JP2000209031A - 圧電発振器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 経年特性に優れ、且つ、周波数安定度の高い
圧電発振器を提供する。 【解決手段】 半導体素子とリード端子を備える圧電振
動子と、金属板より構成した回路配線の為のリードフレ
ームとを備える圧電発振器に於いて、前記リード端子と
交叉する前記リードフレーム部分を前記リード端子と接
触しないよう折り曲げて構成すると共に、前記圧電振動
子がリードフレームに搭載された状態を維持するよう該
リードフレームにて支え、更に、これらをモールド樹脂
により覆うよう構成することにより、圧電振動子の経年
特性の悪化を防ぎ、更に、環境温度の急激な変化に対す
る圧電振動子の周波数の急激な変化を防ぐことが可能と
なる為、経年特性の悪化を防ぎ、周波数安定度の高い圧
電発振器が実現する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する分野】本発明は発振器に関し、特に経年
特性等の信頼性及び、周波数安定性に優れた圧電発振器
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、伝送機器や通信機器等の小型化が
目覚しく、その為、これらの各種機能ユニットのクロッ
ク信号源として用いられる水晶発振器にも小型化が要求
されている。そして、このような要求を満たす水晶発振
器として、図３に示すようなものがある。同図は従来の
表面実装型水晶発振器の構成図を示すものであり、同図
（ａ）は上面からの透過図であり、同図（ｂ）はＡ−
Ａ'での側面断面図を示すものである。同図に示すよう
に水晶発振器は、回路配線を構成するよう金属板を型抜
きして形成し得たリードフレーム１０１に水晶振動子１
０２のハーメチックリード端子１０３を接続する。

【０００３】この時、前記リードフレーム１０１は、発
振器の小型化の為、その回路配線が密の状態となること
が避けられず、同図（ｂ）に示すように前記水晶振動子
１０２の前記リード端子１０３が延長する方向にこれと
交叉または近接するリードフレーム１０１'が配置され
る場合が生じる。そして、前記リード端子１０３と接続
される前記リードフレーム１０１と前記リードフレーム
１０１'とが同一平面状に位置しており、この為、前記
リード端子１０３が直線状で前記水晶振動子１０２を搭
載すれば該リード端子１０３とリードフレーム１０１'
とが接触してしまう。そこで従来、このような接触を回
避する為に同図（ｂ）に示すように前記リード端子１０
３を折り曲げるというフォーミング加工を施していた。
一方、集積回路化された発振器回路（以下、半導体素子
１０４と称す）は前記リードフレーム１０１のランド部
１０５に搭載すると共に、前記リードフレーム１０１と
半導体素子１０４とを金ワイヤー１０６によりボンディ
ング接続する。

【０００４】更に、回路構成部品が落下等の衝撃により
破損することを防ぐ為に発振器の外形を模ったモールド
樹脂１０７にて覆う。尚、該モールド樹脂１０７による
外形形成は、該外形に模られた金型に該モールド樹脂１
０７を充填することにより実現される。そして、この金
型には図３（ａ）（ｂ）の符号Ｂに示す位置に内側に突
出し前記水晶振動子１０３のケースを両側から挟み込ん
でそれの搭載位置が上下にズレるのを防ぐよう突起が設
けられている。この様な構成とすることにより同図
（ｂ）に示すモールド樹脂１０５の厚みｈを薄くする為
の厳格な制御が可能となり、小型化が容易になる。

【０００５】

【発明が解決しようとする問題】しかしながら、この様
な構成の水晶発振器は、前記水晶振動子１０３がリード
端子１０４のフォーミング加工の際に発生する応力によ
りハーメ部（ガラス部）に破損又は、強度の劣化が生
じ、気密性が低下する場合が生じ、これにより経年特性
が悪化するという問題が生じる場合があった。

【０００６】更に、モールド樹脂１０７を形成する際、
金型の突起が接触していた水晶振動子１０３の上下の一
部（Ｂ部）ではモールド樹脂１０７が排除され、水晶振
動子１０２のケースが露出することになる為、環境温度
の変化が生じた場合、前記Ｂ部より直接に外部の温度変
化が水晶振動子１０３に伝達され、急激な周波数変動が
生じ易くなり、高い周波数安定度が得られないという問
題も生じると共に、モールド樹脂の一部にこのような凹
陥部が存在すると、全体の曲り強度が低下する虞もあっ
た。また、半導体素子とリードフレームとをワイヤーボ
ンディングにて接続する際、前記半導体素子上のボンデ
ィングパットとリードフレームとの段差が大きい為、ワ
イヤーを該半導体素子のエッジに接触しないよう大きく
屈曲させて接続する必要があり、これにより、ワイヤー
長が長くなりボンディングの機械的強度が低下すると共
に、インダクタンス成分が増加する為、高周波回路には
不向きであるという問題が生じていた。本発明は、上記
のような問題を解決する為になされたものであり、経年
特性の悪化が発生せず、更に、周波数安定度に優れた水
晶発振器を提供することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する為
に、本発明に係わる圧電発振器の請求項１記載の発明
は、少なくとも圧電振動子と、金属板より構成した回路
配線の為のリードフレームとを備える圧電発振器に於い
て、前記リードフレームの一部分に圧電振動子のリード
端子との接触を避ける為に段部を構成したことを特徴と
している。

【０００８】請求項２記載の発明は、少なくとも圧電振
動子と、金属板より構成した回路配線の為のリードフレ
ームとを備える圧電発振器に於いて、前記圧電振動子が
少なくとも２本のリード端子を備え、該リード端子と前
記リードフレームとを接続すると共に、前記リード端子
と交叉する前記リードフレーム部分を前記リード端子と
接触しないよう折り曲げて段部を構成したことを特徴と
している。

【０００９】請求項３記載の発明は、少なくとも圧電振
動子と、金属板より構成した回路配線の為のリードフレ
ームとを備える圧電発振器に於いて、前記圧電振動子の
ケースと交叉する前記リードフレーム部分を折り曲げて
段部を形成し、該段部により前記圧電振動子のケースを
支持するよう構成したことを特徴としている。

【００１０】請求項４記載の発明は請求項１乃至請求項
３記載の発明に加え、発振回路を構成する半導体素子を
前記リードフレームに形成した段部に搭載し他のリード
フレームとの間をワイヤーボンディングすることにより
ボンディング面の段差を低減したことを特徴としてい
る。

【００１１】

【発明の実施形態例】以下に図示した実施例に基づいて
本発明を詳細に説明する。図１は本発明に基づく水晶発
振器の一実施例を示す構成図である。同図は表面実装型
の水晶発振器の構成図を示すものであり、同図（ａ）は
上面からの透過図であり、同図（ｂ）はＡ−Ａ'での側
面断面図を示すものである。同図に示すように水晶発振
器は、回路配線を構成するよう例えばニッケルと鉄との
合金または銅合金系の高電導性材料からなる金属板を型
抜きして得たリードフレーム１に水晶振動子２のハーメ
チックリード端子３をフォーミング加工を施す必要なく
接続することができるように構成したものである。

【００１２】即ち、同図（ｂ）に示すように前記リード
端子３が延長する部分にこれと交叉するリードフレーム
１'が存在する場合、該リードフレーム１'を予め前記リ
ード端子３と接触しないよう型抜き加工と同時、あるい
は型抜き後のプレス加工等により図中下方に折り曲げて
段部を設ける。更に、同図に示すように前記水晶振動子
２のケース端部が位置する部分には前記リードフレーム
１'の場合と同様の方法によりリードフレーム１の一部
を折り曲げて段部を設け（リードフレーム１"）、該段
部凹所にて前記水晶振動子２のケース端部を図中下方か
ら支持することによって実装状態に於いて水晶振動子が
水平に保たれるよう構成する。

【００１３】また、集積回路化された発振回路等の発振
器回路（以下、半導体素子４と称す）は、前記リードフ
レーム１'と同様にプレス加工等により折り曲げて形成
したリードフレーム１の段部凹所のランド５上に搭載す
ると共に、前記リードフレーム１と集積回路とを金ワイ
ヤー６によりボンディング接続する。このように前記半
導体素子４を段部に搭載する理由は、該半導体素子４の
ボンディング面とリードフレームのボンディング面との
段差を少なくすることにより、リードフレームにボンデ
ィングする際のワイヤーと前記半導体素子４のエッジ部
との接触が起き難くなる為、屈曲が小さく、且つ、ワイ
ヤー長が短いワイヤーボンデングが可能となる。そし
て、これにより機械的強度が向上すると共に、高周波回
路に於いてインダクタンス成分となるワイヤーが短くな
る為、高周波発振器に適した構成とすることができる。
そして更に、発振器の外形を模ったモールド樹脂７にて
覆う。

【００１４】この時、前記水晶振動子２は、リードフレ
ーム１''の段部凹所にて搭載位置が変化しないよう保持
されている為、樹脂をモールドする際にリードフレーム
を金型に固定するのみでその全体をモールド樹脂７にて
完全に覆うことができる。従って、金型に水晶振動子の
ケースを押さえつける為の突起を設ける必要がなくな
り、モールド樹脂の欠損が無くなる。尚、詳細な説明は
省略するが、前記リードフレーム１のそれぞれの構成片
は、その周囲を包囲した金属枠に一体に連絡されてお
り、上記の説明の通りモールド樹脂７にて覆った後、図
１の破線に沿って前記リードフレーム１と金属枠とを発
振器の外部端子として残す一部のリードフレーム部分を
除いて切り離す。このような製法はＩＣやそれに準じた
電子装置の組み立て方法として一般に知られたものであ
る。図２は本発明に基づく水晶発振器の他の実施例に於
いて、図１に示す破線で囲まれたＣ部に相当する部分の
構成図を示すものである。同図に示す水晶発振器は前記
リードフレーム１"と連絡するリードフレーム８と前記
水晶振動子２のケース側面との間隔が無くなるよう構成
したものである。このような構成とすれば前記水晶振動
子は、該リードフレーム１"の凹所に搭載されると同時
にその両脇に位置する前記リードフレーム８により該リ
ードフレームのバネ性を利用して挟み込まれるよう固定
される為、水晶振動子の長手方向と共に、短手方向の搭
載位置に対してもズレが生じることが無い。以上、本発
明を水晶振動子を用いた水晶発振器を例にして説明した
が、本発明はこれのみに限るものでなく、その他の圧電
材料による振動子を用いた圧電発振器にも適用可能であ
ることは言うまでもない。

【００１５】

【発明の効果】以上、説明したように請求項１記載の発
明は、圧電発振器の回路配線を構成するリードフレーム
の一部分を段部とした構成とすることにより、圧電発振
器を構成する電子部品をリードフレームを跨いで搭載す
る際、該電子部品の端子形状の加工が必要でない為、端
子形状の加工による電子部品の耐久性劣化が生じず、こ
れにより圧電発振器の経年特性の劣化を防ぐことが可能
であるという効果を奏する。

【００１６】請求項２記載の発明は、圧電振動子のリー
ド端子と交叉するリードフレームの部分を段部とした構
成とすることにより、圧電振動子のリード端子と前記リ
ードフレームが交叉する場合に前記リード端子にフォー
ミング加工を必要とせずリード同士の接触が防げる為、
圧電振動子の気密性の低下を回避すると共に、圧電発振
器の経年特性の劣化を防ぐことが可能であるという効果
を奏する。

【００１７】請求項３記載の発明は、圧電振動子を搭載
位置が変化しないようリードフレームにより支えた構成
とした為、従来の金型による圧電振動子の保持を必要と
せずモールド樹脂を充填することができる為、圧電振動
子を完全にモールド樹脂にて覆うことが可能となり、こ
れにより温度変化に対する圧電発振器の周波数特性を改
善することが可能となるという効果を奏する。

【００１８】請求項４記載の発明は請求項１乃至請求項
３記載の発明の効果に加え、半導体素子を搭載するリー
ドフレームの部分を他のリードフレームの部分より低い
位置となるよう構成した為、ボンディング面の段差が低
減し、これによりボンディング部分の信頼性の向上と共
に、高周波特性が改善されるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づく水晶発振器の一実施例を示す構
成図である。 （ａ）本発明に基づく水晶発振器の上面からの透過構成
図を示すものである。 （ｂ）本発明に基づく水晶発振器のＡ−Ａ'の側面断面
構成図を示すものである。

【図２】本発明に基づく水晶発振器の他の実施例を示す
構成図である。

【図３】従来の水晶発振器を示す構成図である。 （ａ）従来の水晶発振器の上面からの透過構成図を示す
ものである。 （ｂ）従来の水晶発振器のＡ−Ａ'の側面断面構成図を
示すものである。

【符号の説明】

１、１'、１''、１０１、１０１'、８・・・リードフレ
ーム、２、１０２・・・水晶振動子、３、１０３・・・
リード端子、４、１０４・・・半導体素子、５、１０５
・・・ランド、６、１０６・・・金ワイヤー、７、１０
７・・・モールド樹脂

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも圧電振動子と、金属板より構成
   した回路配線の為のリードフレームとを備える圧電発振
   器に於いて、前記リードフレームの一部分に圧電振動子
   のリード端子との接触を避ける為に段部を構成したこと
   を特徴とする圧電発振器。
2. 【請求項２】少なくとも圧電振動子と、金属板より構成
   した回路配線の為のリードフレームとを備える圧電発振
   器に於いて、前記圧電振動子が少なくとも２本のリード
   端子を備え、該リード端子と前記リードフレームとを接
   続すると共に、前記リード端子と交叉する前記リードフ
   レーム部分を前記リード端子と接触しないよう折り曲げ
   て段部を構成したことを特徴とする圧電発振器。
3. 【請求項３】少なくとも圧電振動子と、金属板より構成
   した回路配線の為のリードフレームとを備える圧電発振
   器に於いて、前記圧電振動子のケースと交叉する前記リ
   ードフレーム部分を折り曲げて段部を形成し、該段部に
   より前記圧電振動子のケースを支持するよう構成したこ
   とを特徴とする圧電発振器。
4. 【請求項４】発振回路を構成する半導体素子を前記リー
   ドフレームに形成した段部に搭載し他のリードフレーム
   との間をワイヤーボンディングすることによりボンディ
   ング面の段差を低減したことを特徴する請求項１乃至請
   求項３記載の圧電発振器。