JPH11112268A - Piezoelectric device and its manufacture - Google Patents

Piezoelectric device and its manufacture

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Publication number
JPH11112268A
JPH11112268A JP27568497A JP27568497A JPH11112268A JP H11112268 A JPH11112268 A JP H11112268A JP 27568497 A JP27568497 A JP 27568497A JP 27568497 A JP27568497 A JP 27568497A JP H11112268 A JPH11112268 A JP H11112268A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
integrated circuit
semiconductor integrated
base
piezoelectric
piezoelectric device
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP27568497A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masayuki Kikushima
正幸 菊島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP27568497A priority Critical patent/JPH11112268A/en
Publication of JPH11112268A publication Critical patent/JPH11112268A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To miniaturize and thin a device and to reduce cost by arranging a piezoelectric oscillator in a groove part held by mounting faces where a semiconductor integrated circuit is flip chip-bonded. SOLUTION: An electrode pattern 3 for connecting it to a semiconductor integrated circuit for real time clock (IC chip) 2 is metallized by a base 1 formed by the insulated substrate of stack ceramic with a metal wiring material by printing. Metallic bumps 4 are formed on the electrode pads of an IC chip 2 and they are connected with the electrode patterns 3 formed on the base 1 by flip chip bonding technology. A tuning fork-type crystal oscillator 6 has two micro opening parts 8 provided for the supporting part 7. The opening parts 8 and the bumps 4 provided for the electrode pads 9a and 9b for crystal oscillator connection of the IC chip 2 are connected and fixed by conductive adhesive 5. Thus, the crystal oscillator 6 is stored in the groove part 11 of the base 1 by mounting the IC chip 2 so that it is connected to the respective electrode patterns 3 formed on the surface 10 of the base 1.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路と
圧電振動子とをパッケージに内蔵した圧電デバイス、及
びその製造方法に関する。
The present invention relates to a piezoelectric device having a semiconductor integrated circuit and a piezoelectric vibrator built in a package, and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、HDD(ハード・ディスク・ドラ
イブ)、モバイルコンピュータ、あるいはICカード等
の小型の情報機器や、携帯電話や自動車電話等の移動体
通信機器において装置の小型薄型化がめざましく、それ
らに用いられる圧電発振器やリアルタイムクロックモジ
ュール等の圧電デバイスも小型薄型化が要求されてい
る。またそれとともに、装置の回路基板に両面実装が可
能な表面実装タイプのデバイスが求められている。
2. Description of the Related Art In recent years, devices such as HDDs (hard disk drives), mobile computers, and small information devices such as IC cards, and mobile communication devices such as mobile phones and car phones have been remarkably reduced in size and thickness. Piezoelectric devices such as a piezoelectric oscillator and a real-time clock module are also required to be small and thin. At the same time, there is a need for a surface mount type device that can be mounted on both sides of a circuit board of an apparatus.

【0003】そこで、従来の圧電デバイスの一例を、圧
電振動子に水晶振動子を用いた図6(a)、6(b)の
構造図で示されるリアルタイムクロックモジュールを用
いて説明する。
Therefore, an example of a conventional piezoelectric device will be described using a real-time clock module shown in the structural diagrams of FIGS. 6A and 6B using a quartz oscillator as a piezoelectric oscillator.

【0004】図6(a)、6(b)の従来のリアルタイ
ムクロックモジュールの構成において、発振回路を有す
るリアルタイムクロック用のICチップ101は、リー
ドフレーム102の一部であるアイランド部103に導
電性接着剤等により接着固定され、Auワイヤーボンデ
ィング線104により、パッケージの外周部に配列され
た入出力用リード端子105等に電気的に接続されてい
る。またシリンダータイプの32.768KHzの周波
数で発振する時計用の水晶振動子106が、リードフレ
ーム102の接続パッドに電気的に接続され固定されて
いる。ここで図6(b)に示すようにシリンダータイプ
の水晶振動子106は、アイランド部103をかいし
て、ICチップ101と反対側に配置されている。
In the configuration of the conventional real-time clock module shown in FIGS. 6A and 6B, an IC chip 101 for a real-time clock having an oscillation circuit is electrically connected to an island portion 103 which is a part of a lead frame 102. It is bonded and fixed with an adhesive or the like, and is electrically connected to the input / output lead terminals 105 arranged on the outer peripheral portion of the package by Au wire bonding wires 104. A clock-type crystal oscillator 106 oscillating at a frequency of 32.768 kHz of a cylinder type is electrically connected to and fixed to the connection pads of the lead frame 102. Here, as shown in FIG. 6B, the cylinder-type quartz oscillator 106 is disposed on the opposite side of the IC chip 101 through the island portion 103.

【0005】そして、以上のICチップ101、リード
フレーム102、及び水晶振動子106を樹脂モールド
で一体に成形加工している。
The above-described IC chip 101, lead frame 102, and crystal oscillator 106 are integrally formed by resin molding.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】以上に示す従来のリア
ルタイムクロックモジュールは、パッケージの底面積を
可能なかぎり小さくすることを重視して、ICチップと
水晶振動子を重ねた積層タイプの構造となっている。し
かしながらシリンダータイプの水晶振動子の径が約φ
1.5mm〜φ2mmと大きく、この水晶振動子とIC
チップの厚みがリアルタイムクロックモジュールのパッ
ケージの厚みを決定してしまい、薄型化が非常に困難と
なっている。
The conventional real-time clock module described above has a stacked type structure in which an IC chip and a crystal unit are stacked with emphasis on making the bottom area of the package as small as possible. ing. However, the diameter of the cylinder type crystal unit is about φ
1.5mm ~ φ2mm large, this crystal oscillator and IC
The thickness of the chip determines the thickness of the package of the real-time clock module, and it is very difficult to reduce the thickness.

【0007】本発明の目的は、以上の従来技術の課題を
解決するためになされたものであり、その目的とすると
ころは小型サイズで厚み1mm以下の圧電デバイスを安
価に提供することである。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a small-sized piezoelectric device having a thickness of 1 mm or less at a low cost.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
半導体集積回路と圧電振動子とをパッケージに内蔵した
圧電デバイスにおいて、半導体集積回路はセラミックで
形成されたベースにフリップチップボンディングで搭載
され、半導体集積回路上に形成されたバンプと、ベース
上に形成された電極パターンが電気的に接続されてお
り、圧電振動子は、ベースと半導体集積回路との間に配
置され、半導体集積回路上に形成された圧電振動子接続
用のバンプと電気的に接続されていることを特徴とす
る。
According to the first aspect of the present invention,
In a piezoelectric device in which a semiconductor integrated circuit and a piezoelectric vibrator are built in a package, the semiconductor integrated circuit is mounted on a base made of ceramic by flip-chip bonding, and formed on a bump formed on the semiconductor integrated circuit and on the base. The electrode pattern is electrically connected, and the piezoelectric vibrator is disposed between the base and the semiconductor integrated circuit, and is electrically connected to the piezoelectric vibrator connection bump formed on the semiconductor integrated circuit. It is characterized by having been done.

【0009】請求項2記載の発明は、請求項1におい
て、半導体集積回路はセラミックで形成されたベースに
フリップチップボンディングで搭載され、ベースは半導
体集積回路がフリップチップボンディングされる実装面
に挟まれた溝部を有し、溝部に圧電振動子を配置したこ
とを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the semiconductor integrated circuit is mounted on a base formed of ceramic by flip-chip bonding, and the base is sandwiched between mounting surfaces on which the semiconductor integrated circuit is flip-chip bonded. And a piezoelectric vibrator is disposed in the groove.

【0010】請求項3記載の発明は、請求項1におい
て、圧電振動子は、半導体集積回路上に形成された圧電
振動子接続用のバンプとの接続部に、開口部を有するこ
とを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect, the piezoelectric vibrator has an opening at a connection portion with a bump for connecting the piezoelectric vibrator formed on the semiconductor integrated circuit. I do.

【0011】請求項4記載の発明は、請求項1におい
て、半導体集積回路は、相対する辺にベース上に形成さ
れた電極パターン接続用の電極パッドを有し、相対する
辺に垂直な辺に圧電振動子の接続用電極パッドを有する
ことを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect, the semiconductor integrated circuit has an electrode pad for connecting an electrode pattern formed on a base on a side opposite to the semiconductor integrated circuit. It has an electrode pad for connection of the piezoelectric vibrator.

【0012】請求項5記載の発明は、請求項1におい
て、セラミックで形成されたベース上の周辺部に形成さ
れた電極パターンが、少なくとも2層の金属層でメタラ
イズされていることを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the first aspect, the electrode pattern formed on the peripheral portion on the base made of ceramic is metallized with at least two metal layers. .

【0013】請求項6記載の発明は、請求項1におい
て、半導体集積回路上に形成されたバンプが、Auのワ
イヤーボンディングにより形成されたバンプであること
を特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, in the first aspect, the bump formed on the semiconductor integrated circuit is a bump formed by Au wire bonding.

【0014】請求項7記載の発明は、請求項1におい
て、圧電振動子が水晶振動子であることを特徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, in the first aspect, the piezoelectric vibrator is a quartz vibrator.

【0015】請求項8記載の発明は、請求項1におい
て、半導体集積回路がリアルタイムクロック用ICであ
ることを特徴とする。
According to an eighth aspect of the present invention, in the first aspect, the semiconductor integrated circuit is a real-time clock IC.

【0016】請求項9記載の発明は、半導体集積回路の
各パッドにバンプを形成する工程と、半導体集積回路上
に形成された圧電振動子接続用のバンプに圧電振動子を
搭載接続する工程と、半導体集積回路を、ベースの所定
の位置にフリップチップボンディングで接続固定する工
程と、ベースにリッド(蓋)を搭載し、封止する工程
と、ベースあるいはリッドに設けられた開口部を用い
て、圧電振動子の所定の位置をレーザー加工し周波数調
整する工程と、開口部を真空雰囲気中で真空封止する工
程と、を有することを特徴とする。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a step of forming a bump on each pad of a semiconductor integrated circuit, and a step of mounting and connecting a piezoelectric vibrator to a bump for connecting a piezoelectric vibrator formed on the semiconductor integrated circuit. A step of connecting and fixing the semiconductor integrated circuit to a predetermined position of the base by flip chip bonding, a step of mounting and sealing a lid (lid) on the base, and a step of using an opening provided in the base or the lid. A step of laser-processing a predetermined position of the piezoelectric vibrator to adjust the frequency, and a step of vacuum-sealing the opening in a vacuum atmosphere.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】本発明の圧電デバイスの実施の一
形態を、半導体集積回路にリアルタイムクロック用半導
体集積回路を用い、圧電振動子に時計用の32.768
KHzの水晶振動子を用いた、リアルタイムクロックモ
ジュールを例として、図面に基づいて説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION One embodiment of the piezoelectric device of the present invention uses a real-time clock semiconductor integrated circuit as a semiconductor integrated circuit and a timepiece 32.768 as a piezoelectric vibrator.
An example of a real-time clock module using a KHz crystal oscillator will be described with reference to the drawings.

【0018】(実施例1)図1は、請求項1、2、3、
4、5、6、7、8及び9記載の発明に係わる表面実装
タイプのリアルタイムクロックモジュールの構造図であ
る。
(Embodiment 1) FIG.
FIG. 10 is a structural diagram of a surface mount type real-time clock module according to the inventions described in 4, 5, 6, 7, 8 and 9.

【0019】図1(a)の平面図及び図1(b)の正面
図に示すように、積層セラミックの絶縁基板で形成され
たベース1に、リアルタイムクロック用半導体集積回路
(ICチップ:以下ICチップと記す)2と接続するた
めの電極パターン3が、W(タングステン)、Mo(モ
リブデン)等の金属配線材料で印刷によりメタライズさ
れている。そしてその上にNiメッキ及びAuメッキ等
が施されている。
As shown in the plan view of FIG. 1A and the front view of FIG. 1B, a semiconductor integrated circuit for real-time clock (IC chip: An electrode pattern 3 for connecting to a chip 2) is metallized by printing with a metal wiring material such as W (tungsten) or Mo (molybdenum). Then, Ni plating, Au plating or the like is applied thereon.

【0020】また、ICチップ2の電極パッドにはAu
等の金属のバンプ4が形成され、フリップチップボンデ
ィング工法によりベース1に形成された電極パターン3
と接続されている。このフリップチップボンディング工
法には、種々の加工法があるが、本実施例で用いている
工法は導電性接着剤5を用いた加工方法である。そして
更にアンダーフィル材を用いて接続の信頼性を上げてい
る。
The electrode pads of the IC chip 2 have Au
Electrode pattern 3 formed on the base 1 by a flip chip bonding method.
Is connected to There are various processing methods for the flip chip bonding method, and the method used in this embodiment is a processing method using the conductive adhesive 5. Further, the reliability of the connection is increased by using an underfill material.

【0021】また、図2に示すように音叉型の水晶振動
子6はその支持部7に設けられた2つの微小な開口部8
を有し、この開口部8とICチップ2の水晶振動子接続
用の電極パッド9a、9bに設けられたバンプ4とが導
電性接着剤5で接続固定されている。ここで、電極パッ
ド9a、9bは、ICチップ2の他の電極パッドの約2
倍〜4倍のスペースがあるようにデザインされている。
これは、水晶振動子6のマウント接続強度を十分に確保
し、またマウント部の接触抵抗を小さくするためであ
る。
As shown in FIG. 2, the tuning-fork type quartz vibrator 6 has two small openings 8 provided in a support portion 7 thereof.
The opening 8 and the bumps 4 provided on the electrode pads 9 a and 9 b for connecting the crystal oscillator of the IC chip 2 are connected and fixed by the conductive adhesive 5. Here, the electrode pads 9a and 9b are about 2% of other electrode pads of the IC chip 2.
It is designed to have double to quadruple space.
This is to ensure sufficient mount connection strength of the crystal unit 6 and to reduce the contact resistance of the mount.

【0022】そして、この水晶振動子6が接続されたI
Cチップ2が、ベース1の表面10に形成されたそれぞ
れの電極パターン3に接続されるよう搭載される。従っ
て、水晶振動子6は、ベース1の溝部11に収納される
という構造になる。
Then, the crystal oscillator 6 is connected to the I
The C chip 2 is mounted so as to be connected to each of the electrode patterns 3 formed on the surface 10 of the base 1. Therefore, the crystal resonator 6 has a structure in which it is housed in the groove 11 of the base 1.

【0023】更に、金属製のリッド(蓋)12をベース
1に位置合わせして固定し、半田等の金属のロウ材13
を溶かして封止する。本実施例では、リッド12はその
一面に予め半田がクラッド加工されたものであり、図1
(b)に示すように成形型等により箱型に絞り成形して
いる。
Further, a metal lid (lid) 12 is positioned and fixed to the base 1, and a metal brazing material 13 such as solder is used.
Is melted and sealed. In this embodiment, the lid 12 has a surface on which solder is clad in advance.
As shown in (b), it is drawn into a box shape by a forming die or the like.

【0024】また、リッド12には、円形の開口部14
が設けられており、この開口部14を用いてレーザー装
置あるいは電子ビーム装置により、音叉型の水晶振動子
6の一部の金属電極部分をトリミング加工して、周波数
調整を行う。
The lid 12 has a circular opening 14.
The opening 14 is used to trim a part of the metal electrode portion of the tuning-fork type quartz vibrator 6 by a laser device or an electron beam device to adjust the frequency.

【0025】そして、開口部14に封止用の金属製の小
片15を搭載し、真空雰囲気中で封止剤16を用いて真
空封止加工をする。ここで、封止剤16としては、Au
−Snや、半田等が用いられる。
Then, a small metal piece 15 for sealing is mounted on the opening 14 and vacuum sealing is performed using a sealant 16 in a vacuum atmosphere. Here, Au is used as the sealant 16.
-Sn, solder, or the like is used.

【0026】以上により、小型薄型の表面実装パッケー
ジのリアルタイムクロックモジュール17が完成する。
As described above, the real-time clock module 17 of a small and thin surface mount package is completed.

【0027】図3は、本発明のリアルタイムクロックモ
ジュール17のベース1の構造図である。積層セラミッ
クで形成されたベース1は、異なる形状をしたセラミッ
クのシートを張り合わせているため、その焼結加工によ
り図3のように凸状に反りが発生してしまうという欠点
を有している。(図3は、この反りを誇張して表現して
いる。)この反り量は、ベース1の構造にもよるが一般
的には数十μm(約20〜50μm)である。
FIG. 3 is a structural diagram of the base 1 of the real-time clock module 17 of the present invention. The base 1 formed of the laminated ceramic has a drawback in that a sintering process causes a convex warpage as shown in FIG. 3 because ceramic sheets having different shapes are bonded to each other. (This warp is exaggerated in FIG. 3.) The amount of this warp is generally several tens of μm (about 20 to 50 μm) although it depends on the structure of the base 1.

【0028】このように反りの発生した状態では、ベー
ス1の中心部に配置された電極パターン31と、ベース
1の周辺部に配置された電極パターン32との高さにバ
ラツキが発生し、フリップチップボンディング時に特に
ベース1の周辺部に配置された電極パターン32と、I
Cチップ2に形成されたバンプ4との接続不良(オープ
ン不良)が発生してしまう。
In such a warped state, the height of the electrode pattern 31 arranged at the center of the base 1 and the height of the electrode pattern 32 arranged at the periphery of the base 1 vary, and the flip occurs. An electrode pattern 32 disposed particularly at the periphery of the base 1 during chip bonding;
A connection failure (open failure) with the bump 4 formed on the C chip 2 occurs.

【0029】従って、本発明では図3に示すように、ベ
ース1の周辺部に配置された電極パターン32のメタラ
イズ層を少なくとも2層として、その厚みを中心部の電
極パターン31に比較して約30μm厚く形成してい
る。これにより、ベース1の中心部に配置された電極パ
ターン31と、ベース1の周辺部に配置された電極パタ
ーン32との高さが同一となり、確実なボンディング加
工が行える。
Therefore, in the present invention, as shown in FIG. 3, at least two metallized layers of the electrode pattern 32 disposed on the peripheral portion of the base 1 are formed, and the thickness thereof is smaller than that of the central electrode pattern 31. It is formed to be 30 μm thick. As a result, the height of the electrode pattern 31 arranged at the center of the base 1 and the height of the electrode pattern 32 arranged at the periphery of the base 1 become the same, and reliable bonding can be performed.

【0030】図4に、本発明のリアルタイムクロックモ
ジュール17の製造プロセスを示すブロック図を示す。
以下にこのブロック図をもとに製造プロセスを詳細に説
明する。
FIG. 4 is a block diagram showing a manufacturing process of the real-time clock module 17 of the present invention.
Hereinafter, the manufacturing process will be described in detail with reference to this block diagram.

【0031】ICチップ2の各パッドにバンプ4を形成
するバンプ形成工程は、複数のICチップ2をセット
し、Auワイヤー線を用いて、ワイヤーボンディング方
式のバンプ形成装置によりICチップ2のAl電極パッ
ド表面に、高さ数十μmのバンプ4を形成する工程であ
る。
In the bump forming step of forming the bumps 4 on each pad of the IC chip 2, a plurality of IC chips 2 are set, and the Al electrode of the IC chip 2 is formed by a wire bonding type bump forming apparatus using Au wire lines. This is a step of forming bumps 4 having a height of several tens of μm on the pad surface.

【0032】次に、水晶振動子6をICチップ2にマウ
ントするマウント工程は、ICチップ2に設けられた水
晶振動子接続用のバンプ4に、水晶振動子6に設けられ
た微小の開口部8を位置決めして、導電性接着剤5等で
接続固定する工程である。
Next, in the mounting step of mounting the crystal unit 6 on the IC chip 2, the fine opening provided in the crystal unit 6 is formed on the bump 4 for connecting the crystal unit provided on the IC chip 2. 8 is a step of positioning and connecting and fixing with a conductive adhesive 5 or the like.

【0033】次に、 水晶振動子6の接続されたICチ
ップ2を、ベース1の所定の位置にフリップチップボン
ディングで接続固定するFCB(フリップ・チップ・ボ
ンディング)工程は、バンプ4の先端部に導電性接着剤
5を塗布し、ICチップ2を加圧加温してベース1に設
けられた電極パターン3と、バンプ4とを電気的に接続
し、その後アンダーフィル材を注入してICチップ2を
固定する工程である。
Next, an FCB (flip chip bonding) step of connecting and fixing the IC chip 2 to which the crystal unit 6 is connected at a predetermined position on the base 1 by flip chip bonding is performed at the tip of the bump 4. A conductive adhesive 5 is applied, the IC chip 2 is heated under pressure to electrically connect the electrode pattern 3 provided on the base 1 to the bumps 4, and then an underfill material is injected into the IC chip. This is a step of fixing the second.

【0034】次の工程は、金属製のリッド12をベース
1に位置合わせして固定し、半田等の金属のロウ材13
を溶かして封止する第一の封止工程である。
In the next step, the metal lid 12 is positioned and fixed to the base 1, and the metal brazing material 13 such as solder is used.
This is a first sealing step of melting and sealing.

【0035】次に、圧電振動子6の所定の位置をレーザ
ー加工し周波数調整する周波数調整工程が行われる。
Next, a frequency adjusting step of adjusting the frequency by laser processing a predetermined position of the piezoelectric vibrator 6 is performed.

【0036】そして、更に開口部14に封止用の金属製
の小片15を搭載し、真空雰囲気中で封止剤16を用い
て真空封止加工をする第二の封止工程が行われる。
Then, a second sealing step of mounting a small metal piece 15 for sealing in the opening 14 and performing vacuum sealing using a sealing agent 16 in a vacuum atmosphere is performed.

【0037】更に、リッド12の表面にレーザー装置等
でマーキング加工して、リアルタイムクロックモジュー
ル17が完成する。
Further, the surface of the lid 12 is marked by a laser device or the like, and the real-time clock module 17 is completed.

【0038】以上が、本発明のリアルタイムクロックモ
ジュールの製造プロセスである。
The above is the manufacturing process of the real-time clock module of the present invention.

【0039】(実施例2)図5は、本発明の他の実施例
であり、周波数調整用の開口部41がベース42に形成
された例である。またこの実施例2では、リッド43の
形状はフラットの板状のものを用いている。
(Embodiment 2) FIG. 5 shows another embodiment of the present invention, in which an opening 41 for frequency adjustment is formed in a base 42. FIG. In the second embodiment, the lid 43 has a flat plate shape.

【0040】また以上の実施例に限定されず、その構成
部品の組み合わせは自由である。
The present invention is not limited to the above embodiments, and the components can be freely combined.

【0041】以上、セラミック及び金属といった信頼性
が高く、かつ安価な構成部品を用いることにより、横
4.7mm、幅3.2mm、厚み0.8mmという小型
薄型のリアルタイムクロックモジュールが安価に得られ
る。
As described above, a small and thin real-time clock module having a width of 4.7 mm, a width of 3.2 mm and a thickness of 0.8 mm can be obtained at low cost by using highly reliable and inexpensive components such as ceramics and metals. .

【0042】ここで、従来のモールドタイプのリアルタ
イムクロックモジュールのサイズは、横10mm、幅
7.5mm、厚み3.2mmであり、これと比較すると
本発明のリアルタイムクロックモジュールは、容積比で
約1/20と非常に小型薄型化されている。
Here, the size of the conventional mold type real-time clock module is 10 mm in width, 7.5 mm in width, and 3.2 mm in thickness. In comparison with this, the real-time clock module of the present invention has a volume ratio of about 1 mm. / 20, which is very small and thin.

【0043】[0043]

【発明の効果】請求項1、2、6、7、8、9記載の発
明によれば、半導体集積回路はセラミックで形成された
ベースにフリップチップボンディングで搭載され、ベー
スは半導体集積回路がフリップチップボンディングされ
る実装面に挟まれた溝部を有し、その溝部に圧電振動子
を配置したことにより、圧電デバイスの厚みを1mm以
下と薄くすることが可能となり、小型薄型の圧電デバイ
スを安価に提供できるという効果を有する。
According to the first, second, sixth, seventh, eighth, and ninth aspects of the present invention, the semiconductor integrated circuit is mounted on a base formed of ceramic by flip chip bonding, and the base is formed by flipping the semiconductor integrated circuit. By having a groove sandwiched between the mounting surfaces to be chip-bonded, and arranging the piezoelectric vibrator in the groove, the thickness of the piezoelectric device can be reduced to 1 mm or less. It has the effect that it can be provided.

【0044】請求項3、4記載の発明によれば、圧電振
動子にバンプ接続用の開口部を形成することにより、圧
電振動子を直接半導体集積回路上にマウントすることが
でき、従来リードフレームやベース等に形成した圧電振
動子用の電極部が不要となり、圧電デバイスを安価に提
供できる。また、このような構造にすることにより、よ
り薄型化が図られるという効果を有する。
According to the third and fourth aspects of the present invention, the piezoelectric vibrator can be directly mounted on the semiconductor integrated circuit by forming an opening for bump connection in the piezoelectric vibrator. An electrode portion for a piezoelectric vibrator formed on the base or the like becomes unnecessary, and a piezoelectric device can be provided at low cost. Further, such a structure has an effect that the thickness can be further reduced.

【0045】請求項5記載の発明によれば、ベース1の
周辺部に配置された電極パターン32のメタライズ層を
2層として、その厚みを厚く形成することにより高さバ
ラツキを無くし、電極パターンとバンプとの接続不良を
無くし、製造歩留まりの良好な信頼性の高い圧電デバイ
スが得られるという効果を有する。
According to the fifth aspect of the present invention, the metallization layer of the electrode pattern 32 disposed on the peripheral portion of the base 1 is formed as two layers, and the thickness thereof is formed to be large, thereby eliminating the height variation, and eliminating the electrode pattern. This has the effect of eliminating poor connection with bumps and obtaining a highly reliable piezoelectric device with good manufacturing yield.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の圧電デバイスの構造図。(a)は、平
面図。(b)は、正面図。
FIG. 1 is a structural view of a piezoelectric device of the present invention. (A) is a top view. (B) is a front view.

【図2】本発明の圧電デバイスのICチップ部の拡大
図。
FIG. 2 is an enlarged view of an IC chip portion of the piezoelectric device of the present invention.

【図3】本発明の圧電デバイスのベースの拡大図。FIG. 3 is an enlarged view of a base of the piezoelectric device of the present invention.

【図4】本発明の圧電デバイスの製造プロセスを示すブ
ロック図。
FIG. 4 is a block diagram showing a manufacturing process of the piezoelectric device of the present invention.

【図5】本発明の他の実施例の構造図。(a)は、平面
図。(b)は、正面図。
FIG. 5 is a structural view of another embodiment of the present invention. (A) is a top view. (B) is a front view.

【図6】従来の圧電デバイスの構造図。(a)は、平面
図。(b)は、正面図。
FIG. 6 is a structural view of a conventional piezoelectric device. (A) is a top view. (B) is a front view.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ベース 2 ICチップ 3 電極パターン 4 バンプ 5 導電性接着剤 6 水晶振動子 7 支持部 8 開口部 9a、9b 電極パッド 10 表面 11 溝部 12 リッド 13 ロウ材 14 開口部 15 小片 16 封止剤 17 リアルタイムクロックモジュール 31、32 電極パターン 41 開口部 42 ベース 43 リッド 101 ICチップ 102 リードフレーム 103 アイランド部 104 Auワイヤーボンディング線 105 入出力リード端子 106 水晶振動子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Base 2 IC chip 3 Electrode pattern 4 Bump 5 Conductive adhesive 6 Crystal vibrator 7 Supporting part 8 Opening 9a, 9b Electrode pad 10 Surface 11 Groove 12 Lid 13 Brazing material 14 Opening 15 Small piece 16 Sealant 17 Real time Clock module 31, 32 Electrode pattern 41 Opening 42 Base 43 Lid 101 IC chip 102 Lead frame 103 Island 104 Au wire bonding wire 105 I / O lead terminal 106 Crystal oscillator

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】半導体集積回路と圧電振動子とをパッケー
ジに内蔵した圧電デバイスにおいて、前記半導体集積回
路はセラミックで形成されたベースにフリップチップボ
ンディングで搭載され、前記半導体集積回路上に形成さ
れたバンプと、前記ベース上に形成された電極パターン
が電気的に接続されており、前記圧電振動子は、前記ベ
ースと前記半導体集積回路との間に配置され、前記半導
体集積回路上に形成された前記圧電振動子接続用のバン
プと電気的に接続されていることを特徴とする圧電デバ
イス。
1. A piezoelectric device in which a semiconductor integrated circuit and a piezoelectric vibrator are built in a package, wherein the semiconductor integrated circuit is mounted on a base made of ceramic by flip-chip bonding and formed on the semiconductor integrated circuit. The bump and the electrode pattern formed on the base are electrically connected, and the piezoelectric vibrator is disposed between the base and the semiconductor integrated circuit and formed on the semiconductor integrated circuit. A piezoelectric device electrically connected to the bump for connecting the piezoelectric vibrator.
【請求項2】半導体集積回路と圧電振動子とをパッケー
ジに内蔵した圧電デバイスにおいて、前記半導体集積回
路はセラミックで形成されたベースにフリップチップボ
ンディングで搭載され、前記ベースは前記半導体集積回
路がフリップチップボンディングされる実装面に挟まれ
た溝部を有し、前記溝部に前記圧電振動子を配置したこ
とを特徴とする請求項1記載の圧電デバイス。
2. A piezoelectric device in which a semiconductor integrated circuit and a piezoelectric vibrator are incorporated in a package, wherein the semiconductor integrated circuit is mounted on a base made of ceramic by flip chip bonding, and the base is formed by flipping the semiconductor integrated circuit. 2. The piezoelectric device according to claim 1, further comprising a groove sandwiched between mounting surfaces to be chip-bonded, wherein the piezoelectric vibrator is arranged in the groove.
【請求項3】半導体集積回路と圧電振動子とをパッケー
ジに内蔵した圧電デバイスにおいて、前記圧電振動子
は、前記半導体集積回路上に形成された前記圧電振動子
接続用のバンプとの接続部に、開口部を有することを特
徴とする請求項1記載の圧電デバイス。
3. A piezoelectric device in which a semiconductor integrated circuit and a piezoelectric vibrator are incorporated in a package, wherein the piezoelectric vibrator is provided at a connection portion between the piezoelectric vibrator connecting bump formed on the semiconductor integrated circuit. 2. The piezoelectric device according to claim 1, further comprising an opening.
【請求項4】半導体集積回路と圧電振動子とをパッケー
ジに内蔵した圧電デバイスにおいて、前記半導体集積回
路は、相対する辺にベース上に形成された電極パターン
接続用の電極パッドを有し、前記相対する辺に垂直な辺
に前記圧電振動子の接続用電極パッドを有することを特
徴とする請求項1記載の圧電デバイス。
4. A piezoelectric device in which a semiconductor integrated circuit and a piezoelectric vibrator are built in a package, wherein the semiconductor integrated circuit has an electrode pad for connecting an electrode pattern formed on a base on opposing sides. The piezoelectric device according to claim 1, further comprising a connection electrode pad of the piezoelectric vibrator on a side perpendicular to an opposite side.
【請求項5】半導体集積回路と圧電振動子とをパッケー
ジに内蔵した圧電デバイスにおいて、セラミックで形成
されたベース上の周辺部に形成された電極パターンが、
少なくとも2層の金属層でメタライズされていることを
特徴とする請求項1記載の圧電デバイス。
5. A piezoelectric device in which a semiconductor integrated circuit and a piezoelectric vibrator are built in a package, wherein an electrode pattern formed on a peripheral portion on a base made of ceramic is
2. The piezoelectric device according to claim 1, wherein the piezoelectric device is metallized with at least two metal layers.
【請求項6】半導体集積回路と圧電振動子とをパッケー
ジに内蔵した圧電デバイスにおいて、前記半導体集積回
路上に形成されたバンプが、Auのワイヤーボンディン
グにより形成されたバンプであることを特徴とする請求
項1記載の圧電デバイス。
6. A piezoelectric device in which a semiconductor integrated circuit and a piezoelectric vibrator are incorporated in a package, wherein the bump formed on the semiconductor integrated circuit is a bump formed by Au wire bonding. The piezoelectric device according to claim 1.
【請求項7】半導体集積回路と圧電振動子とをパッケー
ジに内蔵した圧電デバイスにおいて、前記圧電振動子が
水晶振動子であることを特徴とする請求項1記載の圧電
デバイス。
7. The piezoelectric device according to claim 1, wherein the piezoelectric vibrator is a quartz vibrator in a piezoelectric device having a semiconductor integrated circuit and a piezoelectric vibrator incorporated in a package.
【請求項8】半導体集積回路と圧電振動子とをパッケー
ジに内蔵した圧電デバイスにおいて、前記半導体集積回
路がリアルタイムクロック用ICであることを特徴とす
る請求項1記載の圧電デバイス。
8. The piezoelectric device according to claim 1, wherein the semiconductor integrated circuit is a real-time clock IC in a piezoelectric device having a semiconductor integrated circuit and a piezoelectric vibrator built in a package.
【請求項9】半導体集積回路の各パッドにバンプを形成
する工程と、 前記半導体集積回路上に形成された圧電振動子接続用の
バンプに圧電振動子を搭載接続する工程と、 前記半導体集積回路を、ベースの所定の位置にフリップ
チップボンディングで接続固定する工程と、 前記ベースにリッド(蓋)を搭載し、封止する工程と、 前記ベースあるいはリッドに設けられた開口部を用い
て、前記圧電振動子の所定の位置をレーザー加工し周波
数調整する工程と、 前記開口部を真空雰囲気中で真空封止する工程と、有す
ることを特徴とする圧電デバイスの製造方法。
9. A step of forming a bump on each pad of the semiconductor integrated circuit; a step of mounting and connecting a piezoelectric vibrator to a bump for connecting a piezoelectric vibrator formed on the semiconductor integrated circuit; Using a flip-chip bonding method to connect and fix the base to a predetermined position on the base, mounting a lid (lid) on the base, and sealing the base; and using an opening provided in the base or the lid, A method for manufacturing a piezoelectric device, comprising: a step of laser processing a predetermined position of a piezoelectric vibrator to adjust a frequency; and a step of vacuum-sealing the opening in a vacuum atmosphere.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1333523C (en) * 2002-11-22 2007-08-22 泰艺电子股份有限公司 Method for mfg of time-frequency element and products thereof
US7584661B2 (en) * 2006-09-21 2009-09-08 Fujitsu Limited Tuning fork gyro sensor

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