JP2000295039A

JP2000295039A - 圧電発振器

Info

Publication number: JP2000295039A
Application number: JP11095690A
Authority: JP
Inventors: Toshiichi Uchiyama; 敏一内山
Original assignee: Toyo Communication Equipment Co Ltd
Current assignee: Toyo Communication Equipment Co Ltd
Priority date: 1999-04-02
Filing date: 1999-04-02
Publication date: 2000-10-20

Abstract

(57)【要約】【課題】信頼性に優れ、且つ、低価格な小型圧電発振
器を提供する。【解決手段】圧電素子と、半導体素子と、プリント基
板と、これらを収納する為の凹陥部を上下に設けたセラ
ミック容器とを備え、前記圧電素子を一方の前記凹陥部
内に収納すると共に、他方の前記凹陥部内に前記半導体
素子を搭載した前記プリント基板を収納する構成とした
ことにより、半導体素子を過度に加熱する必要がなくな
る為、半導体素子の電極接続強度の向上による小型圧電
発振器の耐衝撃性の向上が達成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は圧電発振器に関し、
特に、信頼性が高く、低価格な圧電発振器に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、通信機器の小型化に伴い、これに
使用される基準信号源には、小型であることが求めら
れ、図３に示すような構造の水晶発振器が提案されてい
る。同図（ａ）は従来の水晶発振器の完成図を、同図
（ｂ）はその水晶発振器の組み立て工程に於けるワイヤ
ーボンデング工程をそれぞれ説明する為の側面断面構成
図を示すものである。同図（ａ）に示すように水晶発振
器１００は、部品搭載面積の狭面積化による小型化を実
現する為、対向する表裏面夫々に凹陥部１０１ａ、１０
１ｂを有するセラミック容器１０１と、夫々の凹陥部に
収納した水晶素子１０２と、半導体素子１０３とを備え
たものである。

【０００３】このセラミック容器１０１には凹陥部１０
１ａと凹陥部１０１ｂとのそれぞれの内側に配線パター
ン（図示していない）が設けられ、水晶素子１０２は凹
陥部１０１ａ内に配線パターンと電気的に接続された状
態で搭載され、更に、半導体素子１０３は凹陥部１０１
ｂ内に載置されると共に、金属ワイヤー１０４により半
導体素子１０３の電子回路と凹陥部１０１ｂの配線パタ
ーンとが電気的に接続されている。尚、同図に示す１０
５は凹陥部１０１ａを気密封止する為の蓋であり、更
に、１０６は半導体素子１０３及び金属ワイヤー１０４
を保護する為のポッティング樹脂である。

【０００４】一般に金属ワイヤー１０５をボンディング
する際はセラミック容器１０１をホットプレート１０７
上に載せ半導体素子１０３とセラミック容器１０１とを
加熱した状態にて、ボンディング位置にキャピラリー１
０８を押し付けることによって所要位置にワイヤーを接
続するが、この際、キャピラリー１０８の押圧力を小さ
くしてもより効果的にワイヤーボンディングが行なえる
ようにキャピラリー１０８に超音波エネルギーを加える
のが一般的である。

【０００５】

【本発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記
のような構成では同図（ｂ）に示す配線パターンが形成
されたセラミック板１０９の厚みが薄くなると僅かな押
圧力によってセラミック基板１０９が破損する虞があ
る。尚、セラミック板１０９がある程度の押圧力に耐え
得る場合であっても、撓みによる押圧力の分散が生じる
為、これを補うよう押圧力を増せばセラミック板１０９
に破損が生じてしまう場合がある。従って、何れにして
も破損が生じない程度に押圧力を小さくせざるを得ず、
これによって生じるエネルギーの不足分を補い適正な圧
着力を得る為にはホットプレート１０７による加熱温度
を相当に高める必要があった。

【０００６】しかし、一般にワイヤーボンデングの際の
加熱温度は１５０℃から２００℃以内の範囲に設定され
るが、この温度範囲に於いても加熱温度が高温であるほ
ど金属ワイヤー１０４と配線パターンとの接合部にAu‐
Al系合金が拡散し易くなり、更に、上記最適温度より高
温加熱した場合ではAu‐Al系合金の拡散が急激に進行す
る。従って、極力加熱温度は低い方が好ましい。そし
て、このAu‐Al系合金の拡散の進行に伴い金属ワイヤー
１０４の接合強度が劣化してしまうので落下等の衝撃に
対して断線し易くなるという問題があった。本発明は従
来の圧電発振器の諸問題を解決する為になされたもので
あって、セラミック容器に半導体素子を搭載する際に過
度の加熱及び押圧力を必要とすることがなく、耐衝撃性
に対する信頼性に優れ、且つ、低価格な小型圧電発振器
を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する為に
本発明に係わる請求項１記載の発明は、圧電素子と、半
導体素子と、プリント基板と、これらを収納する為の凹
陥部を設けたセラミック容器とを備え、前記半導体素子
を搭載した前記プリント基板を前記凹陥部内に固着する
よう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、圧電素子と、半導
体素子と、プリント基板と、これらを収納する為の凹陥
部を表裏面夫々に設けたセラミック容器とを備え、前記
圧電素子を一方の前記凹陥部内に収納すると共に、他方
の前記凹陥部内に前記半導体素子を搭載したプリント基
板を収納したことを特徴としている。

【０００９】請求項３記載の発明は請求項１または請求
項２記載の発明に加え、前記半導体素子がワイヤーボン
デング或はフィリップチップ実装により前記プリント基
板上に接続されたものである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、前記プリント基板がフレキシブル
シートまたはセラミック基板またはガラスエポキシ系基
板であることを特徴としている。

【００１１】

【本発明の実施の形態】以下、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（ａ）は本発明に基づ
く水晶発振器の一実施例を示す断面構成図であり、同図
（ｂ）は上記水晶発振器の組立てる際の半導体素子の搭
載の様子を示す分解斜視構成図である。同図（ａ）に示
すように水晶発振器１は、部品搭載面積の狭面積化によ
る小型化を達成する為、対向する上下両面の位置に凹陥
部２ａ、２ｂとを有するセラミック容器２と、水晶素子
３と、半導体素子４とを備えたものである。このセラミ
ック容器２には凹陥部２ａと２ｂとの夫々の内側に配線
パターン（図示していない）が設けられ、凹陥部２ａ
は、その内部に水晶素子３を配線パターンと電気的に接
続するよう搭載した後、蓋５にて気密封止されている。

【００１２】一方、半導体素子４は同図（ｂ）に示すよ
うに、例えば、プリント基板６に接着剤により接続され
た後、その電子回路４'とプリント基板６に設けた配線
パターン７とをワイヤーボンデング方法により金属ワイ
ヤー８を介して電気的に接続される。このとき、ワイヤ
ーボンデングの際は、プリント基板６を図２に示すよう
にホットプレート９上に載せて加熱した状態にて、キャ
ピラリー１０により金属ワイヤー８に所要の押圧力と超
音波エネルギーとが加えられる。

【００１３】この場合、プリント基板６を例えばフレキ
シブルシートの半導体素子４の搭載面に設けた配線パタ
ーン７とその搭載面の裏面側に設けたランドパターン
７'とがスルーホール等を介して電気的に接続するよう
構成したものとすれば、このランドパターン７'とセラ
ミック容器２の凹陥部２ｂ内に設けた配線パターン１０
とを半田、または、導電性接着剤等を用いて接続するこ
とが可能であり、これにより半導体素子４は凹陥部２ｂ
内の配線パターン１０と電気的に導通が保たれた状態と
なる。そして、このような構成の水晶発振器１は、プリ
ント基板６が薄板であってもこれに半導体素子４をワイ
ヤーボンディング接続する際に、下面全体がホットプレ
ートに密接した状態となるので、例え大きな押圧力及
び、超音波エネルギーを加えたとしても不都合はなく、
それ故に過度の加熱をも必要としない。

【００１４】以上、プリント基板６と半導体素子４との
接続にワイヤーボンデング方法を用いて本発明を説明し
たが、本発明はこれに限定されるものではなく、プリン
ト基板６と半導体素子４とをバンプを用いて接続するよ
う構成してもよい。更には、半導体素子６を実装したプ
リント基板５の面積は極めて微細なものとすることがで
きる為、これをセラミック容器１にテープボンデング
（tape automated bonding）方式での搭載が可能となる
ようテープキャリアパッケージ（tape carrier packag
e）とすることも可能である。尚、テープボンデング及
び、テープキャリアパッケージについては周知である
為、説明を省略する。

【００１５】更に、プリント基板６をフレキシブルシー
トを用いて本発明を説明したが、本発明はこれに限定さ
れるものでなく、他にガラスエポキシ系またはセラミッ
ク材料またはその他の材質から成るプリント基板を用い
ても構わない。

【００１６】更に、以上本発明を水晶素子を用いた発振
器を例に説明したが、本発明はこれに限定されるもので
はなく、水晶以外の他の圧電振動子を用いたものに適
用してもよいことは明らかである。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように本発明に基づく圧電
発振器は、上述したように構成したものであるから、半
導体素子をワイヤーボンデングを行なう対称が平面プリ
ント板であるから比較的大きな押圧力を加えても不都合
がなく十分な押圧力を加えることが可能である為、過度
に加熱する必要がなくなり、これによりAu−Al系金属の
拡散が最小限に止められることにより圧電発振器の耐衝
撃に対する信頼性を保ちながら低価格及び小型化が達成
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の側面断
面構成図を示すものである。（ａ）本発明に基づく水晶発振器の断面構成図を示すも
のである。（ｂ）本発明に基づく水晶発振器の半導体搭載工程を説
明する分解斜視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ワイヤーボンデン
グ工程を示す側面図を示すものである。

【図３】従来の水晶発振器の断面構成図を示すものであ
る。（ａ）従来の水晶発振器の側面断面構成図を示すもので
ある。（ｂ）従来の水晶発振器の半導体搭載工程を説明する側
面断面構成図

【符号の説明】

１、１００水晶発振器、２、１０１セラミック容器、２
ａ、２ｂ、１０１ａ、１０１ｂ凹陥部、３、１０２水晶
素子、４、１０３半導体素子、４'電子回路、５、１０
５蓋、６プリント基板、７、１０配線パターン、７'ラ
ンドバターン、８、１０４金属ワイヤー、９、１０６ポ
ッティング樹脂、１０はいせ、５プリント基板、６、１
０４半導体素子、７、１０５ワイヤー、８、１０６ポッ
テング樹脂、９、１０７ホットプレート、１０、１０８
キャピラリー、１０９セラミック板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧電素子と、半導体素子と、プリント基板
と、これらを収納する為の凹陥部を設けたセラミック容
器とを備え、前記半導体素子を搭載した前記プリント基
板を前記凹陥部内に固着するよう構成したことを特徴と
する圧電発振器。
【請求項２】圧電素子と、半導体素子と、プリント基板
と、これらを収納する為の凹陥部を表裏面夫々に設けた
セラミック容器とを備え、前記圧電素子を一方の前記凹
陥部内に収納すると共に、他方の前記凹陥部内に前記半
導体素子を搭載したプリント基板を収納したことを特徴
とする圧電発振器。
【請求項３】前記半導体素子がワイヤーボンデング或は
フィリップチップ実装により前記プリント基板上に接続
されたものであることを特徴とする請求項１または請求
項２記載の圧電発振器。
【請求項４】前記プリント基板がフレキシブルシートま
たはセラミック基板またはガラスエポキシ系基板である
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３記載の圧電発振
器。