CN106031032B - 水晶振荡装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种温度传感器内置IC那样的温度敏感性元件的不易产生温度变化的水晶振荡装置。在水晶振荡装置(1)中，在作为第一封装件的封装基板(4)之上搭载水晶振子(8)，封装基板(4)通过导电性接合材料(26、27)接合于安装基板(2)，在封装基板(4)与安装基板(2)之间，除通过上述导电性接合材料(26)和导电性接合材料(27)接合起来的部分以外，形成缝隙(C)。

Description

水晶振荡装置
技术领域
本发明涉及将水晶振子安装在封装件之上、并在该封装件的下表面安装有温度敏感性元件的水晶振荡装置。
背景技术
以往，水晶振荡装置被广泛使用于振荡器等。例如在下述的专利文献1中公开了在封装基板之上搭载水晶振荡元件而成的水晶振荡装置。此处，在封装基板的下表面固定有IC芯片。而且，在封装基板的下表面层叠有包围IC芯片的第二基板。该第二基板具有从矩形框状除去一个边的平面形状。
另一方面，在下述的专利文献2所记载的水晶振荡装置中，在封装基板上搭载水晶振荡元件。而且，在封装基板的下表面隔开间隔地设置有第一腿部和第二腿部。在该第一腿部与第二腿部之间，在封装基板的下表面固定有电子器件元件。
在下述的专利文献3中，在收纳水晶振荡元件的封装的下表面固定有电子器件芯片。在该电子器件芯片的外侧设置有与封装基板的下表面接合的金属凸块。
在下述的专利文献4中公开了借助凸块将收纳水晶振子的封装和搭载IC芯片的安装基板接合而形成的结构。
专利文献1:日本特开2004－32456号公报
专利文献2:日本特开2005－20633号公报
专利文献3:日本特开2003－318653号公报
专利文献4:日本特开2010－87726号公报
在专利文献1～3中，以包围IC芯片等电子器件元件的方式设置的基板、腿部，在IC芯片等电子器件的四周的局部是不存在的。然而，在热从封装基板、周边的电路元件传播到封装基板的情况下，上述IC芯片等电子器件元件的温度容易上升。在内置了温度传感器的IC芯片与水晶振荡元件组合起来的结构中，在IC芯片的温度形成了上升的情况下，通过内置的温度传感器来进行频率修正。因此，所存在的问题是，若IC芯片四周的温度比水晶振子的四周先发生变动，则会产生频率偏差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种如温度传感器内置IC那样的温度敏感性元件不易产生温度变化的水晶振荡装置。
本发明所涉及的水晶振荡装置具备：第一封装件，具有下表面；水晶振子，搭载在上述第一封装件上；温度敏感性元件，被安装在上述第一封装件的下表面；以及安装基板，接合于上述第一封装件的下表面，位于上述温度敏感性元件四周的至少局部，上述安装基板通过多个导电性接合材料接合于上述第一封装件的下表面，在上述第一封装件的下表面与上述安装基板之间，除通过上述导电性接合材料接合起来的部分以外，形成缝隙。
在本发明所涉及的水晶振荡装置的某个特定的方面中，在上述安装基板的上表面设置有多个电极焊盘，上述多个导电性接合材料将上述多个电极焊盘与上述第一封装件接合。
在本发明所涉及的水晶振荡装置的其它特定的方面中，上述安装基板具有开口部，上述温度敏感性元件位于该开口部内。
在本发明所涉及的水晶振荡装置的其它的特定的方面中，上述安装基板具有第一安装基板部件和与该第一安装基板部件隔开的第二安装基板部件，上述温度敏感性元件位于上述第一安装基板部件与上述第二安装基板部件之间。
在本发明所涉及的水晶振荡装置的其它的特定的方面中，上述第一安装基板部件和第二安装基板部件具有带状的形状。
在本发明所涉及的水晶振荡装置的其它特定的方面中，上述第一安装基板部件和第二安装基板部件具有：带状的安装基板部件主体，以及从上述安装基板部件主体的两端朝向对面侧的安装基板部件侧延伸的第一延长部和第二延长部。
在本发明所涉及的水晶振荡装置的其它的特定的方面中，上述安装基板在俯视时具有将框状体的局部切掉而使由上述框状体围成的内侧部分和外侧部分连通的形状。
在本发明所涉及的水晶振荡装置的其它的特定的方面中，上述框状体具有矩形框状的形状，矩形框状中的一个边的至少局部被切掉。
在本发明所涉及的水晶振荡装置的其它的特定的方面中，还具备第二封装件，该第二封装件被安装在上述第一封装件之上，并与上述第一封装件一起形成收纳上述水晶振子的密封空间。
在本发明所涉及的水晶振荡装置的其它的特定的方面中，上述第一封装件是封装基板。
根据本发明所涉及的水晶振荡装置，即使从安装基板传递来热，由于在安装基板与元件基板之间形成热流路，所以能够抑制温度敏感性元件的温度上升。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式所涉及的水晶振荡装置的主视剖视图。
图2是表示本发明的第一实施方式中所使用的安装基板与作为温度敏感性元件的IC芯片的关系的示意立体图。
图3的(a)以及图3的(b)是表示本发明的第一实施方式中所使用的水晶基板的上表面的电极形状的俯视图以及将水晶基板透视来表示下表面的激励电极的平面形状的示意性的俯视图。
图4是本发明的第一实施方式中所使用的安装基板的示意性的俯视图。
图5是本发明的第二实施方式所涉及的水晶振荡装置的主视剖视图。
图6是表示本发明的第二实施方式所涉及的水晶振荡装置中的第一、第二安装基板部件与IC芯片的位置关系和热流路的关系的立体图。
图7是表示本发明的第三实施方式中所使用的第一、第二安装基板部件的俯视图。
图8的(a)以及图8的(b)是表示本发明的第四实施方式中所使用的安装基板部件的俯视图以及立体图。
具体实施方式
以下，参照附图，通过对本发明的具体的实施方式进行说明，使本发明变得清楚。
图1是本发明的第一实施方式所涉及的水晶振荡装置的正面剖视图。
水晶振荡装置1具有安装基板2。安装基板2具有上表面2a和下表面2b。安装基板2的下表面2b成为将水晶振荡装置1安装于电路基板等这侧的面。
安装基板2由氧化铝等合适的陶瓷或者合成树脂构成。
在安装基板2的上方搭载水晶振荡元件3。水晶振荡元件3具有作为第一封装件的封装基板4、和作为第二封装件的盖5。具有朝下方敞口的开口的盖5通过接合材料6与封装基板4接合。由此，形成被密封的中空空间7。在中空空间7内配置有水晶振子8。水晶振子8具有水晶基板9。在水晶基板9的上表面设置有第一激励电极10。在水晶基板9的下表面设置有第二激励电极11。
图3的(a)以及图3的(b)表示第一、第二激励电极10、11的平面形状。
第一激励电极10和第二激励电极11隔着水晶基板9对置。如图3的(a)所示，引出电极12与第一激励电极10相连。如图1所示，引出电极12经过水晶基板9的侧面而到达下表面。
如图1所示，在封装基板4的上表面设置有电极焊盘13。引出电极12借助导电性接合材料14接合于该电极焊盘13。第二激励电极11也通过导电性接合材料接合于未图示的电极焊盘。由此，水晶振子8被悬臂梁支承。
上述第一、第二激励电极10、11、引出电极12、以及电极焊盘13由合适的金属或合金构成。导电性接合材料14由导电性粘合材料、金属的焊料等合适的导电性接合材料构成。
另外，上述封装基板4由氧化铝等绝缘性陶瓷或者其它的合适的绝缘性材料构成。盖5由金属构成，但也可以由金属以外的其它材料构成。接合材料6由合适的粘合材料或软钎料构成。
在上述封装基板4的下表面固定有内置温度传感器的IC芯片15。IC芯片15在上表面具有多个凸块16。该凸块16接合于封装基板4的下表面的电极(未图示)。
如图2所示，安装基板2在中央具有开口部2c。IC芯片15位于该开口部2c内。因此，能够实现水晶振荡装置1的轻薄化。
上述IC芯片15内置有温度传感器。设置IC芯片15的目的是，为了根据四周的温度变化而对水晶振子8的频率特性进行修正。因此，优选IC芯片15四周的温度与密封在中空空间7内的水晶振子8之温度差以及温度变化的程度的差值较小。
因此，通过在上述开口部2c内配置IC芯片15，从而提高IC芯片15四周的通气性。
可是，在本实施方式中，还在IC芯片15的侧方设置有以下所述的缝隙。因此，确保了热流路。参照图1以及图2，更具体地对此进行说明。
图2是表示安装基板2与配置在开口部2c中的IC芯片15的位置关系的示意立体图。图4是表示安装基板2的俯视图。
在安装基板2上设置有多个电极焊盘21～24。多个电极焊盘21～24内的虚线A是将所安装的封装基板4的外周边缘向下投影而得到的部分。因此，在由该虚线围起的区域的上方搭载具有封装基板4的水晶振荡元件3。在图1中，图示出上述多个电极焊盘21～24中的电极焊盘22、23。即，图1是与沿着图2的B－B线的部分相应的水晶振荡装置1整体的主视剖视图。
如图1所示，电极焊盘22、23分别与位于安装基板2的侧面的侧面部22a、23a相连，进一步与位于安装基板2的下表面2b的端子部22b、23b相连。该端子部22b、23b被用作将水晶振荡装置1安装于其它电路基板等时的端子。
虽然未特别图示，但电极焊盘21～24也同样与设置在安装基板2的下表面的端子部相连。
上述电极焊盘21～24、侧面部22a、23a和端子部22b、23b由合适的金属或合金构成。
另外，如图1所示，上述电极焊盘22、23通过导电性接合材料26、27接合于设置在封装基板4的下表面的接合电极28、29。虽然未特别图示，但与电极焊盘22、23同样地，电极焊盘21、24也通过导电性接合材料接合于设置在封装基板4的下表面的接合电极。
接合电极28、29通过未图示的部分电连接于前述的第一、第二激励电极10、11。上述接合电极28、29由合适的金属或合金构成。
接合电极28、29通过封装基板4的未图示的内部的电极等，并经由封装基板4的下表面的电极(未图示)，借助凸块16与IC芯片15电连接。
同样地，前述的第一、第二激励电极10、11也借助导电性接合材料14以及电极焊盘13，经由封装基板4的内部电极(未图示)等，最终与IC芯片15电连接。
与导电性接合材料14同样地，导电性接合材料26、27由导电性粘合材料、金属焊料等构成。
本实施方式的特征在于，在IC芯片15的四周，在构成上述安装基板2与封装基板4的接合部分的导电性接合材料26、27之间设置有缝隙C。即，导电性接合材料被应用于图2所示的电极焊盘21～24的上述虚线A的内侧部分。如图1所示，在电极焊盘22、23之间形成缝隙。电极焊盘21、22之间、电极焊盘23、24之间以及电极焊盘24、21之间也同样地存在缝隙。因此，在水晶振荡装置1中，在安装基板2与封装基板4接合的高度位置上，上述缝隙C形成于IC芯片15的侧方。因此，如图2所示，在各边确保充分的热流路D。
另一方面，在将水晶振荡装置1安装在电路基板等的情况下，有时来自电路基板侧的热或者来自四周的电路元件的热，从端子部22b、23b处形成传递。这种情况下，热传递到电极焊盘22、23，但由于设置有上述热流路D，所以热不易聚集在IC芯片15的四周。因此，抑制IC芯片15的温度上升。因此能够减小IC芯片15与密封在中空空间7中的水晶振子8的温度的差、温度变化的差。因此，能够根据由内置在IC芯片15中的温度传感器检测出的温度，准确地修正水晶振子8的频率特性。
图5是本发明的第二实施方式所涉及的水晶振荡装置的主视剖视图。第二实施方式与第一实施方式不同之处在于，代替安装基板2，而使用第一、第二安装基板部件31、32作为安装基板。因此，其它的部分通过标注相同附图标记而沿用第一实施方式的说明。
在第二实施方式中，第一、第二安装基板部件31、32接合于封装基板4的下表面。图6中利用立体图表示第一、第二安装基板部件31、32与IC芯片15的位置关系。
如图5以及图6所示，第一安装基板部件31具有带状的形状。换言之，具有细长的矩形的平面形状。第一、第二安装基板部件31、32可以由氧化铝等合适的绝缘性材料形成。
如图6所示，在第一安装基板部件31的上表面，在第一安装基板部件31的长度方向上间隔设置有电极焊盘33、34。在第二安装基板部件32的上表面，也在长边方向上间隔设置有电极焊盘35、36。电极焊盘36具有侧面部36a以及端子部36b。侧面部36a以及端子部36b与第一实施方式中的侧面部22a以及端子部22b同样地设置。其它的电极焊盘33、34、35也同样地侧面部具有端子部。
在本实施方式中，如图5所示，电极焊盘34、35通过导电性接合材料37、38接合于接合电极28、29。电极焊盘33、36也通过导电性接合材料接合于设置在封装基板4的下表面的接合电极。这些导电性接合材料被应用于图6所示的电极焊盘33～36的上表面。
因此，如导电性接合材料37、38之间那样，在相邻的导电性接合材料37、38之间设置缝隙。即，不光在第一安装基板部件31与第二安装基板部件32之间的缝隙，还在第一、第二安装基板部件31、32与封装基板4接合的高度位置上，在图6的电极焊盘33与电极焊盘34之间、以及电极焊盘35与电极焊盘36之间产生导电性接合材料间的缝隙。因此，形成图6的箭头D、D所示的热流路。
因此，在第二实施方式中，也与第一实施方式同样地，即使是在电路基板等安装了水晶振荡装置的情况下，有热传递过来，热也不易聚集在IC芯片15的四周。因此，能够抑制IC芯片15的温度上升。因而，能够减小IC芯片15以及水晶振子8的温度的差以及温度变化的差。
图7是用于对本发明的第三实施方式中所使用的安装基板部件进行说明的俯视图。在第二实施方式中使用了带状的第一、第二安装基板部件31、32。与此相对，如图7所示，第一、第二安装基板部件可以具有带状的安装基板部件主体31a、32a、和从安装基板部件主体31a、32a的两端向对面侧的安装基板部件侧延伸的第一、第二延长部31b、31c、32b、32c。
在这种情况下，也在电极焊盘33、34之间以及电极焊盘35、36之间，在相邻的导电性接合材料间形成用于形成热流路的缝隙。因此，获得与第二实施方式同样的效果。
并且，图8的(a)以及图8的(b)是表示第四实施方式中所使用的安装基板部件的俯视图以及立体图。图8(a)、图8(b)所示的安装基板部件41在俯视时具有将框状体的局部切掉而使由框状围起的内侧部分与外侧部分连通的形状。换言之，安装基板部件41成为将矩形框状的形状的一个边内的至少局部切掉而成的形状。可是，该框状的平面形状并不限于矩形形状，也可以是圆形、四边形以外的多边形的框状体。
在使用安装基板部件41的情况下，由于也与第二实施方式同样地构成电极焊盘33～36，所以形成热可以向箭头E、E所示的方向移动的热流路。并且，在本实施方式中，在箭头F所示的方向上，相邻的导电性接合材料间也形成缝隙，并形成热流路。因此，热更加不易聚集在IC芯片的四周。
在第一以及第二实施方式中，第一封装件是封装基板，第二封装件是盖，但第一、第二封装件并不限于此。例如也可以是在具有朝上方敞口的开口的第一封装件的底部内表面上安装水晶振子，并将作为第二封装件的盖密封该第一封装件的上方开口的结构。
另外，在上述第一、第二实施方式中，作为温度敏感性元件，示出了内置温度传感器的IC芯片，但也可以是热敏电阻等其它的温度敏感性元件。
附图标记说明
1…水晶振荡装置；2…安装基板；2a…上表面；2b…下表面；2c…开口部；3…水晶振荡元件；4…封装基板；5…盖；6…接合材料；7…中空空间；8…水晶振子；9…水晶基板；10…第一激励电极；11…第二激励电极；12…引出电极；13…电极焊盘；14…导电性接合材料；15…IC芯片；16…凸块；21～24…电极焊盘；22a、23a…侧面部；22b、23b…端子部；26、27…导电性接合材料；28、29…接合电极；31…第一安装基板部件；32…第二安装基板部件；31a…安装基板部件主体；32a…安装基板部件主体；31b、31c、32b、32c…第一、第二延长部；33～36…电极焊盘；36a…侧面部；36b…端子部；37、38…导电性接合材料；41…安装基板部件。

Claims (11)

1.一种水晶振荡装置，具备：
第一封装件，具有下表面；
水晶振子，搭载在上述第一封装件上；
温度敏感性元件，被安装在上述第一封装件的下表面；以及
安装基板，接合于上述第一封装件的下表面，位于上述温度敏感性元件四周的至少局部，
上述安装基板通过多个导电性接合材料接合于上述第一封装件的下表面，在上述第一封装件的下表面与上述安装基板之间，除通过上述导电性接合材料接合起来的部分以外，形成缝隙，
上述安装基板具有开口部，上述温度敏感性元件位于该开口部内。
2.根据权利要求1所述的水晶振荡装置，其中，
在上述安装基板的上表面设置有多个电极焊盘，上述多个导电性接合材料将上述多个电极焊盘与上述第一封装件接合。
3.根据权利要求1或2所述的水晶振荡装置，其中，
还具备第二封装件，该第二封装件被安装在上述第一封装件之上，并与上述第一封装件一起形成收纳上述水晶振子的密封空间。
4.根据权利要求1或2所述的水晶振荡装置，其中，
上述第一封装件是封装基板。
5.一种水晶振荡装置，具备：
第一封装件，具有下表面；
水晶振子，搭载在上述第一封装件上；
温度敏感性元件，被安装在上述第一封装件的下表面；以及
安装基板，接合于上述第一封装件的下表面，位于上述温度敏感性元件四周的至少局部，
上述安装基板通过多个导电性接合材料接合于上述第一封装件的下表面，在上述第一封装件的下表面与上述安装基板之间，除通过上述导电性接合材料接合起来的部分以外，形成缝隙，
上述安装基板具有第一安装基板部件和与该第一安装基板部件隔开的第二安装基板部件，上述温度敏感性元件位于上述第一安装基板部件与上述第二安装基板部件之间，
上述第一安装基板部件和第二安装基板部件具有：
带状的安装基板部件主体，以及
从上述安装基板部件主体的两端朝向对面侧的安装基板部件侧延伸的第一延长部和第二延长部。
6.根据权利要求5所述的水晶振荡装置，其中，
还具备第二封装件，该第二封装件被安装在上述第一封装件之上，并与上述第一封装件一起形成收纳上述水晶振子的密封空间。
7.根据权利要求5所述的水晶振荡装置，其中，
上述第一封装件是封装基板。
8.一种水晶振荡装置，具备：
第一封装件，具有下表面；
水晶振子，搭载在上述第一封装件上；
温度敏感性元件，被安装在上述第一封装件的下表面；以及
安装基板，接合于上述第一封装件的下表面，位于上述温度敏感性元件四周的至少局部，
上述安装基板通过多个导电性接合材料接合于上述第一封装件的下表面，在上述第一封装件的下表面与上述安装基板之间，除通过上述导电性接合材料接合起来的部分以外，形成缝隙，
上述安装基板在俯视时具有将框状体的局部切掉而使由上述框状体围成的内侧部分和外侧部分连通的形状。
9.根据权利要求8所述的水晶振荡装置，其中，
上述框状体具有矩形框状的形状，矩形框状中的一个边的至少局部被切掉。
10.根据权利要求8或9所述的水晶振荡装置，其中，
还具备第二封装件，该第二封装件被安装在上述第一封装件之上，并与上述第一封装件一起形成收纳上述水晶振子的密封空间。
11.根据权利要求8或9所述的水晶振荡装置，其中，
上述第一封装件是封装基板。
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