JP2002076775A

JP2002076775A - 表面実装用水晶発振器

Info

Publication number: JP2002076775A
Application number: JP2000255793A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Mizumura; 浩明水村; Hirokatsu Tanaka; 啓勝田中
Original assignee: Nihon Dempa Kogyo Co Ltd
Current assignee: Nihon Dempa Kogyo Co Ltd
Priority date: 2000-08-25
Filing date: 2000-08-25
Publication date: 2002-03-15

Abstract

(57)【要約】【目的】小型化を促進する表面実装発振器を提供する。【構成】（１）底壁及び枠壁からなる表面実装容器の凹
部内に水晶片とＩＣチップを収容してなる表面実装用水
晶発振器において、前記枠壁の下方となる底壁の一部に
切欠部を設けて、電子部品を配置した構成とする。
（２）底壁及び上下面枠壁からなる表面実装容器の上面
枠壁による凹部内に水晶片を密閉封入し、下面枠壁によ
る凹部内にＩＣチップを収容してなる表面実装用水晶発
振器において、前記下面枠壁に切欠部を設けて電子部品
を配置した構成とする。（３）前記電子部品は前記水晶
発振器の周波数温度特性を補償する感温抵抗素子を含む
温度補償素子とした構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は、表面実装用の水晶発振器（以
下、表面実装発振器とする）を産業上の技術分野とし、
特に小型化に適した表面実装発振器に関する。

【０００２】

【従来の技術】（発明の背景）表面実装発振器は例えば
携帯型の電子機器に周波数及び時間の基準源として広く
採用されている。一般には、積層セラミックからなる表
面実装容器に水晶片とＩＣチップを収容して小型化を達
成している。

【０００３】（従来技術の一例）第７図乃至第１０図は
従来例を説明する図で、第７図及び第１０図は表面実装
発振器の構造断面図、第８図及び第９図は表面実装容器
の分解図である。表面実装発振器は凹部及び段部を有す
る表面実装容器１内にＬＳＩを含むＩＣチップ２と水晶
片３を収容してなる。ＩＣチップ２は凹部底面に超音波
熱圧着等によるフェースダウンボンディングによって、
水晶片３は一端部を導電性接着剤４によって固着され
る。なお、ＩＣチップ２はワイヤボンディングによって
電気的に接続される場合もある。

【０００４】表面実装容器１は底壁１ａ、中間枠壁１ｂ
及び上部枠壁１ｃを積層してなり、中間枠壁１ｂの長さ
方向となる両端側の枠幅を上部枠壁１ｃのそれより大き
くする。これにより、段部を形成する。なお、これらは
焼成によって一体的に成形される。

【０００５】あるいは、表面実装容器１を底壁１ａの両
面側に上面枠壁１ｄ及び下面枠壁１ｅを積層して、両面
側に凹部を形成する。そして、上面側の凹部内に水晶片
３の一端部を固着して密閉封入する。また、下面側の凹
部内にＩＣチップ２を固着し、樹脂等の保護材５を充填
して表面実装発振器を構成する。なお、図中の符号６は
シーム溶接用の金属リング、同７は金属カバーである。

【０００６】このようなものでは、例えばデジタル制御
機器の時間基準源（所謂クロック源）では、ＩＣチップ
２に水晶片３（水晶振動子）を除く発振回路を集積化す
る。また、移動通信機器（例えば携帯電話）の周波数源
では、同発振回路に加えて温度補償機構をＩＣチップ２
に集積化する。

【０００７】温度補償機構は周囲温度に応答して三次関
数となる補償電圧を発生し、発振閉ループに挿入した電
圧可変容量素子に印加する。そして、電圧可変容量素子
の容量変化によって、水晶発振器の三次曲線となる周波
数温度特性を相殺し、温度補償する（未図示）。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成の各水晶発振器では発振回路あるいは温度補償機構を
含めてＩＣチップ２に集積化するものの、例えば容量の
大きい電源・アース間のバイパスコンデンサ等を集積化
することは困難であった。このため、これらを表面実装
容器１に収容する場合は、ディスクリート（個別）とし
たチップ状のコンデンサを使用せざるを得なかった。

【０００９】しかし、ディスクリートとしたコンデンサ
を使用すると、表面実装容器１の平面外形が小さくなる
ほど収容スペースが失われ、小型化を阻害する。また、
これらのコンデンサを外付けにすると、付加価値の低下
する問題があった。

【００１０】また、ＩＣチップ２に温度補償機構を集積
化して温度補償型とする場合には、周囲温度の検出手段
を例えばＰＮ接合領域の順方向降下電圧の温度特性を利
用する。しかし、この場合には、温度検出信号のレベル
がＩＣチップ２の内部雑音に対して相対的に小さく雑音
特性を劣化させる。また、温度検出信号を増幅するので
消費電流も大きくなる。

【００１１】そこで、サーミスタ等の感温抵抗素子を利
用して補償電圧を発生し、これを電圧可変容量素子に印
加する前述同様の所謂間接法を用いる。あるいは、サー
ミスタとコンデンサからなる並列回路を発振閉ループに
挿入して、同並列回路の端子間容量（等価直列容量）の
変化によって温度補償する所謂直接法を用いることが考
えられる。

【００１２】しかし、これらの場合は、サーミスタをＩ
Ｃチップ２内に集積化することは困難なのでデ゛イスクリ
ートとしなければならず、前述同様に小型化を阻害する
問題があった。

【００１３】（発明の目的）本発明は、小型化を促進す
る表面実装発振器を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、底壁及び枠壁
からなる表面実装容器の凹部内に水晶片とＩＣチップを
収容してなる表面実装用水晶発振器において、前記枠壁
の下方となる底壁の一部に切欠部を設けて、電子部品を
配置したことを基本的な第１の解決手段とする。

【００１５】あるいは、底壁及び上下面枠壁からなる表
面実装容器の上面枠壁による凹部内に水晶片を密閉封入
し、下面枠壁による凹部内にＩＣチップを収容してなる
表面実装用水晶発振器において、前記下面枠壁に切欠部
を設けて電子部品を配置したことを基本的な第２の解決
手段とする。

【００１６】

【作用】本発明では、表面実装発振器の枠壁の下方とな
る底壁の一部に切欠部を設けて電子部品を配置したので
（第１解決手段）、あるいは底壁の下面側となる下面枠
壁の一部に切欠部を設けて電子部品を配置したので（第
２解決手段）、外形寸法を小さくして高密度な実装が得
られる。以下、本発明の一実施例を温度補償発振器を例
として説明する。

【００１７】

【第１実施例】第１図乃至第３図は本発明の第１実施例
を説明する図で、第１図は温度補償機構を有する表面実
装発振器の構造断面図、第２図は同表面実装容器の分解
図、第３図は同外観図である。なお、前従来例図と同一
部分には同番号を付与してその説明は簡略又は省略す
る。表面実装発振器は前述同様に底壁１ａ、中間及び上
部枠壁１（ｂｃ）からなる表面実装容器１の凹部底面に
ＩＣチップ２を、水晶片３の一端部を段部に固着して、
シーム溶接により金属カバー７を接合してなる。そし
て、この例での表面実装容器１は、底壁１ａの長さ方向
の両端側に切欠部８（ａｂ）を設けたエ字状とする。切
欠部８（ａｂ）は段部を形成する中間枠壁１ｂの下方に
位置して枠幅内に設けられる。

【００１８】そして、両端側の切欠部８（ａｂ）に、並
列回路を形成するサーミスタとコンデンサの温度補償素
子９をそれぞれ配置する。各並列回路は高温及び低温補
償回路を形成する。そして、これらは直列接続して発振
閉ループ内に挿入されて温度補償回路（機構）を構成す
る（直接法）。あるいは、感温抵抗網を形成するサーミ
スタ及び抵抗の温度補償素子９を配置して、ＩＣチップ
２内の電圧可変容量素子に補償電圧を印加する温度補償
機構を構成する（間接法）。

【００１９】このような構成であれば、サーミスタ、コ
ンデンサ及び抵抗の温度補償素子９を底壁１ａの切欠部
８に配置するので、表面実装容器１の外形寸法を小さく
維持する。そして、温度検出手段としてディスクリート
のサーミスタを使用するので、ＩＣチップ２の内部雑音
に対する温度検出信号を相対的に大きくし、雑音特性を
良好にする。また、温度検出信号を増幅することもない
ので消費電流をも小さく維持できる。

【００２０】

【第２実施例】第４図及び第５図は本発明の第２実施例
を説明する図で、第４図は温度補償機構を有する表面実
装発振器の構造断面図、第５図は同表面実装容器の分解
図である。この例での表面実装発振器は、底壁１ａ及び
上面及び下面枠壁１（ｄｅ）からなり、上面側の凹部内
に水晶片３の一端部を固着して密閉封入する。また、下
面側の凹部内にＩＣチップ２を固着し、樹脂等の保護材
５を充填する。そして、ここでの下面枠壁１ｄの両端側
には切欠部８（ａｂ）を設けられ、前述同様に温度補償
素子９が配置される。

【００２１】このような構成であれば、ディスクリート
としたサーミスタ等の温度補償素子９を下面枠壁１ｅの
切欠部８に配置するので、表面実装容器１の外形寸法を
小さく維持する。そして、ＩＣチップ２の内部雑音に対
する温度検出信号を相対的に大きくし、雑音特性を良好
にして消費電流をも小さく維持できる。

【００２２】そして、ＩＣチップ２は実装後に樹脂等の
保護材５を充填する必要があるが、温度補償素子９は保
護材の必要がなく、底壁１ａの下面側にてこれらを独立
配置することで温度補償素子９の後付け可能になる等
の、工程の自由度を上げる利点がある。

【００２３】

【他の事項】上記実施例では、温度補償機構を有する表
面実装容器１を対象として少なくともサーミスタを含む
温度補償素子９を表面実装容器１（底壁１ａ）の切欠部
８に配置したが、ＩＣチップ２に集積化が困難な大容量
のコンデンサ等を配置してもよく、必要に応じた電子部
品を配置できる。

【００２４】そして、第１実施例での切欠部８は段部を
形成する長さ方向における両端側の中間枠壁の下方とし
たが、幅方向の両側であってもよく要は中間枠壁１ｂの
下方であればよい。また、第２実施例での切欠部８は下
面枠壁の両端側としたが、いずれであってもよい。

【００２５】また、表面実装容器１の第１実施例での底
壁層１ａ及び第２実施例での下面枠壁１ｅは、切欠部８
に配置されるチップ素子の高さ寸法等に応じて複数層と
してもよい。これは、焼成前のセラミックシートの厚み
に制約があること等に起因する。

【００２６】また、第１実施例での切欠部８が段部の内
端に接近する場合は接合面の強度が低下して亀裂等を生
じるおそれがある。この場合には、例えば底壁層１ａを
上下層に分割し、上層は平板として下層をエ字状とすれ
ばよい。但し、上層は下層に対して極力薄くし（例えば
1/3以下）て高さ寸法を抑える。

【００２７】また、第１実施例では、水晶片３は一端部
を段部に保持したが、例えば表面実装容器１をエ字状と
した底壁１ａと上面枠壁１ｆから形成して凹部にＩＣチ
ップ２を上面枠壁１ｆに水晶片３を保持して凹状とした
カバーを樹脂封止等によって接合してもよい（第６
図）。

【００２８】

【発明の効果】本発明では、表面実装発振器の枠壁の下
方となる底壁の一部に切欠部を設けて電子部品を配置し
たので、あるいは底壁の下面側となる下面枠壁の一部に
切欠部を設けて電子部品を配置したので、外形寸法を小
さくして高密度な実装の得られる表面実装発振器を提供
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を説明する表面実装発振器
の構造断面図である。

【図２】本発明の第１実施例を説明する表面実装容器の
分解図である。

【図３】本発明の第１実施例を説明する表面実装容器の
斜視図である。

【図４】本発明の第２実施例を説明する表面実装発振器
の構造断面図である。

【図５】本発明の第２実施例を説明する表面実装発振器
の分解図である。

【図６】本発明の他の実施例を説明する表面実装発振器
の構造断面図である。

【図７】従来例を説明する表面実装発振器の構造断面図
である。

【図８】従来例を説明する表面実装容器の分解図であ
る。

【図９】従来例を説明する表面実装容器の分解図であ
る。

【図１０】従来例を説明する表面実装発振器の構造断面
図である。

【符号の説明】

１表面実装容器、２ＩＣチップ、３水晶片、４
導電性接着剤、５充填材、６金属リング、７カバ
ー、８切欠部、９温度補償素子．

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】底壁及び枠壁からなる表面実装容器の凹部
内に水晶片とＩＣチップを収容してなる表面実装用水晶
発振器において、前記枠壁の下方となる底壁の一部に切
欠部を設けて、電子部品を配置したことを特徴とする表
面実装用水晶発振器。
【請求項２】底壁及び上下面枠壁からなる表面実装容器
の上面枠壁による凹部内に水晶片を密閉封入し、下面枠
壁による凹部内にＩＣチップを収容してなる表面実装用
水晶発振器において、前記下面枠壁に切欠部を設けて電
子部品を配置したことを特徴とする表面実装用水晶発振
器。
【請求項３】前記電子部品は前記水晶発振器の周波数温
度特性を補償する感温抵抗素子を含む温度補償素子であ
る請求項１又は２の表面実装用水晶発振器。