CN104601136B - 封装、振动器件、振荡器、电子设备以及移动体 - Google Patents
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Abstract
本发明提供封装、振动器件、振荡器、电子设备以及移动体。石英振子具有:石英振动片;热敏电阻;包含相互处于正反关系的第1主面和第2主面的第2层;以及具有贯通孔的第3层,在第1主面侧设置有两个内部端子,在第2主面侧的从贯通孔露出的部分设置有两个电极焊盘,石英振动片安装于内部端子,热敏电阻安装于电极焊盘,在第3层的第3主面侧,在第1对角线(L1)上设置有两个安装端子,并且在第2对角线(L2)上设置有两个安装端子,两个电极焊盘中的至少一个经由设置于贯通孔的内壁的第1导电膜与第2对角线(L2)上的两个安装端子中的任意一个连接。
Description
技术领域
本发明涉及封装、振动器件、以及具有该振动器件的振荡器、电子设备和移动体。
背景技术
以往,作为振动器件,公知有如下的压电器件,所述压电器件具有:压电振动元件;温敏部件;以及容器,其具有收纳压电振动元件的第1收纳部、且具有收纳温敏部件的第2收纳部(例如参照专利文献1)。
该压电器件的容器具有:第1绝缘基板,其具有构成第2收纳部的贯通孔,且在底部具有多个安装端子;以及第2绝缘基板,其将反面层叠固定到第1绝缘基板的正面部,在正面设置有压电振动元件搭载用的第1电极焊盘,在反面设置有使安装端子和第1电极焊盘导通的第1布线图案、使安装端子和温敏部件导通的第2布线图案、以及温敏部件搭载用的第2电极焊盘。
【专利文献1】日本特开2013-102315号公报
根据市场的要求,还存在如下结构的上述压电器件:与压电振动元件导通的一对安装端子、以及与温敏部件导通的另一对安装端子分别被配置在第1绝缘基板的底部的对角线上。
由此,在上述结构的压电器件中,第2绝缘基板的反面中的第1布线图案和第2布线图案的走线(参照专利文献1的图3的(b))比上述一对安装端子不分别被配置在底部的对角线上而被配置在底部的相邻角部的结构的走线(参照专利文献1的图9的(b))复杂。
其结果,上述结构的压电器件可能会由于第1布线图案和第2布线图案的走线制约(图案宽度、图案之间的间隙、从外形到图案的距离等布线规则),而平面尺寸的进一步小型化被阻碍。
因此,作为上述问题的对策,如专利文献1的图4那样,考虑如下结构:将第1布线图案走线至第2绝缘基板的正面、第2布线图案走线至第2绝缘基板的反面。
但是,在该结构中,由于第1布线图案和压电振动元件接近,因此在压电振动元件的激励电极与第1布线图案之间可能产生寄生电容,从而压电振动元件的振动特性劣化。
发明内容
本发明正是为了解决上述课题中的至少一部分而完成的,可作为以下方式或应用例来实现。
[应用例1]本应用例的封装的特征在于,该封装具有:第1基板,其包含相互处于正反关系的第1主面和第2主面;以及第2基板,其层叠于所述第1基板的所述第2主面侧,且具有贯通孔,在所述第1基板的所述第1主面侧,设置有第1电极焊盘和第2电极焊盘,在所述第1基板的所述第2主面侧的从所述贯通孔露出的部分,设置有第3电极焊盘和第4电极焊盘,在所述第2基板的与所述第1基板侧相反侧的第3主面侧,在第1对角线上设置有第1安装端子和第2安装端子,并且在与所述第1对角线交叉的第2对角线上设置有第3安装端子和第4安装端子,所述第1电极焊盘经由设置于所述第1基板的所述第2主面侧的第1布线图案与所述第1安装端子连接,所述第2电极焊盘经由设置于所述第1基板的所述第2主面侧的第2布线图案与所述第2安装端子连接,所述第3电极焊盘和所述第4电极焊盘中的至少一方经由设置于所述贯通孔的内壁的第1导电膜,与所述第3安装端子和所述第4安装端子中的任意一个连接。
由此,在封装(容器)中,第3电极焊盘和第4电极焊盘中的至少一方经由设置于贯通孔的内壁的第1导电膜,与第3安装端子和第4安装端子中的任意一个连接。
其结果,在封装中,连接第1电极焊盘、第2电极焊盘和第1安装端子、第2安装端子的第1布线图案、第2布线图案,与连接第3电极焊盘、第4电极焊盘和第3安装端子以及第4安装端子中的任意一个的布线图案相互立体交叉,两者可在俯视时重叠。
由此,封装相比现有结构(例如上述专利文献1的结构)能够缩小平面视图中的布线图案的占有面积,因此能够实现平面尺寸的进一步小型化。
[应用例2]本应用例的振动器件的特征在于,该振动器件具有:振动片;电子元件;第1基板,其包含相互处于正反关系的第1主面和第2主面;以及第2基板,其层叠于所述第1基板的所述第2主面侧,且具有贯通孔,在所述第1基板的所述第1主面侧,设置有第1电极焊盘和第2电极焊盘,在所述第1基板的所述第2主面侧的从所述贯通孔露出的部分,设置有第3电极焊盘和第4电极焊盘,所述振动片安装于所述第1电极焊盘和所述第2电极焊盘,所述电子元件安装于所述第3电极焊盘和所述第4电极焊盘,在所述第2基板的与所述第1基板侧相反侧的第3主面侧,在第1对角线上设置有第1安装端子和第2安装端子,并且在与所述第1对角线交叉的第2对角线上设置有第3安装端子和第4安装端子,所述第1电极焊盘经由设置于所述第1基板的所述第2主面侧的第1布线图案与所述第1安装端子连接,所述第2电极焊盘经由设置于所述第1基板的所述第2主面侧的第2布线图案与所述第2安装端子连接,所述第3电极焊盘和所述第4电极焊盘中的至少一方经由设置于所述贯通孔的内壁的第1导电膜,与所述第3安装端子和所述第4安装端子中的任意一个连接。
由此,在振动器件中,第3电极焊盘和第4电极焊盘中的至少一方经由设置于贯通孔的内壁的第1导电膜,与第3安装端子和第4安装端子中的任意一个连接。
其结果,在振动器件中,使连接振动片和第1安装端子、第2安装端子的第1布线图案、第2布线图案,与连接电子元件和第3安装端子以及第4安装端子中的任意一个的布线图案相互立体交叉,两者可在俯视时重叠。
由此,振动器件相比现有结构(例如上述专利文献1的结构)能够缩小平面视图中的布线图案的占有面积,因此能够实现平面尺寸的进一步小型化。
此外,振动器件由于第1布线图案和第2布线图案被设置于第1基板的第2主面侧,因此能够避免第1主面侧的振动片引起的寄生电容的增加,能够维持振动片的振动特性。
[应用例3]在上述应用例的振动器件中,优选的是,在所述第2基板的所述第3主面侧,沿着所述贯通孔的外缘设置有第2导电膜。
由此,振动器件由于第2导电膜在俯视时沿着贯通孔的外缘进行设置,因此例如能够根据照射了光时的第2导电膜与周围的反射光的对比度的差异,通过图像识别装置识别贯通孔,能够提高电子元件相对于贯通孔的搭载位置精度。
[应用例4]在上述应用例的振动器件中,优选的是,所述第2导电膜与所述第1导电膜连接。
由此,振动器件由于第2导电膜与第1导电膜连接,因此向电子元件的导热良好。此时,例如在电子元件为温敏元件的情况下,振动片的相对于温度变化的追随性提高。
其结果,振动器件能够通过基于温敏元件的检测温度(电阻值的变化)进行动作的外部的温度补偿电路,减少振动片伴随温度变化的频率变动。
[应用例5]在上述应用例的振动器件中,优选的是,在所述第3电极焊盘与所述第4电极焊盘之间设置有槽部。
由此,振动器件由于在第3电极焊盘与第4电极焊盘之间设置有槽部,因此能够通过槽部截断安装电子元件时的焊料等接合部件的流出。
其结果,振动器件能够抑制经由接合部件的第3电极焊盘与第4电极焊盘之间的短路。
[应用例6]在上述应用例的振动器件中,优选的是,在所述第2基板的所述第3主面上,设置有朝所述第2主面侧凹陷的阶梯部,所述贯通孔设置于所述阶梯部。
由此,振动器件由于在第2基板的第3主面上,设置有朝第2主面侧凹陷的阶梯部,且贯通孔设置于阶梯部,因此能够增大第1导电膜、第2导电膜与各安装端子之间的厚度方向的间隔。
其结果,振动器件在安装到电子设备等外部部件时,能够抑制焊料等接合部件引起的第1导电膜、第2导电膜与未连接的各安装端子之间的短路。
[应用例7]在上述应用例的振动器件中,优选的是,在俯视时,所述第3电极焊盘和所述第4电极焊盘各自的面积相对于所述贯通孔的开口部的面积为15%以上30%以下。
由此,振动器件由于在俯视时,第3电极焊盘和第4电极焊盘各自的面积相对于贯通孔的开口部的面积为15%以上30%以下,因此能够提高第3电极焊盘和第4电极焊盘的图像识别性。
此外,振动器件能够通过上述设定,将第3电极焊盘和第4电极焊盘的面积、与涂覆在第3电极焊盘和第4电极焊盘上的焊料等接合部件的面积之比增大至两者都可图像识别的程度。
其结果,振动器件能够通过图像识别装置更高精度地管理焊料等接合部件的涂覆直径(涂覆量)。
此外,振动器件能够通过上述第3电极焊盘和第4电极焊盘的图像识别性的提高,提高电子元件相对于第3电极焊盘和第4电极焊盘的搭载位置精度。
另外,上述数值是基于由发明人的实验和仿真等得到的见解的数值。
[应用例8]在上述应用例的振动器件中,优选的是,在俯视时,所述第3电极焊盘和所述第4电极焊盘各自的面积相对于所述贯通孔的所述开口部的面积为19.5%以上23.5%以下。
由此,振动器件由于在俯视时,第3电极焊盘和第4电极焊盘各自的面积相对于贯通孔的开口部的面积为19.5%以上23.5%以下,因此能够进一步提高第3电极焊盘和第4电极焊盘的图像识别性,并且抑制焊料等接合部件引起的第3电极焊盘与第4电极焊盘之间的短路。
另外,上述数值是基于由发明人的实验和仿真等得到的见解的数值。
[应用例9]在上述应用例的振动器件中,优选的是,在俯视时,所述第3电极焊盘和所述第4电极焊盘各自的面积相对于所述电子元件的面积为70%以上150%以下。
由此,振动器件由于在俯视时,第3电极焊盘和第4电极焊盘各自的面积相对于电子元件的面积为70%以上150%以下,因此能够可靠地对第3电极焊盘、第4电极焊盘和电子元件两方进行图像识别。
其结果,振动器件能够提高电子元件相对于第3电极焊盘和第4电极焊盘的搭载位置精度。
另外,上述数值是基于由发明人的实验和仿真等得到的见解的数值。
[应用例10]在上述应用例的振动器件中,优选的是,在俯视时,所述第3电极焊盘和所述第4电极焊盘各自的面积相对于所述电子元件的面积为75%以上145%以下。
由此,振动器件由于在俯视时,第3电极焊盘和第4电极焊盘各自的面积相对于电子元件的面积为75%以上145%以下,因此能够更可靠地对第3电极焊盘、第4电极焊盘和电子元件两方进行图像识别。
其结果,振动器件能够进一步提高电子元件相对于第3电极焊盘和第4电极焊盘的搭载位置精度。
另外,上述数值是基于由发明人的实验和仿真等得到的见解的数值。
[应用例11]在上述应用例的振动器件中,优选的是,在俯视时,所述贯通孔的轮廓包含曲线。
由此,振动器件由于在俯视时,贯通孔的轮廓包含曲线,因此例如通过磨圆贯通孔的角部,能够避免与各安装端子的干涉,并且增大贯通孔。
由此,振动器件能够提高第3电极焊盘和第4电极焊盘的图像识别性。
[应用例12]在上述应用例的振动器件中,优选的是,在俯视时,所述各安装端子的所述贯通孔侧的轮廓包含曲线。
由此,振动器件由于在俯视时,各安装端子的贯通孔侧的轮廓包含曲线,因此能够在第3电极焊盘以及第4电极焊盘与未连接的各安装端子之间确保恒定的间隔。
由此,振动器件能够抑制第3电极焊盘以及第4电极焊盘与未连接的各安装端子之间的短路。
[应用例13]在上述应用例的振动器件中,优选的是,所述电子元件是温敏元件。
由此,振动器件由于电子元件是温敏元件,因此能够通过温敏元件检测振动片的温度。
其结果,振动器件能够通过例如基于温敏元件的检测温度(电阻值的变化)进行动作的外部的温度补偿电路,减少振动片伴随温度变化的频率变动。
[应用例14]本应用例的振荡器的特征在于,该振荡器具有:上述任意一个应用例所述的振动器件;以及电路。
由此,本结构的振荡器由于具有上述任意一个应用例所述的振动器件;以及电路(例如驱动振动片的驱动电路),因此能够提供起到上述任意一个应用例所述的效果的振荡器。
[应用例15]本应用例的电子设备的特征在于,该电子设备具有上述任意一个应用例所述的振动器件。
由此,本结构的电子设备具有上述任意一个应用例所述的振动器件,因此能够提供起到上述任意一个应用例所述的效果的电子设备。
[应用例16]本应用例的移动体的特征在于,该移动体具有上述任意一个应用例所述的振动器件。
由此,本结构的移动体具有上述任意一个应用例所述的振动器件,因此能够提供起到上述任意一个应用例所述的效果的移动体。
附图说明
图1是示出第1实施方式的石英振子的概略结构的示意图,(a)是从盖(盖体)侧观察到的平面图,(b)是(a)的A-A线处的剖视图,(c)是从底面侧观察到的平面图。
图2是示出变形例1的石英振子的概略结构的示意性剖视图。
图3是示出从底面侧观察到的变形例2的石英振子的概略结构的示意性平面图。
图4是示出第2实施方式的石英振子的概略结构的示意图,(a)是从盖侧观察到的平面图,(b)是(a)的A-A线处的剖视图,(c)是从底面侧观察到的平面图。
图5是示出第3实施方式的石英振子的概略结构的示意图,(a)是从盖侧观察到的平面图,(b)是(a)的A-A线处的剖视图,(c)是从底面侧观察到的平面图。
图6是示出第4实施方式的石英振子的概略结构的示意图,(a)是从盖侧观察到的平面图,(b)是(a)的A-A线处的剖视图,(c)是从底面侧观察到的平面图。
图7是示出作为振荡器的石英振荡器的示意性立体图。
图8是示出作为电子设备的移动电话的示意性立体图。
图9是示出作为移动体的汽车的示意性立体图。
标号说明
1、2、3、4、5、6:作为振动器件的石英振子;10:作为振动片的石英振动片;11:振动部;12:基部;13:一个主面;14:另一个主面;15、16:激励电极;15a、16a:引出电极;20:作为电子元件和温敏元件的热敏电阻;21、22:电极;30:封装;31:封装底座;31a:第1层;31b:作为第1基板的第2层;31c:作为第2基板的第3层;32:盖;33:第1主面;33a:作为第1电极焊盘的内部端子;33b:作为第2电极焊盘的内部端子;34:第2主面;34a:作为第3电极焊盘的电极焊盘;34b:作为第4电极焊盘的电极焊盘;34c:槽部;35:第3主面;35a:阶梯部;36:贯通孔;36a:内壁;37a:作为第1安装端子的安装端子;37b:作为第2安装端子的安装端子;37c:作为第3安装端子的安装端子;37d:作为第4安装端子的安装端子;38:接合部件;40:导电性粘接剂;41:接合部件;132:盖;132a:凸缘部;138:导电性接合部件;500:作为振荡器的石英振荡器;501:底座基板;502:作为电路的IC芯片;503:焊盘;504:金属线;505:内部端子;506:输入输出端子;507:电极焊盘;700:作为电子设备的移动电话;701:液晶显示装置;702:操作按钮;703:接听口;704:通话口;800:作为移动体的汽车;B1、B2、B3、B4、B5、B6:导通孔;D1:第1导电膜;D2:第2导电膜;P1:作为第1布线图案的布线图案;P2:作为第2布线图案的布线图案;P3、P4、P5:布线图案。
具体实施方式
下面,参照附图来说明将本发明具体化后的实施方式。
(第1实施方式)
首先对作为振动器件的一例的石英振子进行说明。
图1是示出第1实施方式的石英振子的概略结构的示意图。图1的(a)是从盖(盖体)侧观察到的平面图,图1的(b)是图1的(a)的A-A线处的剖视图,图1的(c)是从底面侧观察到的平面图。另外,在图1的(a)中省略了盖。此外,为了容易理解,各结构要素的尺寸比率与实际不同。
如图1所示,石英振子1具有作为振动片的石英振动片10、作为电子元件的发挥温敏元件的功能的热敏电阻20、和收纳有石英振动片10和热敏电阻20的封装30。
石英振动片10例如是利用石英的原石等以规定的角度切出的AT切型,其平面形状形成为大致矩形,具有进行厚度剪切振动的振动部11和与振动部11连接的基部12。
石英振动片10中,从形成在振动部11的一个主面13和另一个主面14上的大致矩形的激励电极15、16引出的引出电极15a、16a形成在基部12上。
引出电极15a从一个主面13的激励电极15起沿着石英振动片10的长度方向(纸面左右方向)被引出到基部12,沿着基部12的侧面绕到另一个主面14并延伸至另一个主面14的激励电极16附近。
引出电极16a从另一个主面14的激励电极16起沿着石英振动片10的长度方向被引出到基部12,沿着基部12的侧面绕到一个主面13并延伸至一个主面13的激励电极15附近。
激励电极15、16和引出电极15a、16a例如是以Cr为基底层、并在其上层叠有Au的结构的金属覆盖膜。
热敏电阻20例如是芯片型(长方体形状)的温敏元件(温敏电阻元件),且是在两端具有电极21、22,电阻相对温度变化的变化较大的电阻体。
热敏电阻20采用了例如电阻随着温度上升而减小的被称作NTC(NegativeTemperature Coefficient:负温度系数)热敏电阻的热敏电阻。NTC热敏电阻由于温度和电阻值的变化是成比例的,因此大多被用作温度传感器。
热敏电阻20通过被搭载到封装30、并检测石英振动片10附近的温度,作为温度传感器发挥有助于抑制石英振动片10伴随温度变化的频率变动的功能。
封装30构成为大致长方体形状,并具有:平面形状为大致矩形的大致平板状的封装底座31;以及覆盖封装底座31的一侧的平板状的作为盖体的盖32。
封装底座31采用了对陶瓷生片进行成型和层叠并烧制而成的氧化铝质烧结体、莫来石质烧结体、氮化铝质烧结体、碳化硅质烧结体、玻璃陶瓷烧结体等陶瓷类的绝缘性材料,石英,玻璃和硅(高电阻硅)等。
盖32采用与封装底座31相同的材料,或者采用铁镍钴合金、42合金等金属。
封装底座31为3层构造。具体而言,从盖32侧起依次层叠有框状的第1层31a、平板状的作为第1基板的第2层31b、在中央部具有大致矩形的贯通孔36的作为第2基板的第3层31c。
第2层31b包含相互处于正反关系的第1主面33和第2主面34。
封装底座31构成为在第2层31b的第1主面33侧层叠有第1层31a、在第2层31b的第2主面34侧层叠有第3层31c。
在第2层31b的第1主面33侧,在与石英振动片10的引出电极15a、16a相对的位置处,设置有作为第1电极焊盘的内部端子33a和作为第2电极焊盘的内部端子33b。
在第2层31b的第2主面34侧的从贯通孔36露出的部分,在与热敏电阻20的电极21、22相对的位置处,设置有作为第3电极焊盘的电极焊盘34a和作为第4电极焊盘的电极焊盘34b。
石英振动片10中,经由混合有金属填充剂等导电性物质的环氧类、硅类、聚酰亚胺类等的导电性粘接剂40将引出电极15a、16a安装到内部端子33a和内部端子33b。
热敏电阻20的电极21、22经由焊料等接合部件41被安装到电极焊盘34a和电极焊盘34b。
在石英振子1中,在将石英振动片10安装到封装底座31的内部端子33a、33b的状态下,封装底座31的第1层31a由盖32覆盖,封装底座31和盖32用接缝环、低熔点玻璃、粘接剂等接合部件38接合,由此对封装底座31的内部空间(收纳石英振动片10的空间)进行了气密密封。
另外,封装底座31的被气密密封的内部空间成为减压后的真空状态(真空度高的状态),或者成为填充有氮、氦、氩等非活性气体的状态。
在封装底座31的第3层31c的、与第2层31b侧相反侧的第3主面35侧,在第3主面35的第1对角线L1上设置有作为第1安装端子的安装端子37a和作为第2安装端子的安装端子37b,并且在与第1对角线L1交叉的第2对角线L2上设置有作为第3安装端子的安装端子37c和作为第4安装端子的安装端子37d。
内部端子33a经由设置于第2层31b的第2主面34侧的作为第1布线图案的布线图案P1与安装端子37a连接。
内部端子33b经由设置于第2层31b的第2主面34侧的作为第2布线图案的布线图案P2与安装端子37b连接。
电极焊盘34a和电极焊盘34b中的至少一方(这里为电极焊盘34a)经由设置于贯通孔36的内壁36a的第1导电膜D1与安装端子37c和安装端子37d中的任意一个(这里为安装端子37c)连接。
详细地讲,安装端子37a经由贯通封装底座31的第3层31c的导通孔(在通孔中填充了金属或具有导电性的材料的导通电极)B1、设置于第2层31b的第2主面34侧的布线图案P1、以及贯通第2层31b的导通孔B2与内部端子33a连接。
安装端子37b经由贯通第3层31c的导通孔B3、设置于第2层31b的第2主面34侧的布线图案P2、以及贯通第2层31b的导通孔B4与内部端子33b连接。
安装端子37c经由设置于第3主面35侧的布线图案P3、设置于贯通孔36的内壁36a的第1导电膜D1、以及设置于第2层31b的第2主面34侧的布线图案P4与电极焊盘34a连接。
安装端子37d经由贯通第3层31c的导通孔B5、以及设置于第2层31b的第2主面34侧的布线图案P5与电极焊盘34b连接。
这里,如图1的(c)所示,从安装端子37c起延伸的布线图案P3、与连接安装端子37b和内部端子33b的布线图案P2由于所设置的面不同,因此相互立体交叉,在俯视时可重叠。
另一方面,在将现有结构(例如上述专利文献1的结构)应用到本实施方式时,布线图案P3与布线图案P2被设置在同一面(第2层31b的第2主面34)上。由此,布线图案P3绕过布线图案P2和导通孔B4而走线到纸面左侧,经由贯通第3层31c的未图示的导通孔与安装端子37c连接,从而布线图案P3、P2的走线变得复杂。
与此相对,如上所述,本实施方式的布线图案P3、P2的走线通过相互立体交叉、并在俯视时重叠,走线变得简单,相比现有结构能够缩小平面视图中的布线图案P3、P2的占有面积。并且,也不需要在现有结构中所需的、用于与安装端子37c连接的贯通第3层31c的未图示的导通孔。
内部端子33a、33b、电极焊盘34a、34b、安装端子37a~37d、布线图案P1~P5、第1导电膜D1例如由金属覆盖膜构成,该金属覆盖膜是通过镀覆等在W、Mo等金属化层上层叠Ni、Au等的各覆盖膜而成的。
另外,第1导电膜D1例如能够通过如下那样的方法形成。
首先,在第3层31c中设置作为贯通孔36的一部分(优选为角部)的小贯通孔。
接着,在第3主面35上,以覆盖上述小贯通孔的方式,通过网板印刷法等涂覆糊料状的金属化层。
然后,从第2层31b侧抽吸金属化层,使其流入(蔓延)至上述小贯通孔的内壁。
进而,保留金属化层蔓延的一部分来扩大上述小贯通孔,从而形成贯通孔36。
通过这样的方法,能够在贯通孔36的内壁36a形成第1导电膜D1。
这里,石英振子1优选在俯视时,电极焊盘34a、34b各自的面积相对于贯通孔36的开口部的面积为15%以上30%以下,更优选为19.5%以上23.5%以下。
此外,石英振子1优选在俯视时,电极焊盘34a、34b各自的面积相对于热敏电阻20的面积为70%以上150%以下,更优选为75%以上145%以下。
此外,石英振子1优选为,在俯视时,贯通孔36的轮廓包含曲线。具体而言,如图1的(c)所示,贯通孔36的轮廓优选将四角部磨圆成圆弧状。
此外,石英振子1优选为,在俯视时,安装端子37a~37d的贯通孔36侧的轮廓包含曲线。具体而言,如图1的(c)所示,安装端子37a~37d的贯通孔36侧的轮廓优选沿着贯通孔36的轮廓被挖(切削)成圆弧状。
石英振子1通过从外部经由安装端子37a、37b、内部端子33a、33b、引出电极15a、16a和激励电极15、16施加的驱动信号,将石英振动片10激励出厚度剪切振动并使其以规定的频率进行谐振(振荡)。
此外,在石英振子1中,热敏电阻20作为温度传感器检测封装底座31中的石英振动片10附近的贯通孔36内的温度,并经由安装端子37c、37d输出检测信号。
如上所述,在第1实施方式的石英振子1中,电极焊盘34a和电极焊盘34b中的至少一方(这里为电极焊盘34a)经由设置于贯通孔36的内壁36a的第1导电膜D1与安装端子37c和安装端子37d中的任意一个(这里为安装端子37c)连接。
其结果,石英振子1使连接封装底座31的石英振动片10(内部端子33b)和安装端子37b的布线图案P2、与连接热敏电阻20(电极焊盘34a)和安装端子37c的布线图案P3相互立体交叉,两者可在俯视时重叠。
由此,石英振子1相比现有结构(例如上述专利文献1的结构)能够缩小平面视图中的布线图案P2、P3等的占有面积,因此能够实现平面尺寸的进一步小型化。
另外,对于封装30单体,也能够通过上述结构,实现平面尺寸的进一步小型化。
而且,石英振子1由于布线图案P1和布线图案P2被设置在了第2层31b的第2主面34侧,因此能够避免设置于第1主面33侧的石英振动片10引起的寄生电容的产生。
由此,石英振子1能够维持石英振动片10的良好的振动特性。
此外,石英振子1由于电子元件是作为温敏元件的热敏电阻20,因此能够通过热敏电阻20检测石英振动片10的温度。
其结果,石英振子1能够通过例如基于热敏电阻20的检测温度(电阻值的变化)进行动作的外部的温度补偿电路,减少石英振动片10伴随温度变化的频率变动。
另外,石英振子1也可以通过使布线图案P5在第3主面35上从安装端子37d朝向贯通孔36延伸、并在贯通孔36的内壁36a设置另一导电膜,经由另一导电膜连接电极焊盘34b和布线图案P5(安装端子37d)。
由此,在石英振子1中,电极焊盘34a、34b两方经由第1导电膜D1、另一导电膜与安装端子37c、37d连接。
由此,石英振子1不需要导通孔B5,从而封装底座31的制造变得容易。
此外,石英振子1由于在俯视时,电极焊盘34a、34b各自的面积相对于贯通孔36的开口部的面积为15%以上30%以下,因此能够提高电极焊盘34a、34b的图像识别性。
此外,石英振子1能够通过上述设定,将电极焊盘34a、34b的面积、与涂覆在电极焊盘34a、34b上的焊料等接合部件41的面积之比增大至两者都可图像识别的程度。
其结果,石英振子1能够通过图像识别装置更高精度地管理焊料等接合部件41的涂覆直径(涂覆量)。
此外,石英振子1能够利用上述电极焊盘34a、34b的图像识别性的提高,提高热敏电阻20相对于电极焊盘34a、34b的搭载位置精度。
另外,上述数值是基于由发明人的实验和仿真等得到的见解的数值。
此外,石英振子1由于在俯视时,电极焊盘34a、34b各自的面积相对于贯通孔36的开口部的面积为19.5%以上23.5%以下,因此能够进一步提高电极焊盘34a、34b的图像识别性,并且抑制焊料等接合部件41引起的电极焊盘34a和电极焊盘34b的短路。
另外,上述数值是基于由发明人的实验和仿真等得到的见解的数值。
此外,石英振子1由于在俯视时电极焊盘34a、34b各自的面积相对于热敏电阻20的面积为70%以上150%以下,因此能够可靠地对电极焊盘34a、34b和热敏电阻20两方进行图像识别。
其结果,石英振子1能够提高热敏电阻20相对于电极焊盘34a、34b的搭载位置精度。
另外,上述数值是基于由发明人的实验和仿真等得到的见解的数值。
此外,石英振子1由于在俯视时电极焊盘34a、34b各自的面积相对于热敏电阻20的面积为75%以上145%以下,因此能够更可靠地对电极焊盘34a、34b和热敏电阻20两方进行图像识别。
其结果,石英振子1能够进一步提高热敏电阻20相对于电极焊盘34a、34b的搭载位置精度。
另外,上述数值是基于由发明人的实验和仿真等得到的见解的数值。
此外,石英振子1由于在俯视时贯通孔36的轮廓包含曲线,因此通过磨圆角部,能够避免与各安装端子37a~37d的干涉,并且增大贯通孔36。由此,石英振子1能够提高电极焊盘34a、34b的图像识别性。
此外,石英振子1由于在俯视时各安装端子37a~37d的贯通孔36侧的轮廓包含曲线,因此能够在电极焊盘34a、34b与未连接的各安装端子37a~37d之间确保恒定的间隔。由此,石英振子1能够抑制电极焊盘34a、34b与未连接的各安装端子37a~37d之间的短路。
另外,在石英振子1中,只要内部空间的确保没有障碍,则也可以替代封装底座31的第1层31a,而使用较厚形成的接合部件38。
由此,石英振子1能够将封装底座31设为双层构造,从而封装底座31的制造变得容易。
接着,说明第1实施方式的变形例。
(变形例1)
图2是示出变形例1的石英振子的概略结构的示意性剖视图。另外,剖切面的位置与图1相同。
另外,对与第1实施方式相同的部分标注相同标号并省略详细说明,以与第1实施方式不同的部分为中心进行说明。
如图2所示,变形例1的石英振子2与第1实施方式相比,封装30的结构不同。
石英振子2从第1实施方式中去除了封装底座31的框状的第1层31a。
在石英振子2中,封装底座31的第2层31b的第1主面33侧被覆盖石英振动片10的金属制的盖132气密地密封。盖132使用铁镍钴合金、42合金等金属,形成为在整周设置有凸缘部132a的帽状。
石英振子2通过盖132的帽部分的鼓起,确保了石英振动片10的可进行振动的内部空间。
盖132的凸缘部132a经由接缝环、钎料、导电性粘接剂等导电性接合部件138被接合到封装底座31的第2层31b的第1主面33侧。
在石英振子2中,上述内部空间与第1实施方式同样,成为减压后的真空状态(真空度高的状态),或者成为填充有氮、氦、氩等惰性气体的状态。
在石英振子2中,安装端子37d经由导通孔B5、布线图案P5、设置成贯通第2层31b的导通孔B6以及导电性接合部件138与盖132电连接。
该安装端子37d经由电极焊盘34b与热敏电阻20的电极22电连接,成为了接地端子(GND端子)。
如上所述,在石英振子2中,第1主面33侧被覆盖石英振动片10的金属制的盖132气密地密封,且安装端子37d与盖132电连接,因此能够提高屏蔽性。
另外,石英振子2由于与盖132电连接的安装端子37d是接地端子(GND端子),因此能够进一步提高屏蔽性。
此外,石英振子2由于封装底座31是双层构造,因此与3层构造的第1实施方式相比,封装底座31的制造变得容易。
另外,石英振子2只要屏蔽性没有障碍,也可以不将盖132和安装端子37d电连接。该情况下,导电性接合部件138可以设为接合部件38。
此外,石英振子2可以通过较厚地形成导电性接合部件138来确保封装30的内部空间,将盖132设为与第1实施方式相同的平板状的盖32。
另外,石英振子2的结构还能够应用于以下的变形例和各实施方式。
(变形例2)
图3是示出从底面侧观察到的变形例2的石英振子的概略结构的示意性平面图。
另外,对与第1实施方式相同的部分标注相同标号并省略详细说明,以与第1实施方式不同的部分为中心进行说明。
如图3所示,变形例2的石英振子3与第1实施方式相比,热敏电阻20的配置方向不同。
石英振子3的热敏电阻20配置成连接电极21和电极22的方向(长度方向)与封装底座31的长度方向(纸面左右方向)交叉(这里为垂直)。
由此,石英振子3由于热敏电阻20被配置成长度方向与封装底座31的长度方向交叉(垂直),因此能够抑制由于封装底座31的翘曲(长度方向的翘曲倾向较大)而引起的热敏电阻20的固定强度(安装强度)的降低。
另外,石英振子3的结构还能够应用于上述变形例和以下的各实施方式。
(第2实施方式)
接着,说明第2实施方式的石英振子。
图4是示出第2实施方式的石英振子的概略结构的示意图。图4的(a)是从盖侧观察到的平面图,图4的(b)是图4的(a)的A-A线处的剖视图,图4的(c)是从底面侧观察到的平面图。另外,在图4的(a)中省略了盖。
另外,对与第1实施方式相同的部分标注相同标号并省略详细说明,以与第1实施方式不同的部分为中心进行说明。
如图4的(b)、图4的(c)所示,第2实施方式的石英振子4沿着平面视图中的贯通孔36的外缘设置有第2导电膜D2。
具体而言,第2导电膜D2以包围贯通孔36的方式,设置于第3主面35的贯通孔36侧的端部整周(贯通孔36的开口部的外缘)。并且,第2导电膜D2与第1导电膜D1以及布线图案P3连接。
另外,第2导电膜D2可以蔓延、也可以不蔓延至贯通孔36的内壁36a。
在石英振子4中,如果第2导电膜D2蔓延至贯通孔36的内壁36a,则相对于热敏电阻20的导热性提高,如果不蔓延至内壁36a,则与不蔓延的部分对应地,第2导电膜D2的形成变得容易。
如上所述,第2实施方式的石英振子4沿着平面视图中的贯通孔36的外缘设置有第2导电膜D2。
由此,石英振子4例如能够根据照射了光时的第2导电膜D2与周围的反射光的对比度的差异,通过图像识别装置识别贯通孔36,从而能够提高热敏电阻20相对于贯通孔36的搭载位置精度。
根据该结构,石英振子4还能够解决贯通孔36与其周围的对比度的差异小的现有结构(例如上述专利文献1的结构)中的、难以用图像识别装置识别贯通孔36这一问题。
另外,在仅解决该问题的情况下,第2导电膜D2与第1导电膜D1以及布线图案P3的连接不是必需的。
另外,第2导电膜D2在图像识别没有障碍的范围(例如保留对角部分等)内,也可以被部分地中断。
另外,石英振子4的结构还能够应用于上述各变形例和以下的各实施方式。
(第3实施方式)
接着,说明第3实施方式的石英振子。
图5是示出第3实施方式的石英振子的概略结构的示意图。图5的(a)是从盖侧观察到的平面图,图5的(b)是图5的(a)的A-A线处的剖视图,图5的(c)是从底面侧观察到的平面图。另外,在图5的(a)中省略了盖。
另外,对与第1实施方式相同的部分标注相同标号并省略详细说明,以与第1实施方式不同的部分为中心进行说明。
如图5的(b)、图5的(c)所示,第3实施方式的石英振子5在封装底座31的第2主面34侧的电极焊盘34a与电极焊盘34b之间设置了槽部34c。
槽部34c的平面形状为大致矩形、截面形状为大致凹形,且以长度比电极焊盘34a与电极焊盘34b的彼此相对的边(这里,图5的(c)中为在纸面上下方向上延伸的长边)的长度长的方式延伸。
由此,第3实施方式的石英振子5由于在封装底座31的第2主面34侧的电极焊盘34a与电极焊盘34b之间设置有槽部34c,因此能够通过槽部34c截断安装热敏电阻20时的焊料等接合部件41的流出。
详细地讲,接合部件41由于润湿性而被划分成留在电极焊盘34a、34b上的部分和流入到槽部34c的底部的部分,基本不会跨越槽部34c。
其结果,石英振子5能够抑制经由接合部件41的电极焊盘34a与电极焊盘34b之间的短路。
根据该结构,石英振子5还能够解决现有结构(例如上述专利文献1的结构)中的、经由接合部件41的电极焊盘34a与电极焊盘34b之间的短路这一问题。
另外,槽部34c例如能够如下那样形成:在烧制封装底座31前的阶段,将在第2层31b的第2主面34上具有平面形状与槽部34c为相同形状、且突出高度为槽部34c的规定深度以上的凸部的槽形成装置从第2主面34起按压至凸部的前端到达槽部34c的规定深度为止。
另外,在图5的(c)中,在纸面上下方向上,槽部34c形成得比贯通孔36大。由此,石英振子5能够增加流入到槽部34c的底部的接合部件41的允许量。
另外,槽部34c也可以在纸面上下方向上,是与贯通孔36相同的大小,反之还可以对照槽部34c,在纸面上下方向上切除贯通孔36的内壁36a。
另外,石英振子5的结构还能够应用于上述各变形例、上述实施方式以及下述实施方式。
(第4实施方式)
接着,说明第4实施方式的石英振子。
图6是示出第4实施方式的石英振子的概略结构的示意图。图6的(a)是从盖侧观察到的平面图,图6的(b)是图6的(a)的A-A线处的剖视图,图6的(c)是从底面侧观察到的平面图。另外,在图6的(a)中省略了盖。
另外,对与第1实施方式相同的部分标注相同标号并省略详细说明,以与第1实施方式不同的部分为中心进行说明。
如图6的(b)、图6的(c)所示,第4实施方式的石英振子6在第3主面35上,以在纸面左右方向上分割第3主面35的方式,设置有朝第2主面34侧凹陷的阶梯部35a。并且,石英振子6在阶梯部35a上设置有贯通孔36。
另外,安装端子37a、37c设置于分割后的第3主面35的纸面左侧的部分,安装端子37b、37d设置于分割后的第3主面35的纸面右侧的部分。
由此,第4实施方式的石英振子6由于在封装底座31的第3主面35上设置有朝第2主面34侧凹陷的阶梯部35a、且在阶梯部35a上设置有贯通孔36,因此能够增大贯通孔36的第1导电膜D1与安装端子37a~37d之间的厚度方向的间隔。
其结果,石英振子6在安装到电子设备等外部部件时,能够抑制焊料等接合部件引起的第1导电膜D1与未连接的安装端子37a、37b、37d之间的短路。
此外,石英振子6在安装到电子设备等外部部件时,由于通过阶梯部35a,贯通孔36周围的通气性提高,因此热不易闭塞在贯通孔36内。由此,石英振子6能够提高热敏电阻20的温度检测精度。
另外,阶梯部35a可以设为不分割第3主面35的形状(平面视图中,第3主面35为连成框状的形状)。
另外,石英振子6的结构还能够应用于上述各变形例和上述各实施方式,特别在应用到了第2实施方式的石英振子4的情况下,在安装到电子设备等外部部件时,能够抑制焊料等接合部件引起的第1导电膜D1以及第2导电膜D2与未连接的安装端子37a、37b、37d之间的短路。
(振荡器)
接着,作为具有上述振动器件的振荡器,列举石英振荡器作为一例进行说明。
图7是示出作为振荡器的石英振荡器的示意性立体图。
如图7所示,石英振荡器500具有:在上述各实施方式和各变形例中叙述的任意一个作为振动器件的石英振子(这里,作为一例是石英振子1);以及作为电路的IC芯片502,其是驱动(使其振荡)石英振子1的石英振动片10的驱动电路(振荡电路)。
石英振荡器500是模块类型的石英振荡器,其在大致矩形平板状的底座基板501上,搭载有石英振子1、和内置有振荡电路的IC芯片502,该振荡电路使石英振子1的石英振动片10振荡。另外,省略了覆盖IC芯片502的模塑树脂。
IC芯片502的多个焊盘503通过金属线504与设置于底座基板501的多个内部端子505连接。
多个内部端子505通过未图示的布线图案,与设置于底座基板501的多个输入输出端子506、以及安装有石英振子1的多个电极焊盘507连接。
在石英振荡器500中,通过利用来自输入输出端子506的外部输入而起动的、来自IC芯片502的驱动信号,石英振子1的石英振动片10被激励出厚度剪切振动从而以规定的频率进行谐振(振荡),由IC芯片502对由该谐振得到的振荡信号进行放大,并从输入输出端子506输出。
如上所述,石英振荡器500由于具有上述任意一个石英振子,因此能够提供起到在上述各实施方式和各变形例中说明的效果的石英振荡器。
此外,在石英振荡器500中,IC芯片502与石英振子1是独立的,因此相比两者为一体的情况(例如在石英振子1内部内置有IC芯片502的情况),能够减少例如IC芯片502的发热和噪声等对石英振子1的不良影响。
另外,在石英振荡器500中,IC芯片502优选除了振荡电路以外,还具有校正石英振动片10伴随温度变化的频率变动的温度补偿电路。
由此,石英振荡器500具有由IC芯片502驱动石英振动片10的振荡电路,并且具有对伴随由热敏电阻20检测到的石英振动片10温度变化的频率变动进行校正的温度补偿电路,因此能够对振荡电路进行振荡的谐振频率进行温度补偿,从而能够提供温度特性优异的石英振荡器。
另外,在石英振荡器500中,IC芯片502可以被内置于石英振子1。由此,相比上述模块类型,石英振荡器500能够进一步实现小型化。
(电子设备)
接着,作为具有上述振动器件的电子设备,列举移动电话作为一例进行说明。
图8是示出作为电子设备的移动电话的示意性立体图。
移动电话700具有在上述各实施方式和各变形例中叙述的作为振动器件的石英振子。
图8所示的移动电话700将上述任意一个石英振子用作例如基准时钟振荡源等的定时器件,并且构成为具有液晶显示装置701、多个操作按钮702、接听口703和通话口704。另外,移动电话的形态不限于图示的类型,也可以是所谓的智能手机的形态。
上述石英振子等振动器件不限于用作上述移动电话的定时器件,还适合用作以下电子设备的定时器件,所述电子设备包含电子书、个人计算机、电视、数字静态照相机、摄像机、录像机、导航装置、寻呼机、电子记事本、计算器、文字处理器、工作站、视频电话、POS终端、游戏设备、医疗设备(例如电子体温计、血压计、血糖计、心电图计测装置、超声波诊断装置、电子内窥镜)、鱼群探测器、各种测定设备、计量仪器类、飞行模拟器等,在任意一种情况下,都能够提供起到上述各实施方式和各变形例中说明的效果的电子设备。
(移动体)
接着,作为具有上述振动器件的移动体,列举汽车作为一例进行说明。
图9是示出作为移动体的汽车的示意性立体图。
汽车800具有在上述各实施方式和各变形例中叙述的作为振动器件的石英振子。
汽车800将上述任意一个石英振子用作例如所搭载的各种电子控制式装置(例如电子控制式燃料喷射装置、电子控制式ABS装置、电子控制式恒速行驶装置等)的基准时钟振荡源等的定时器件。
由此,汽车800由于具有上述石英振子,因此能够起到在上述各实施方式和各变形例中说明的效果,并发挥优异的性能。
上述石英振子等振动器件不限于上述汽车800,还能够适当地用作包括自主式机器人、自主式输送设备、火车、船舶、飞机、人造卫星等在内的移动体的基准时钟振荡源等的定时器件,在任意一个情况下都能够提供起到在上述各实施方式和各变形例中说明的效果的移动体。
另外,搭载于振动器件的电子元件不限于作为温敏元件的热敏电阻,也可以是芯片电阻、芯片电容器、芯片电感器等芯片型元件。
此外,振动器件的振动片的形状不限于图示的平板状的类型,也可以是中央部厚且周边部薄的类型(例如凸面型、斜面型、台面型)、反之还可以是中央部薄且周边部厚的类型(例如反向台面型)等,还可以是音叉型形状。
另外,振动片的材料不限于石英,也可以是钽酸锂(LiTaO3)、四硼酸锂(Li2B4O7)、铌酸锂(LiNbO3)、锆钛酸铅(PZT)、氧化锌(ZnO)、氮化铝(AlN)等的压电体,或硅(Si)等的半导体。
此外,厚度剪切振动的驱动方法除了利用压电体的压电效应的驱动方法以外,也可以是利用库仑力的静电驱动。
Claims (16)
1.一种封装,其特征在于,该封装具有:
第1基板,其包含相互处于正反关系的第1主面和第2主面;以及
第2基板,其层叠于所述第1基板的所述第2主面侧,且具有贯通孔,
在所述第1基板的所述第1主面侧,设置有第1电极焊盘和第2电极焊盘,
在所述第1基板的所述第2主面侧的从所述贯通孔露出的部分,设置有第3电极焊盘和第4电极焊盘,
在所述第2基板的第3主面侧,在第1对角线上设置有第1安装端子和第2安装端子,并且在与所述第1对角线交叉的第2对角线上设置有第3安装端子和第4安装端子,所述第2基板的第3主面侧是所述第2基板的与所述第1基板侧相反的一侧,
所述第1电极焊盘经由设置于所述第1基板的所述第2主面侧的第1布线图案与所述第1安装端子连接,
所述第2电极焊盘经由设置于所述第1基板的所述第2主面侧的第2布线图案与所述第2安装端子连接,
所述第3电极焊盘和所述第4电极焊盘中的至少一方经由设置于所述贯通孔的内壁的第1导电膜以及设置于所述第3主面侧的第3布线图案,与所述第3安装端子和所述第4安装端子中的任意一个连接,
在俯视时,所述第1布线图案或所述第2布线图案具有与所述第3布线图案重叠的部分。
2.一种振动器件,其特征在于,该振动器件具有:
振动片;
电子元件;
第1基板,其包含相互处于正反关系的第1主面和第2主面;以及
第2基板,其层叠于所述第1基板的所述第2主面侧,且具有贯通孔,
在所述第1基板的所述第1主面侧,设置有第1电极焊盘和第2电极焊盘,
在所述第1基板的所述第2主面侧的从所述贯通孔露出的部分,设置有第3电极焊盘和第4电极焊盘,
所述振动片安装于所述第1电极焊盘和所述第2电极焊盘,
所述电子元件安装于所述第3电极焊盘和所述第4电极焊盘,
在所述第2基板的第3主面侧,在第1对角线上设置有第1安装端子和第2安装端子,并且在与所述第1对角线交叉的第2对角线上设置有第3安装端子和第4安装端子,所述第2基板的第3主面侧是所述第2基板的与所述第1基板侧相反的一侧,
所述第1电极焊盘经由设置于所述第1基板的所述第2主面侧的第1布线图案与所述第1安装端子连接,
所述第2电极焊盘经由设置于所述第1基板的所述第2主面侧的第2布线图案与所述第2安装端子连接,
所述第3电极焊盘和所述第4电极焊盘中的至少一方经由设置于所述贯通孔的内壁的第1导电膜以及设置于所述第3主面侧的第3布线图案,与所述第3安装端子和所述第4安装端子中的任意一个连接,
在俯视时,所述第1布线图案或所述第2布线图案具有与所述第3布线图案重叠的部分。
3.根据权利要求2所述的振动器件,其特征在于,
在所述第2基板的所述第3主面侧,沿着所述贯通孔的外缘设置有第2导电膜。
4.根据权利要求3所述的振动器件,其特征在于,
所述第2导电膜与所述第1导电膜连接。
5.根据权利要求2~4中的任意一项所述的振动器件,其特征在于,
在所述第3电极焊盘与所述第4电极焊盘之间设置有槽部。
6.根据权利要求2~4中的任意一项所述的振动器件,其特征在于,
在所述第2基板的所述第3主面上,设置有朝所述第2主面侧凹陷的阶梯部,
所述贯通孔设置于所述阶梯部。
7.根据权利要求2所述的振动器件,其特征在于,
在俯视时,所述第3电极焊盘和所述第4电极焊盘各自的面积相对于所述贯通孔的开口部的面积为15%以上30%以下。
8.根据权利要求7所述的振动器件,其特征在于,
在俯视时,所述第3电极焊盘和所述第4电极焊盘各自的面积相对于所述贯通孔的所述开口部的面积为19.5%以上23.5%以下。
9.根据权利要求2所述的振动器件,其特征在于,
在俯视时,所述第3电极焊盘和所述第4电极焊盘各自的面积相对于所述电子元件的面积为70%以上150%以下。
10.根据权利要求9所述的振动器件,其特征在于,
在俯视时,所述第3电极焊盘和所述第4电极焊盘各自的面积相对于所述电子元件的面积为75%以上145%以下。
11.根据权利要求2所述的振动器件,其特征在于,
在俯视时,所述贯通孔的轮廓包含曲线。
12.根据权利要求2所述的振动器件,其特征在于,
在俯视时,所述各安装端子的所述贯通孔侧的轮廓包含曲线。
13.根据权利要求2所述的振动器件,其特征在于,
所述电子元件是温敏元件。
14.一种振荡器,其特征在于,该振荡器具有:
权利要求2所述的振动器件;以及
电路。
15.一种电子设备,其特征在于,该电子设备具有权利要求2所述的振动器件。
16.一种移动体,其特征在于,该移动体具有权利要求2所述的振动器件。
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