JP3406852B2

JP3406852B2 - Crystal oscillator

Info

Publication number: JP3406852B2
Application number: JP30966398A
Authority: JP
Inventors: 亮磨笹川
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1998-10-30
Filing date: 1998-10-30
Publication date: 2003-05-19
Anticipated expiration: 2018-10-30
Also published as: JP2000138532A

Description

【発明の詳細な説明】【０００１】【発明の属する技術分野】本発明は、基体の一方の表面
に水晶振動子を実装し、該水晶振動子を金属蓋体で気密
封止した水晶発振器に関するものである。【０００２】【従来の技術】従来、水晶発振器の発振源である水晶振
動子としては、キャンケースなどの気密的容器内に水晶
振動子を収容した水晶発振素子が用いられていた。この
場合、プリント配線基板上に水晶振動子の発振動作を制
御する制御素子とともに実装されていた。【０００３】このような構造では、水晶振動子をキャン
ケースに収容した水晶発振子を用いるため水晶発振器が
非常に大きくなってしまう。【０００４】また、水晶振動子をそのまま利用し、容器
体に水晶振動子を実装し、その収容領域を気密的に用い
ていた。典型的な構造として、段部が形成されたキャビ
ティーを有する容体を用いて、キャビティー部の底面に
制御素子を配置し、キャビティー部の段部に水晶振動子
を架設し、キャビティー部全体を気密封止可能な金属蓋
体で封止していた。【０００５】このような構造では、キャンケースを用い
ておらず、同一キャビティー部内に、水晶振動子と制御
素子とが厚み方向に重畳するように配置されいることか
ら小型化が可能である。しかし、同一キャビティー部に
制御素子と水晶振動子とが配置されているため、制御素
子を接合したり、保護したりする部材から不要なガスが
発生してしまい、その結果、水晶振動子の動作が変動し
てしまうという問題があった。【０００６】このような問題を解決するために構造とし
ては、底面側にキャビティー部を有する基体の表面側
に、水晶振動子を実装し、底面側のキャビティー部に制
御素子を実装し、表面側の水晶振動子を金属蓋体で気密
封止した構造が提案されている。【０００７】このような構造では水晶振動子と制御素子
とを異なる収容領域で実装できるため、水晶振動子の安
定的な動作が確保できる。【０００８】また、重要なことは高さ方向の寸法が増加
してしまうことを避けなくてはならない。例えば、特開
平１０−２８０２４では、金属蓋体の材料を薄くしても
強度が低下しない構造が提案されている。即ち、皿状の
金属蓋体に突部を形成している。【０００９】【発明が解決しようとする課題】水晶発振器の高さを低
く抑えるには、基体の表面に実装した水晶振動子の支持
構造が重要となる。そして、最も低背化できる基体の構
造は、その表面に振動子用電極パッドを形成し、この電
極パッドにギャップ材を介在して、導電性接着材でもっ
て水晶振動子を実装する構造である。【００１０】このようにすれば、基体の表面と水晶振動
子との間隔は、ギャップ部材の高さ相当となり、水晶振
動子の上面と金属蓋体との間隔は、金属蓋体の形状によ
って規定できることになる。【００１１】しかし、基体の表面に振動子用電極パッド
を形成して、導電性接着材で水晶振動子を実装した場
合、導電性接着材が硬化するまでの間に、導電性接着材
が平面的に広がってしまう。この平面的に広がった導電
性接着材は、基体の表面の周囲に周設したシール用導体
膜に短絡してしまう。【００１２】このシール用導体膜は、金属蓋体を基体の
表面で水晶振動子の収容領域を形成するに必要な導体膜
である。例えばこのシール用導体膜に皿状の金属蓋体の
周囲を直接接合したり、また、シール用導体膜にシーム
リングを接合し、このシームリング上に金属蓋体を接合
するためである。【００１３】これは、基体の表面に、シール用導体膜と
電極パッドが形成されていること、さらに、平面的に小
型化するために、シール用導体膜と電極パッドとが近接
されていることから、両者の導電性接着材による接合が
顕著となってしまう。【００１４】本発明は、上述の問題点に鑑みて案出され
たものであり、その目的は、小形、低背化が可能で、し
かも、シール用導体膜と振動子用電極パッドとの短絡が
なく、特性が安定した水晶発振器を提供することにあ
る。【００１５】【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも２
層以上のセラミック絶縁層を積層してなり、一方主面の
外周部にシール用導体膜が、該シール用導体膜で囲まれ
た領域内に一対の振動子用電極パッドが形成され、且つ
他方主面に制御素子用電極パッドが形成されている基体
と、前記基体の一方主面に形成された一対の振動子用電
極パッドに導電性接着材を介して接続される水晶振動子
と、前記基体の他方主面に形成された制御素子用電極パ
ッドに接続され、前記水晶振動子の発振出力を制御する
制御素子と、前記シール用導体膜に接合され、前記水晶
振動子を気密的に封止する金属蓋体とから成る水晶発振
器において、前記基体の一方主面であって前記振動子用
電極パッドと該振動子用電極パッドを近接する前記シー
ル用導体膜との間にＬ字状の溝部を、前記一対の振動子
用電極パッドとの間にＩ字状の溝部を形成したことを特
徴とする水晶発振器である。【００１６】【作用】本発明は、シール用導体膜と振動子用電極パッ
ドが基体の同一平面に形成されている。従って、基体の
表面に実装した水晶振動子と金属蓋体との接合面が同一
面となり、発振器全体の低背化が可能となる。【００１７】同時に、シール用導体膜と振動子用電極パ
ッドとの間で、溝が形成されているため、振動子用電極
パッド上に水晶振動子を接合すべく導電性接着材となる
導電性ペーストを供給・硬化した際に、その導電性ペー
ストが基体の表面のシール用導体膜の方向に広がって
も、導電性ペーストは溝に吸収され、その結果、導電性
ペーストとシール用導体膜とが短絡することがない。【００１８】これは、水晶発振器の小型化のために、平
面形状を小さく設定し、振動子用電極パッドとシール用
導体膜とが近接した水晶発振器に有用である。【００１９】尚、基体の表面に形成した溝の深さは、基
体を構成する複数のセラミック絶縁層のうち表面のセラ
ミック絶縁層の厚みに相当し、例えば矩形状の電極パッ
ドの中央側の辺を除く３つの辺に形成されている。溝
は、セラミック絶縁層となるグリーンシートに貫通する
溝条として形成されるが、仮に溝の深さを表面のセラミ
ック絶縁層の厚み未満とすると、グリーンシート上での
溝条加工が実質的にはできない。また、溝の深さを表面
のセラミック絶縁層の厚みを越えると、表面層の下部の
グリーンシートにも溝条加工を行なう必要があり、製造
工程が煩雑となる。また、同時に溝を形成する部位のセ
ラミック絶縁層の積層数も３層以上必要となり、グリー
ンシートの配線パターン処理や積層工程が煩雑となるだ
けでなく、低背化を図る水晶発振器では不利となる。【００２０】また、電極パッドの中央側の辺の周囲に
は、溝が形成されていない。これは、仮に電極パッドの
全周囲にわたり溝を形成すると、電極パッド領域のグリ
ーンシートが脱落するためである。この脱落を防止する
ために電極パッド領域の角部に桟のように連結部を形成
しても、電極パッド領域の安定した維持が困難である。【００２１】この電極パッド領域は、水晶振動子が実装
される領域であり、安定した平面性が維持できないと、
安定した水晶振動子の動作保証が困難となる。【００２２】以上のように、本発明は、水晶振動子を電
極パッドに導電性接着材を介して実装しても、基体の表
面周囲のシール用導体膜に短絡することがなく、また、
安定した動作が維持でき、しかも、小型、低背化が可能
な水晶発振器となる。【００２３】【発明の実施の形態】以下、本発明の水晶発振器を図面
に基づいて詳説する。【００２４】図１は本発明の水晶振動子、例えば、表面
実装可能な温度補償型水晶発振器の外観斜視図であり、
図２はその断面図である。図３は基体の表面側の平面図
である。【００２５】図において、温度補償型水晶発振器は、上
面（以下、表面という）が平坦で且つ下面（以下、底面
という）側に凹部状キャビティー部１０が形成された概
略直方体状の基体（以下、容器体という）１、矩形状の
水晶振動子２、制御回路を構成するＩＣチップ３及び２
つのチップ状電子部品素子４、５、金属蓋体６及び充填
樹脂７とから主に構成されている。【００２６】容器体１は、複数の略矩形状のセラミック
絶縁層１ａ、１ｂ、異形状の開口を有する概略枠状セラ
ミック絶縁層１ｃ、１ｄが一体的に積層されて構成され
ている。そして、セラミック絶縁層１ａ、１ｂは、水晶
振動子２が収容される領域とＩＣチップ３、チップ状電
子部品素子４、５が収容される領域をを仕切る仕切部
（本発明でいう基板）となり、また、セラミック絶縁層
１ｃ、１ｄは枠状となる脚部となり、これにより、仕切
部の底面と、該底面と枠状脚部とに囲まれた凹部状のキ
ャビティー部10が構成される。【００２７】そして、容器体１の底面の４つの隅部に
は、各々外部端子電極１１〜１４が形成されている。ま
た、容器体１の側面には、必要に応じて、ＩＣチップ3
の動作制御を行うための端子電極15〜18が形成されてい
る。【００２８】また、容器体1 の表面の水晶振動子２の収
容領域を規定するシール用導体膜１９が形成されてい
る。また、水晶振動子２の収容領域の一方短辺寄りに２
つの水晶振動子用電極パッド20、21が形成されている。【００２９】また、容器体1 のキャビティー部10の内
部、即ちキャビティー部１０の底面には、ＩＣ接続用電
極パッド30、素子用電極パッド40、50がさらに、各電極
パッド30、40、50と接続する配線パターンが形成されて
いる。【００３０】また、容器体を構成するセラミック絶縁層
1a〜1dの層間及びセラミック絶縁層１ａ、１ｂの厚み方
向には、キャビティー部１０の底面の電極パッド３０と
容器体１の表面の振動用電極パッド２０、２１とを接続
する内部導体経路が形成されている。この導体経路は、
セラミック絶縁層１ａの振動子用電極パッド２０、２１
の直下に形成された第１のビアホール導体、セラミッ
ク絶縁層１ｂの電極パッド３０と直接、または配線パタ
ーンを介して接続される第２のビアホール導体と、セラ
ミック絶縁層１ａ、１ｂとの層間に形成された内部配線
パターンとの３者から構成される。【００３１】これは、水晶振動子収容領域の環境が、第
１及び第２のビアホール導体の周囲に発生しやすいクラ
ックを通じてキャビティー部１０と連通しないようにす
るため、あえて内部配線パターンを介在させている。ま
た、第１のビアホール導体を振動子用電極パッド２０、
２１の直下に設けることにより、水晶振動子収容領域に
おける配線パターン（収容環境を汚染しやすい）を極力
少なくして、安定した水晶振動子２の動作を確保するた
めである。【００３２】また、セラミック絶縁層１ｂ、１ｃ、１ｄ
の層間及びその厚み方向にはも、電極パッド30、40、50
と外部端子電極11〜14、端子電極15〜18とを接続する配
線パターンが形成されている。【００３３】ここで、セラミック絶縁層１ａの表面にお
いて、振動子用電極パッド２０、２１とシール用導体膜
１９の間には、セラミック絶縁層１ａの厚み相当の深さ
を有する溝８が形成されている。図３に示す平面図で
は、溝８は、電極パッド２０の左側の辺及び上側の辺と
近接するようＬ字状の溝部８１と、電極パッド２１の左
側の辺及び下側の辺と近接するようＬ字状の溝部８２
と、両振動子用電極パッド２０、２１とを仕切るＩ字状
の溝部８３とから構成されている。即ち、振動子用電極
パッド２０、２１の中央寄りの辺（右側の辺）には溝は
形成されていない。【００３４】各溝部は８１〜８３は振動子用電極パッド
２０、２１の周端から０．１ｍ以上離れて形成されてお
り、その溝の幅は０．１ｍｍ以上、深さ（セラミック絶
縁層１ａの厚みに相当）は例えば０．１５ｍｍとなって
いる。また、２つのＬ字状溝部８１、８２とＩ字状の溝
部８３とは、つながっていない。【００３５】上述の容器体１は、セラミック絶縁層１ａ
〜１ｄとなるセラミックグリーンを用いて形成する。具
体的には、セラミック絶縁層１ａ、１ｂとなる矩形状の
セラミックグリーンとセラミック絶縁層１ｃ、１ｄとな
る枠状のセラミックグリーンシートを用意する。そし
て、セラミック絶縁層１ａとなるセラミックグリーンに
パンチ加工により第１のビアホール導体となる貫通孔を
形成するとともに、上述の溝部８１〜８３となる溝条を
形成する。同時に、このグリーンシートに第１のビアホ
ール導体となる貫通孔に導体を充填するとともに、その
表面にシール用導体膜１９となる導体膜、振動子用電極
パッド２０、２１となる導体膜を、銀やモリブデンやタ
ングステンなどを主成分とする導電性ペーストの印刷、
充填により形成する。【００３６】また、セラミック絶縁層１ｂ〜１ｄとなる
グリーンシートには、各種ビアホール導体となる貫通孔
を形成し、銀やモリブデンやタングステンなどを主成分
とする導電性ペーストで貫通孔を充填すると同時に、各
種電極パッドや端子電極、配線パターンとなる導体膜を
印刷により形成する。【００３７】次に、このようなグリーンシートを積層・
圧着した後、焼成処理を行う。【００３８】尚、セラミック絶縁層１ａとなるグリーン
シート上に形成する各種導体膜、電極パッドはこの積層
・圧着と焼成処理との間で形成しても構わない。【００３９】次に、容器体１に表面に露出する各外部端
子電極、各電極パッド、各種配線パターンにＮｉメッ
キ、フラッシュ金メッキなどを施して容器体１が達成さ
れる。【００４０】即ち、容器体1 の表面に露出する各種電極
パッド２０、２１、３０、４０、５０、配線パターン、
端子電極は、Ａｕメッキ皮膜されていることになる。【００４１】上述のような容器体1 の表面には、水晶振
動子2 が導電性接着材2a、2bを介して配置されている。【００４２】水晶振動子2 は、所定カット、例えばＡＴ
カットされた矩形状の水晶板２５の両主面に形成された
振動電極２６、２７（２７は下面側であり図３では点線
で示す）、該振動電極２６、２７から一方他端部に延出
された島状の引出電極部２８、２９とから構成されてい
る。【００４３】そして、水晶振動子2 は、水晶振動子用電
極パッド20、21上に形成されたギャップを確保するバン
プ部材22、23を介して導電性接着材2a、2bを介して接続
される。尚、水晶振動子２の先端側にはバンプ部材２４
が形成されている。【００４４】このバンプ部材によって、水晶振動子２と
容器体１の表面との間で所定間隔を確保している。所定
間隔とは、水晶振動子の２の厚み滑り振動が可能な最低
の間隔である。【００４５】容器体1 の表面側に実装された水晶振動子
2 は金属蓋体6 によって気密的に封止されている。金属
蓋体6 は、コバールや４２アロイなどの金属材料からな
り、例えば０．１ｍｍの厚みであり、容器体１の表面の
封止用導体膜１９にろう付けされた枠状のシームリング
61と密接されて溶接・接合される。【００４６】電子部品素子４、５は、例えばコンデンサ
が例示できる。そして、電子部品素子4 は、素子用電極
パッド40に、また、電子部品素子５は、素子用電極パッ
ド50に、Ａｇ粉末を含む導電性樹脂接着材を介して接合
される。尚、導電性樹脂接着材は、例えばＡｇ粉末、エ
ポキシ樹脂、フェノール樹脂などからなる導電性樹脂ペ
ーストの供給・150 ℃程度の熱硬化によって、硬化接着
する。【００４７】ＩＣチップ3 は、例えば発振器の制御を行
うものであり、例えば、増幅手段、温度補償手段、感応
手段を具備している。増幅手段として増幅用インバータ
などが例示でき、温度補償手段は、演算手段、温度補償
データの記憶手段、バリキャップダイオード、負荷容
量、抵抗手段などを具備している。【００４８】このようなＩＣチップ3 は、例えばＩＣチ
ップ3 の表面または底面の電極にバンプ部材を形成し、
このバンプ部材とＩＣ接続用電極パッド30との間に、超
音波ボンディングや導電性接着剤を介したフェースボン
ディングによって接合される。また、ＩＣチップ3 をダ
イ接続して、ワイヤでボンディングしても構わない。【００４９】これにより、容器体１の表面側には水晶振
動子２が配置され，容器体１の裏面側のキャビティー部
１０内には電子部品素子4 、ＩＣチップ3 、電子部品素
子5が配置されている。即ち、水晶振動子４の収容領域
とＩＣチップ３や電子部品素子４、５の収容領域を全く
別個にすることができる。また、発振器全体の厚み方向
を小さくすることができる。【００５０】また、キャビティー部10には、上述のＩＣ
チップ3 、電子部品素子4 、5 を強固に接合させ、ま
た、耐湿信頼性を向上させるために、充填樹脂7 が充填
形成されている。充填樹脂7 は、例えば、少なくとも２
種類の充填樹脂から成り、例えばキャビティー部10底面
側に主に充填・硬化される樹脂層と、該樹脂層上に充填
・硬化される樹脂層である。具体的に、キャビティー部
10の底面側に充填・硬化される収縮率が比較的大きい樹
脂材料で構成される。一般にアンダーフィル樹脂と言わ
れるエポキシ樹脂などの樹脂成分が多い材料である。こ
の樹脂層は、少なくともＩＣチップ３の上面を完全に被
覆する程度に充填・硬化されている。【００５１】即ち、ＩＣチップ３、電子部品素子4 、5
とキャビティー部４の底面との間に充填された樹脂層の
収縮によって発生する応力によって、両者の接合強度が
向上する。しかも、ＩＣチップ3 を完全に覆うように形
成された樹脂層の収縮によって発生する応力が、ＩＣチ
ップ3 に向かって発生する。これにより、応力がＩＣチ
ップ3 の上面側側からキャビティー部10の底面側に押し
つけるように働き、キャビティー部10の底面に接合した
ＩＣチップ3 の接合強度が向上する。【００５２】また、表面に充填する樹脂層は、ＩＣチッ
プ3 や電子部品素子4 、5 を被覆する樹脂層だけでは耐
湿性などが充分に得られないことを懸念して充填・硬化
されるものである。これにより、キャビティー部10内に
実装したＩＣチップ3 や電子部品素子4 、5 の接合強度
及び耐湿性信頼性が向上する。尚、充填樹脂は、キャビ
ティー部10の開口面から突出させないようにすることが
重要である。これは、表面実装型水晶発振器を安定して
プリント配線基板に配置するためである。【００５３】本発明は、上述のように、水晶振動子２が
導電性接着材２ａ、２ｂを介して接合される振動子用電
極パッド２０、２１の周囲（中央側の一辺をのぞい
て）、溝８が形成されている。【００５４】これにより、振動子用電極パッド２０、２
１に、導電性接着材２ａ、２ｂとなる例えばＡｇ粉末、
エポキシ樹脂、フェノール樹脂などからなる導電性樹脂
ペーストの供給し、またグリーン状の半田を塗布し、そ
の上から水晶振動子２を載置し、その結果、クリーム半
田や導電性樹脂ペーストが振動子用電極パッド２０、２
１からはみ出しても、その余剰なクリーム半田や導電性
樹脂ペーストは溝部８内に吸収されることになる。【００５５】これにより、水晶発振器を低背化するため
に、シール用導体膜１９と振動子用電極パッド２０、２
１を容器体１の表面に形成していても、シール用導体膜
１９と振動子用電極パッド２０、２１とが近接しあう両
者の間の溝８が、水晶振動子２を振動子用電極パッド２
０、２１に接合すべく、振動子用電極パッドパッド２
０、２１に供給した導電性接着材２ａ、２ｂ（半田や導
電性樹脂接着材）の余剰分を吸収することになる。その
結果、振動子用電極パッド２０、２１とシール用導体膜
１９とが短絡することがない。【００５６】これは、水晶発振器の小型化のために、平
面形状を小さく設定した結果、振動子用電極パッド２
０、２１とシール用導体膜１９とが近接した水晶発振器
に有効である。【００５７】また、容器体１の表面に形成した溝８は、
表面側のセラミック絶縁層１ａのグリーンシートのみの
加工により形成できるため、その加工が非常に簡単とな
る。【００５８】また、振動子用電極パッド２０、２１の中
央側の辺を除く辺に概略平行に形成されている。したが
って、この溝８に囲まれた領域、即ち振動子用電極パッ
ド２０、２１の形成領域がグリーンシート上の状態でも
撓むことなく安定する。この結果、振動子用電極パッド
２０、２１をこの領域に安定して形成することができ、
その表面の平滑性が維持でき、水晶振動子２と容器解１
の表面との間の間隔を所定間隔に維持でき、水晶振動子
２の安定動作が可能となる。【００５９】よって、小型で、低背化で、かつ水晶振動
子２の安定動作が可能な水晶発振器となる。【００６０】図３では、溝８は、２つの振動子用電極パ
ッド２０、２１の３つの溝部８１〜８３で、その３方を
取りかこんでいる。【００６１】しかし、２つの振動子用電極パッド２０、
２１間の距離が十分にある場合には、Ｉ字状の溝部８３
を省略することができる。【００６２】また、逆に、２つの振動子用電極パッド２
０、２１間の距離が製造工程中、グリーンシートの剛性
を十分に維持できるのであれば、図４に示すように、Ｉ
字状の溝部８５、８６を各々形成し、一方の電極パッド
２０をＬ字状の溝８１とＩ字状の溝部８５で３方を取り
かこみ、他方の電極パッド２１をＬ字状の溝８２とＩ字
状の溝部８６で３方を取りかこむでもよい。【００６３】また、図５に示すように、Ｌ字状の溝部を
から２つのＩ字状の溝部として、一方の電極パッド２０
の３方を各々Ｉ字状の溝部８５ａ、８５ｂ、８５ｃで、
他方の電極パッド２１の３方を各々Ｉ字状の溝部８６
ａ、８６ｂ、８６ｃで取りかこんでもよい。【００６４】尚、上述の実施例では、振動子用電極パッ
ド２０、２１の形状を矩形状としているが、矩形状のほ
かに円形状などであってもよい。この場合、電極パッド
には３つの辺という概念はなくなるが、シール用導体膜
１９と接近しない中央部側を連通させて、シール用導体
膜１９と近接する領域に溝８を形成すればよい。このと
き、溝全体は概略Ｕ字状となるがなるが、振動子用電極
パッド２０、２１の形成領域におけるグリーンシートの
剛性を考慮して、断続的な溝とすればよい。【００６５】また、金属蓋体６をシール用導体膜１９に
ろう付けしたシームリングを用いているが、金属蓋体６
を皿状として、直接シール用導体膜１９に気密的に封止
接合しても構わない。【００６６】【発明の効果】本発明は、小形・低背化が可能で、且つ
シール用導体膜と振動子用電極パッドとの短絡がなく、
特性が安定した水晶発振器となる。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a crystal oscillator in which a quartz oscillator is mounted on one surface of a base and the quartz oscillator is hermetically sealed with a metal cover. Things. 2. Description of the Related Art Heretofore, as a crystal oscillator serving as an oscillation source of a crystal oscillator, a crystal oscillator having a crystal oscillator housed in an airtight container such as a can case has been used. In this case, it is mounted on a printed wiring board together with a control element for controlling the oscillation operation of the crystal unit. [0003] In such a structure, a crystal oscillator having a crystal oscillator housed in a can case is used, so that the crystal oscillator becomes very large. Further, the quartz oscillator is used as it is, the quartz oscillator is mounted on a container body, and the housing area is used in an airtight manner. As a typical structure, using a container having a cavity in which a step is formed, a control element is arranged on the bottom surface of the cavity, a crystal resonator is erected on the step of the cavity, and a cavity is formed. The whole was sealed with a metal lid that can be hermetically sealed. [0005] In such a structure, since the quartz resonator and the control element are arranged in the same cavity so as to overlap in the thickness direction without using a can case, the size can be reduced. However, since the control element and the crystal resonator are arranged in the same cavity, unnecessary gas is generated from members that join and protect the control element, and as a result, the crystal resonator There is a problem that the operation fluctuates. In order to solve such a problem, as a structure, a quartz oscillator is mounted on the front side of a base having a cavity on the bottom side, and a control element is mounted on the cavity on the bottom side. There has been proposed a structure in which a crystal unit on the front side is hermetically sealed with a metal lid. In such a structure, since the crystal unit and the control element can be mounted in different accommodation areas, a stable operation of the crystal unit can be ensured. [0008] It is also important to avoid an increase in the height dimension. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-28024 proposes a structure in which the strength does not decrease even if the material of the metal lid is made thin. That is, the projection is formed on the dish-shaped metal lid. [0009] In order to keep the height of the crystal oscillator low, a support structure for the crystal resonator mounted on the surface of the base is important. The structure of the base that can be made the lowest in height is a structure in which an electrode pad for a vibrator is formed on the surface thereof, a gap material is interposed between the electrode pads, and a crystal vibrator is mounted with a conductive adhesive. . In this case, the distance between the surface of the base and the crystal unit is equivalent to the height of the gap member, and the distance between the upper surface of the crystal unit and the metal cover is determined by the shape of the metal cover. You can do it. However, when the electrode pad for the vibrator is formed on the surface of the base and the quartz vibrator is mounted with the conductive adhesive, the conductive adhesive is flat before the conductive adhesive is cured. Spreads out. The conductive adhesive spread in a plane causes a short circuit to the sealing conductive film provided around the surface of the base. This sealing conductor film is a conductor film necessary for forming the metal lid body on the surface of the base to form a housing area for the quartz oscillator. For example, the periphery of a dish-shaped metal lid is directly joined to the sealing conductor film, or a seam ring is joined to the sealing conductor film, and the metal lid is joined to the seam ring. [0013] This is because the sealing conductor film and the electrode pad are formed on the surface of the base, and the sealing conductor film and the electrode pad are close to each other in order to reduce the planar size. Therefore, the joining by the conductive adhesive becomes remarkable. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and has as its object to reduce the size and height of the device, and to provide a short circuit between the sealing conductor film and the vibrator electrode pad. It is an object of the present invention to provide a crystal oscillator having no characteristics and having stable characteristics. [0015] The present invention provides at least two components.
One or more ceramic insulating layers are laminated, a sealing conductor film is formed on the outer periphery of one main surface, and a pair of transducer electrode pads are formed in a region surrounded by the sealing conductor film, and the other is formed. A base on which a control element electrode pad is formed on a main surface, a quartz resonator connected to a pair of vibrator electrode pads formed on one main surface of the base via a conductive adhesive, A control element that is connected to a control element electrode pad formed on the other main surface of the base and controls the oscillation output of the quartz oscillator; and a control element that is joined to the sealing conductor film to hermetically seal the quartz oscillator. A metal lid for stopping, the L-shaped between the vibrator electrode pad and the sealing conductor film adjacent to the vibrator electrode pad on one main surface of the base. A groove is formed between the pair of vibrator electrode pads. To a crystal oscillator, characterized in that the formation of the groove portion of the I-shaped. According to the present invention, the conductor film for sealing and the electrode pad for the vibrator are formed on the same plane of the base. Accordingly, the bonding surface between the crystal unit mounted on the surface of the base and the metal lid is the same, and the overall height of the oscillator can be reduced. At the same time, since a groove is formed between the sealing conductor film and the vibrator electrode pad, a conductive adhesive material for bonding the crystal vibrator on the vibrator electrode pad is formed. When the paste is supplied and cured, even if the conductive paste spreads in the direction of the sealing conductive film on the surface of the base, the conductive paste is absorbed by the groove, and as a result, the conductive paste and the sealing conductive film are Is not short-circuited. This is useful for a crystal oscillator in which the planar shape is set small in order to reduce the size of the crystal oscillator, and the vibrator electrode pad and the sealing conductor film are close to each other. The depth of the groove formed on the surface of the substrate corresponds to the thickness of the ceramic insulating layer on the surface of the plurality of ceramic insulating layers constituting the substrate. Are formed on three sides except for. The groove is formed as a groove penetrating the green sheet to be the ceramic insulating layer, but if the depth of the groove is less than the thickness of the ceramic insulating layer on the surface, the groove processing on the green sheet is substantially performed. Can not. If the depth of the groove exceeds the thickness of the ceramic insulating layer on the surface, the groove needs to be formed on the green sheet below the surface layer, which complicates the manufacturing process. At the same time, the number of laminated ceramic insulating layers in the portion where the groove is formed is also required to be three or more, which not only complicates the wiring pattern processing and laminating process of the green sheet, but is disadvantageous in the case of a crystal oscillator for reducing the height. . No groove is formed around the center side of the electrode pad. This is because if a groove is formed around the entire periphery of the electrode pad, the green sheet in the electrode pad region falls off. Even if a connecting portion is formed like a bar at the corner of the electrode pad region to prevent the falling off, it is difficult to stably maintain the electrode pad region. This electrode pad region is a region where the crystal oscillator is mounted, and if stable planarity cannot be maintained,
It is difficult to guarantee stable operation of the crystal unit. As described above, according to the present invention, even when a quartz oscillator is mounted on an electrode pad via a conductive adhesive, there is no short circuit to the sealing conductor film around the surface of the base.
A crystal oscillator that can maintain stable operation and that can be reduced in size and height can be obtained. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a crystal oscillator according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is an external perspective view of a crystal resonator of the present invention, for example, a temperature-compensated crystal oscillator that can be mounted on a surface.
FIG. 2 is a sectional view thereof. FIG. 3 is a plan view of the front side of the base. In the figure, a temperature-compensated crystal oscillator has a substantially rectangular parallelepiped base (hereinafter referred to as a base) having a flat upper surface (hereinafter referred to as a top surface) and a concave cavity portion 10 formed on a lower surface (hereinafter referred to as a bottom surface). , A container) 1, a rectangular crystal oscillator 2, IC chips 3 and 2 constituting a control circuit
It mainly comprises one chip-shaped electronic component element 4, 5, a metal lid 6 and a filling resin 7. The container 1 is constituted by integrally laminating a plurality of substantially rectangular ceramic insulating layers 1a and 1b and roughly frame-shaped ceramic insulating layers 1c and 1d having openings of different shapes. The ceramic insulating layers 1a and 1b serve as a partition (substrate in the present invention) that separates an area in which the crystal unit 2 is accommodated from an area in which the IC chip 3 and the chip-shaped electronic component elements 4 and 5 are accommodated. Further, the ceramic insulating layers 1c and 1d are frame-shaped legs, thereby forming a bottom surface of the partition portion and a concave cavity portion 10 surrounded by the bottom surface and the frame-shaped legs. . External terminal electrodes 11 to 14 are formed at the four corners of the bottom surface of the container 1 respectively. An IC chip 3 may be provided on the side of the container 1 if necessary.
The terminal electrodes 15 to 18 for controlling the operation of (1) are formed. Further, a sealing conductor film 19 is formed which defines an accommodation area for the crystal unit 2 on the surface of the container 1. In addition, the near side of one short side of the accommodation area of the crystal unit 2
Two crystal resonator electrode pads 20 and 21 are formed. Further, inside the cavity portion 10 of the container body 1, that is, on the bottom surface of the cavity portion 10, electrode pads 30 for IC connection and electrode pads 40 and 50 for elements are further provided. A wiring pattern for connecting to 50 is formed. Further, a ceramic insulating layer constituting the container body
Internal conductor paths connecting the electrode pads 30 on the bottom surface of the cavity portion 10 and the vibration electrode pads 20 and 21 on the surface of the container body 1 are provided between the layers 1a to 1d and in the thickness direction of the ceramic insulating layers 1a and 1b. Is formed. This conductor path is
Transducer electrode pads 20, 21 of ceramic insulating layer 1a
A first via-hole conductor formed directly below the first via-hole conductor, a second via-hole conductor connected directly to the electrode pad 30 of the ceramic insulating layer 1b or via a wiring pattern, and formed between the ceramic insulating layers 1a and 1b. And internal wiring patterns. In order to prevent the environment of the crystal resonator accommodating region from communicating with the cavity portion 10 through cracks that easily occur around the first and second via-hole conductors, an internal wiring pattern is provided. ing. Further, the first via-hole conductor is connected to the vibrator electrode pad 20,
This is because, by being provided immediately below 21, the wiring pattern (which easily contaminates the housing environment) in the crystal oscillator housing area is minimized and the stable operation of the crystal oscillator 2 is ensured. The ceramic insulating layers 1b, 1c, 1d
Between the electrode pads 30, 40, 50
And a wiring pattern for connecting the external terminal electrodes 11 to 14 and the terminal electrodes 15 to 18 is formed. Here, a groove 8 having a depth equivalent to the thickness of the ceramic insulating layer 1a is formed between the vibrator electrode pads 20 and 21 and the sealing conductor film 19 on the surface of the ceramic insulating layer 1a. ing. In the plan view shown in FIG. 3, the groove 8 is L-shaped so as to be close to the left side and the upper side of the electrode pad 20, and is close to the left side and the lower side of the electrode pad 21. L-shaped groove 82
And an I-shaped groove 83 separating the two transducer electrode pads 20 and 21. That is, no groove is formed on the side (right side) near the center of the transducer electrode pads 20 and 21. The grooves 81 to 83 are formed at a distance of 0.1 m or more from the peripheral ends of the vibrator electrode pads 20 and 21. The width of the grooves is 0.1 mm or more and the depth (the ceramic insulating layer 1a Is, for example, 0.15 mm. Further, the two L-shaped grooves 81 and 82 and the I-shaped groove 83 are not connected. The above-mentioned container body 1 has a ceramic insulating layer 1a.
It is formed by using a ceramic green which becomes 〜1d. Specifically, a rectangular ceramic green sheet serving as the ceramic insulating layers 1a and 1b and a frame-shaped ceramic green sheet serving as the ceramic insulating layers 1c and 1d are prepared. Then, a through-hole serving as a first via-hole conductor is formed in the ceramic green serving as the ceramic insulating layer 1a by punching, and the groove serving as the above-described grooves 81 to 83 is formed. At the same time, the green sheet is filled with a conductor in a through hole serving as a first via-hole conductor, and a conductive film serving as a sealing conductive film 19 and a conductive film serving as vibrator electrode pads 20 and 21 are formed on the surface thereof by silver. Printing of conductive paste containing molybdenum or tungsten as the main component,
It is formed by filling. In the green sheet to be the ceramic insulating layers 1b to 1d, through holes as various via hole conductors are formed, and the through holes are filled with a conductive paste containing silver, molybdenum, tungsten or the like as a main component. Then, various electrode pads, terminal electrodes, and conductor films to be wiring patterns are formed by printing. Next, such green sheets are laminated and
After pressure bonding, a baking treatment is performed. The various conductive films and electrode pads formed on the green sheet serving as the ceramic insulating layer 1a may be formed between the lamination / compression and the firing treatment. Next, the external terminal electrodes, each electrode pad, and various wiring patterns exposed on the surface of the container 1 are subjected to Ni plating, flash gold plating, or the like, thereby completing the container 1. That is, various electrode pads 20, 21, 30, 40, 50 exposed on the surface of the container 1, wiring patterns,
The terminal electrodes are to be plated with Au. On the surface of the container 1 as described above, a quartz oscillator 2 is disposed via conductive adhesives 2a and 2b. The crystal oscillator 2 is provided with a predetermined cut, for example, AT
Vibration electrodes 26, 27 (27 is a lower surface side and is shown by a dotted line in FIG. 3) formed on both main surfaces of the cut rectangular quartz plate 25, and extend from the vibration electrodes 26, 27 to one other end. It is composed of the extracted island-shaped extraction electrode portions 28 and 29. The crystal resonator 2 is connected via conductive adhesives 2a and 2b via bump members 22 and 23 for securing a gap formed on the crystal resonator electrode pads 20 and 21. . Note that a bump member 24 is provided on the tip side of the crystal unit 2.
Are formed. The bump member secures a predetermined distance between the crystal unit 2 and the surface of the container 1. The predetermined interval is a minimum interval at which the thickness sliding vibration of the crystal unit 2 is possible. A quartz oscillator mounted on the front side of the container 1
2 is hermetically sealed by a metal lid 6. The metal cover 6 is made of a metal material such as Kovar or 42 alloy, has a thickness of, for example, 0.1 mm, and has a frame-shaped seam ring brazed to the sealing conductor film 19 on the surface of the container 1.
Closely welded and joined to 61. The electronic component elements 4 and 5 are, for example, capacitors. The electronic component element 4 is bonded to the element electrode pad 40, and the electronic component element 5 is bonded to the element electrode pad 50 via a conductive resin adhesive containing Ag powder. Note that the conductive resin adhesive is cured and bonded by supplying a conductive resin paste made of, for example, Ag powder, epoxy resin, phenol resin, or the like, and thermosetting at about 150 ° C. The IC chip 3 controls, for example, an oscillator, and includes, for example, an amplifying unit, a temperature compensating unit, and a sensitive unit. An amplification inverter and the like can be exemplified as the amplification means. The temperature compensation means includes a calculation means, a storage means for temperature compensation data, a varicap diode, a load capacitance, a resistance means, and the like. In such an IC chip 3, for example, a bump member is formed on an electrode on the surface or bottom surface of the IC chip 3,
The bump member and the IC connection electrode pad 30 are bonded by ultrasonic bonding or face bonding via a conductive adhesive. Alternatively, the IC chip 3 may be connected to a die and bonded with a wire. As a result, the quartz oscillator 2 is disposed on the front surface side of the container 1, and the electronic component element 4, the IC chip 3, and the electronic component element 5 are provided in the cavity 10 on the rear surface side of the container body 1. Are located. That is, the accommodation area of the crystal unit 4 and the accommodation area of the IC chip 3 and the electronic component elements 4 and 5 can be completely separated. Further, the thickness direction of the entire oscillator can be reduced. The cavity 10 has the above-described IC.
In order to firmly join the chip 3 and the electronic component elements 4 and 5 and to improve the moisture resistance reliability, a filling resin 7 is filled. The filling resin 7 is, for example, at least 2
For example, a resin layer mainly filled and cured on the bottom surface side of the cavity portion 10 and a resin layer filled and cured on the resin layer. Specifically, the cavity
It is composed of a resin material having a relatively large shrinkage ratio that is filled and hardened on the bottom surface side of 10. It is a material having a large resin component such as an epoxy resin generally called an underfill resin. This resin layer is filled and hardened so as to completely cover at least the upper surface of the IC chip 3. That is, the IC chip 3, the electronic component elements 4, 5
Due to the stress generated by the shrinkage of the resin layer filled between the resin layer and the bottom surface of the cavity portion 4, the bonding strength between the two is improved. Moreover, the stress generated by the shrinkage of the resin layer formed so as to completely cover the IC chip 3 is generated toward the IC chip 3. Thereby, the stress acts to press the IC chip 3 from the upper surface side to the bottom surface side of the cavity portion 10, and the bonding strength of the IC chip 3 bonded to the bottom surface of the cavity portion 10 is improved. The resin layer to be filled on the surface is filled and cured because there is a concern that the resin layer covering the IC chip 3 and the electronic component elements 4 and 5 alone cannot provide sufficient moisture resistance. It is. Thereby, the bonding strength and the moisture resistance reliability of the IC chip 3 and the electronic component elements 4 and 5 mounted in the cavity 10 are improved. It is important that the filling resin does not protrude from the opening surface of the cavity 10. This is to stably arrange the surface mount type crystal oscillator on the printed wiring board. According to the present invention, as described above, around the vibrator electrode pads 20 and 21 to which the quartz oscillator 2 is bonded via the conductive adhesives 2a and 2b (except for one side on the center side), A groove 8 is formed. Thus, the vibrator electrode pads 20, 2
1, for example, Ag powder to be the conductive adhesives 2a and 2b;
A conductive resin paste made of an epoxy resin, a phenol resin, or the like is supplied, a green solder is applied, and the quartz oscillator 2 is placed on the solder. As a result, the cream solder or the conductive resin paste is applied to the oscillator. Electrode pads 20, 2
The excess cream solder or conductive resin paste is absorbed into the groove 8 even if it goes out of the groove 8. As a result, in order to reduce the height of the crystal oscillator, the sealing conductor film 19 and the vibrator electrode pads 20, 2
1 is formed on the surface of the container 1, the groove 8 between the sealing conductor film 19 and the vibrator electrode pads 20, 21 is close to each other, and the quartz vibrator 2 is connected to the vibrator electrode. Pad 2
Oscillator electrode pad 2
The excess amount of the conductive adhesives 2a and 2b (solder or conductive resin adhesive) supplied to 0 and 21 is absorbed. As a result, there is no short circuit between the transducer electrode pads 20 and 21 and the sealing conductor film 19. This is because the planar shape is set small for the purpose of downsizing the crystal oscillator.
This is effective for a crystal oscillator in which 0, 21 and the sealing conductor film 19 are close to each other. The groove 8 formed on the surface of the container 1 is
Since the ceramic insulating layer 1a on the front side can be formed by processing only the green sheet, the processing is very simple. The vibrator electrode pads 20, 21 are formed substantially parallel to the sides other than the center side. Therefore, the region surrounded by the groove 8, that is, the region where the vibrator electrode pads 20 and 21 are formed is stable without bending even in the state of being on the green sheet. As a result, the vibrator electrode pads 20, 21 can be stably formed in this region,
The surface smoothness can be maintained, and the crystal oscillator 2 and
Can be maintained at a predetermined interval, and the crystal oscillator 2 can operate stably. Therefore, a crystal oscillator which is small in size, low in height and capable of stably operating the crystal oscillator 2 is provided. In FIG. 3, three grooves 81 to 83 of the two transducer electrode pads 20 and 21 surround three sides of the groove 8, respectively. However, two vibrator electrode pads 20,
21 is sufficiently large, the I-shaped groove 83
Can be omitted. On the contrary, two electrode pads 2 for the vibrator
If the distance between 0 and 21 can sufficiently maintain the rigidity of the green sheet during the manufacturing process, as shown in FIG.
L-shaped grooves 81 and 86 are formed, and one electrode pad 20 is taken in three sides by an L-shaped groove 81 and an I-shaped groove 85, and the other electrode pad 21 is formed into an L-shaped groove 82. And the I-shaped groove 86 may cover three sides. Further, as shown in FIG. 5, the L-shaped groove is formed into two I-shaped grooves, and one of the electrode pads 20 is formed.
The three sides are I-shaped grooves 85a, 85b, 85c, respectively.
The three sides of the other electrode pad 21 are each formed into an I-shaped groove 86.
a, 86b, and 86c. Although the vibrator electrode pads 20 and 21 have a rectangular shape in the above-described embodiment, they may have a circular shape in addition to the rectangular shape. In this case, the concept of three sides is eliminated in the electrode pad, but the groove 8 may be formed in a region close to the sealing conductor film 19 by communicating with the central portion not approaching the sealing conductor film 19. At this time, the entire groove is substantially U-shaped, but may be an intermittent groove in consideration of the rigidity of the green sheet in the region where the vibrator electrode pads 20 and 21 are formed. A seam ring in which the metal cover 6 is brazed to the sealing conductor film 19 is used.
May be made into a dish shape and directly hermetically sealed and joined to the sealing conductor film 19. According to the present invention, the size and the height can be reduced, and there is no short circuit between the sealing conductor film and the vibrator electrode pad.
A crystal oscillator with stable characteristics is obtained.

【図面の簡単な説明】【図１】本発明の水晶発振器の外観斜視図である。【図２】本発明の水晶発振器の断面図である。【図３】本発明の水晶発振器の金属蓋体を省略した状態
の平面図である。【図４】本発明の他の水晶発振器の部分平面図である。【図５】本発明の他の水晶発振器の部分平面図である。【符号の説明】１・・容器体２・・水晶振動子３・・ＩＣチップ４、５・・電子部品素子６・・・金属蓋体１９・・・シール用導体膜２０、２１・・・振動子用電極パッド８・・・・溝BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an external perspective view of a crystal oscillator according to the present invention. FIG. 2 is a sectional view of a crystal oscillator according to the present invention. FIG. 3 is a plan view of the crystal oscillator of the present invention in a state where a metal cover is omitted. FIG. 4 is a partial plan view of another crystal oscillator according to the present invention. FIG. 5 is a partial plan view of another crystal oscillator according to the present invention. [Description of Signs] 1 ································································································································································································ | Transducer electrode pad 8 groove

Claims

(57) [Claim 1] At least two or more ceramic insulating layers are laminated, and a sealing conductor film is surrounded by the sealing conductor film on the outer periphery of one main surface. A base having a pair of vibrator electrode pads formed in the region and a control element electrode pad formed on the other main surface ; and a pair of vibrator electrode pads formed on one main surface of the base.
Crystal unit connected to the pad via a conductive adhesive, and a control element electrode pad formed on the other main surface of the base
Connected to said control element for controlling the oscillation output of the crystal oscillator, is joined to the conductive film for the seal, the crystal oscillator consisting of a metal lid that hermetically seals the crystal oscillator, the substrate And the vibrator electrode pad
The sealing conductor film adjacent to the vibrator electrode pad;
An L-shaped groove is provided between the pair of vibrator electrode pads.
A crystal oscillator , wherein an I-shaped groove is formed between the crystal oscillator.