with a conductive resin adhesive, are covered and protected by the resin material, and the relay electrode 43 is exposed. This ensures the bonding strength of the thermistor 4, and allows the ambient temperature to be detected with little time lag.

その後、所定の特性検査をへて、サーミスタ付き水晶振動デバイスXtlの完成となる。 Then, after undergoing the required characteristics inspection, the crystal resonator device with thermistor Xtl is completed.

第一の実施形態においては、水晶振動板およびサーミスタが両者とも単板構成であり、その表面に金属膜層からなる電極膜が形成された構成である。そして両者の金属膜層の主層は同じAuを用いた構成としている。このような構成により、例えばパッケージを介して熱伝導がある場合においても、タイムラグが少ない状態で水晶振動板とサーミスタに昇温情報や降温情報が伝わる。これにより温度センサであるサーミスタの検出温度は、水晶振動板の温度との差異が極小となり、水晶振動板の周波数情報とサーミスタの温度情報に基づく温度補償処理が正確かつ適切に行うことができる。 In the first embodiment, both the quartz crystal plate and thermistor are of single-plate construction, with an electrode film made of a metal film layer formed on their surface. The main layer of both metal film layers is made of the same Au. With this construction, even when there is thermal conduction via the package, for example, temperature rise and fall information is transmitted to the quartz crystal plate and thermistor with little time lag. As a result, the difference between the temperature detected by the thermistor, which is a temperature sensor, and the temperature of the quartz crystal plate is minimal, and temperature compensation processing based on the frequency information of the quartz crystal plate and the temperature information of the thermistor can be performed accurately and appropriately.

第二の実施形態
第二の実施形態について、図6とともに説明する。
第二の実施形態においては、パッケージ5の収納部内部に水晶振動板2とサーミスタ4が収納された構成である。パッケージ5は内部配線が形成されたセラミックからなり、上部に開口を有する収納部51を有している。収納部51の底部には水晶振動板用の搭載電極54,55(55は図示せず)とサーミスタ用の搭載電極56,57が形成されている。底面には、実装電極52,53が形成されている。
Second Embodiment A second embodiment will be described with reference to FIG.
In the second embodiment, the quartz crystal plate 2 and thermistor 4 are housed inside a storage section of a package 5. The package 5 is made of ceramic with internal wiring formed therein, and has a storage section 51 with an opening at the top. Mounting electrodes 54, 55 (55 is not shown) for the quartz crystal plate and mounting electrodes 56, 57 for the thermistor are formed on the bottom of the storage section 51. Mounting electrodes 52, 53 are formed on the bottom surface.

水晶振動板2は第一の実施形態と同じく矩形板状のATカット水晶振動板を基材とし、励振電極21,22並びに引出電極21a,22a(図示せず)が両主面に形成された構成である。サーミスタ4は一方の主面に一対の動作電極41,42が所定の間隔を隔てて形成された構成であり、第一の実施形態で示した中継電極は設けていない。これら水晶振動板およびサーミスタの電極膜形成はスパッタリング等のPVD成膜法で行っている。そして、水晶振動板2とサーミスタ4は同じ導電性樹脂接着剤S1で接合され、加熱硬化によりそれぞれ搭載電極に導電接合される。その後リッド3により気密封止接合される。 The quartz crystal plate 2 is made of a rectangular AT-cut quartz crystal plate as in the first embodiment, with excitation electrodes 21, 22 and extraction electrodes 21a, 22a (not shown) formed on both main surfaces. The thermistor 4 has a pair of operating electrodes 41, 42 formed at a predetermined distance on one main surface, and does not have the relay electrodes shown in the first embodiment. The electrode films of the quartz crystal plate and thermistor are formed using a PVD film formation method such as sputtering. The quartz crystal plate 2 and thermistor 4 are then bonded with the same conductive resin adhesive S1, and are conductively bonded to the mounting electrodes by heat curing. They are then hermetically sealed and bonded with the lid 3.

第二の実施形態においては、単板の水晶振動板と単板のサーミスタを1つの収納部内に並列に並べて搭載した構成である。また両者にはPVD成膜法により主層としてAuを用いた金属膜層により電極形成した構成である。これにより両者が環境温度変化にタイムラグなく温度変動させることができるとともに、サーミスタ付き水晶振動デバイスの低背化を図ることができる。また同じ導電性樹脂接着剤により導電接合するので、気密封止した後の内部雰囲気が安定し、特性の変動が抑制できる。また接着剤の加熱硬化を一括で行ことができるので、生産性にも優れ、コスト低減を図ることができる。 In the second embodiment, a single-plate quartz crystal vibration plate and a single-plate thermistor are mounted in parallel in one storage section. In addition, electrodes are formed on both plates using a metal film layer with Au as the main layer by PVD deposition. This allows the temperature of both plates to change without time lag in response to changes in the environmental temperature, and also allows the height of the thermistor-equipped quartz crystal vibration device to be reduced. In addition, since the conductive bonding is performed using the same conductive resin adhesive, the internal atmosphere after hermetically sealing is stable and fluctuations in characteristics can be suppressed. In addition, since the adhesive can be heated and cured all at once, productivity is excellent and costs can be reduced.

第三の実施形態
第三の実施形態について、図7とともに説明する。
第三の実施形態においては、パッケージ6の収納部内部に水晶振動板2とサーミスタ4を高さ方向に並べて収納された構成である。パッケージ6は内部配線が形成されたセラミックからなり、上部に開口を有する収納部61を有している。収納部61には段差部61aが設けられ、当該段差部に搭載電極62,63(63は図示せず)が形成されている。また収納部61の底部にはサーミスタ用の搭載電極64,65が形成されている。底面には、実装電極67,68が形成されている。
Third Embodiment A third embodiment will be described with reference to FIG.
In the third embodiment, the crystal plate 2 and thermistor 4 are stored side by side in the height direction inside the storage section of the package 6. The package 6 is made of ceramic with internal wiring formed therein, and has a storage section 61 with an opening at the top. A step 61a is provided in the storage section 61, and mounting electrodes 62, 63 (63 is not shown) are formed on the step. Mounting electrodes 64, 65 for the thermistor are formed on the bottom of the storage section 61. Mounting electrodes 67, 68 are formed on the bottom surface.

水晶振動板2は第一の実施形態と同じくATカット水晶振動板を基材とし、励振電極21,22並びに引出電極21a,22a(図示せず)が両主面に形成された構成である。サーミスタ4は一方の主面に一対の動作電極41,42が所定の間隔を隔てて形成された構成であり、他方の主面全面に中継電極43を設けている。なお本第三の実施形態において、一対の動作電極は各々長辺と短辺を有する矩形形状であるが、電極膜の端部がサーミスタ素板の端部に及んでいない無電極部41a,42aが設けられている。このような構成により、導電性樹脂接着剤の塗布量が多すぎたとしても、上部に形成された中継電極にまで及びにくく、導電性樹脂接着剤による電極間の短絡を防止できる。なお、この無電極部は中継電極側の外周に設けてもよい。 The quartz crystal plate 2 is made of an AT-cut quartz crystal plate as in the first embodiment, and has excitation electrodes 21, 22 and extraction electrodes 21a, 22a (not shown) formed on both main surfaces. The thermistor 4 has a pair of operating electrodes 41, 42 formed at a predetermined interval on one main surface, and a relay electrode 43 is provided on the entire other main surface. In this third embodiment, the pair of operating electrodes are each rectangular with long and short sides, but non-electrode portions 41a, 42a are provided where the ends of the electrode film do not reach the ends of the thermistor plate. With this configuration, even if the amount of conductive resin adhesive applied is too large, it is unlikely to reach the relay electrode formed on the upper part, and short circuits between the electrodes due to the conductive resin adhesive can be prevented. The non-electrode portion may be provided on the outer periphery of the relay electrode side.

さらに本第三の実施形態においては、水晶振動板に形成された励振電極21,22の下方には中継電極が配置された構成であり、また後述のリッドが金属材料であることと相まって、水晶振動板が上下方向で金属材料に挟まれている構成となっている。これにより外部ノイズが水晶振動板に及ばない電磁シールド効果を得ることができる。 Furthermore, in this third embodiment, a relay electrode is arranged below the excitation electrodes 21, 22 formed on the quartz crystal plate, and combined with the lid described below being made of a metal material, the quartz crystal plate is sandwiched between metal materials from above and below. This provides an electromagnetic shielding effect that prevents external noise from reaching the quartz crystal plate.

これら水晶振動板およびサーミスタの電極膜形成はスパッタリング等のPVD成膜法で行っている。そして、水晶振動板2とサーミスタ4は同じ導電性樹脂接着剤S1で接合され、加熱硬化によりそれぞれ搭載電極に導電接合される。その後リッド3により気密封止接合される。 The electrode film of the quartz crystal plate and thermistor is formed by PVD film formation methods such as sputtering. The quartz crystal plate 2 and thermistor 4 are then bonded with the same conductive resin adhesive S1, and are conductively bonded to the mounted electrodes by heat curing. They are then hermetically sealed and bonded with the lid 3.

第三の実施形態においては、PVD成膜法により電極形成した単板の水晶振動板と単板のサーミスタを1つの収納部内に上下方向に並べて搭載する構成である。これにより両者が環境温度変化にタイムラグなく温度変動させることができる。また同じ導電性樹脂接着剤により導電接合するので、気密封止した後の内部雰囲気が安定し、特性の変動が抑制できる。また接着剤の加熱硬化を一括で行ことができるので、生産性にも優れ、コスト低減を図ることができる。 In the third embodiment, a single-plate quartz crystal vibration plate with electrodes formed by PVD film formation and a single-plate thermistor are mounted side-by-side in a single storage section in a vertical direction. This allows the temperature of both to change without any time lag in response to changes in the environmental temperature. In addition, since the conductive bond is made with the same conductive resin adhesive, the internal atmosphere after hermetically sealing is stable and fluctuations in characteristics can be suppressed. In addition, since the adhesive can be heated and cured all at once, productivity is excellent and costs can be reduced.

今回開示した実施形態は全ての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれる。 The embodiments disclosed herein are illustrative in all respects and are not intended to be a basis for a restrictive interpretation. Therefore, the technical scope of the present invention is not to be interpreted solely by the above-described embodiments, but is defined based on the claims. Furthermore, all modifications within the scope and meaning equivalent to the claims are included.

1,5,6 パッケージ
11A 上部収納部
11B 下部収納部
12,13,14,15、52,53,67,68 実装電極
16,17,18,19、54,55,56,57,62,63,64,65 搭載電極
2 水晶振動板
21,22 励振電極
3 リッド
4 サーミスタ
41,42 動作電極
43 中継電極
S1 導電性樹脂接着剤
S2 金属ろう材
M 樹脂材
1, 5, 6 Package 11A Upper storage section 11B Lower storage section 12, 13, 14, 15, 52, 53, 67, 68 Mounting electrode 16, 17, 18, 19, 54, 55, 56, 57, 62, 63, 64, 65 Mounting electrode 2 Crystal plate 21, 22 Excitation electrode 3 Lid 4 Thermistor 41, 42 Operating electrode 43 Relay electrode S1 Conductive resin adhesive S2 Metal brazing material M Resin material

Claims (3)

表面に励振電極が形成された単板の水晶振動板と、
表面に動作電極が形成された単板のサーミスタと、
前記水晶振動板と前記サーミスタを1つのパッケージに収納したことを特徴とするサーミスタ付き水晶振動デバイス。
A single crystal vibration plate having an excitation electrode formed on its surface;
a single-plate thermistor having an operating electrode formed on a surface thereof;
A quartz crystal resonator device with a thermistor, comprising: the quartz crystal resonator plate and the thermistor housed in a single package.
パッケージは1つの収納部を有し、前記水晶振動板と前記サーミスタが前記収納部に導電接合されたことを特徴とする請求項1記載のサーミスタ付き水晶振動デバイス。 The quartz crystal vibration device with thermistor according to claim 1, characterized in that the package has one storage section, and the quartz crystal vibration plate and the thermistor are conductively joined to the storage section. パッケージは基板を挟んで上下に各々開口する2つの収納部を有し、前記水晶振動板は一方の収納部に導電接合され、前記サーミスタは他方の収納部に導電接合され、前記水晶振動板と前記サーミスタは前記基板の表裏に対向して配置されていることを特徴とする請求項1記載のサーミスタ付き水晶振動デバイス。 The crystal vibration device with thermistor according to claim 1, characterized in that the package has two storage compartments that open above and below the substrate, the crystal vibration plate is conductively bonded to one storage compartment, the thermistor is conductively bonded to the other storage compartment, and the crystal vibration plate and the thermistor are arranged facing each other on the front and back of the substrate.
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