JP2004048592A - 表面実装水晶発振器 - Google Patents

Abstract

【目的】本発明は水晶振動子を小さくして、実装基板上に電子部品を搭載できる接合型とした小型な表面実装発振器を提供する。
【構成】水晶振動子の裏面にＩＣチップを収容した実装基板を接合し、前記実装基板の一端側に電子部品を搭載してなる表面実装発振器において、前記水晶振動子は平板状基板と凹状とした金属カバーとをロウ材を用いて接合した構成とし、前記水晶振動子を前記実装基板よりも小さくして、前記実装基板の一端側に前記電子部品を搭載する。前記電子部品は例えばチップコンデンサとする。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は水晶振動子の裏面に実装基板２を接合してなる表面実装水晶発振器（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接合型の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、特に温度補償型は小型・軽量で周波数安定度に優れることから、特に動的環境下で使用される携帯電話等の通信機器に採用される。このようなものの一つに、水晶振動子の裏面に実装基板を装着した接合型の表面実装発振器がある。
【０００３】
（従来技術の一例）第４図及び第５図は従来例を説明する図で、第４図（ａ）は表面実装発振器の組立分解断面図、同図（ｂ）は平面図、第５図（ａ）は水晶振動子のカバーを除く平面図、同図（ｂ）は裏面図である。
表面実装発振器は水晶振動子１と実装基板２とからなる。水晶振動子１は水晶片３を容器本体４に収容して金属カバー５を被せてなる。容器本体４は凹状として、底壁４ａと枠壁４ｂを有する積層セラミックからなる。凹部底面には一対の端子電極６が形成され、水晶片３の引出電極（未図示）の延出した例えば一端部両側を固着する。そして、外表面の一方の対角方向に設けられた水晶端子７ａに接続する。また、他方の対角方向には金属カバー５と電気的に接続したアース端子７ｂを有する。一般には、枠壁４ｂ上面に金属リング（未図示）を設けて金属カバー５をシーム溶接によって接合する。図中の符号１２は導電性接着剤である。
【０００４】
実装基板２は、これも同様に凹状とした積層セラミックからなる。そして、水晶振動子１よりも外形寸法を大きくし、特に長さ方向の一端側にスペースを設けてなる。閉塞面の一方の対角方向には水晶対応端子８ａを、他方の対角方向にはアース対応端子８ｂを有する。そして、一端側のスペースにチップコンデンサ９を搭載する。
【０００５】
開口面の枠壁４ｂ上面には電源、アース、出力及びＡＦＣ端子等の実装端子１０を有する。凹部内にはＩＣチップ１１を例えばバンプを用いた超音波熱圧着によって固着する。ＩＣチップ１１は、発振回路及び温度補償機構を集積化してなる。そして、水晶対応端子８ａ及びアース対応端子８ｂと水晶振動子１の水晶端子７ａ及びアース端子７ｂとを半田等によって接合し、実装基板２の閉塞面を水晶振動子１の裏面に装着してなる。
【０００６】
なお、チップコンデンサ９は電源・アース間のバイパスコンデンサや次段との結合コンデンサあるいは温度補償機構による雑音を抑制するＣＲフィルタのコンデンサ等、集積化が困難な大容量のものが配置される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
（従来技術の問題点）しかしながら、上記構成の表面実装発振器では、平面外形寸法の更なる小型化（例えば３．２×２．５ｍｍ）に伴い、チップコンデンサ９を搭載できなくなる問題があった。
【０００８】
すなわち、小型化に伴い、水晶振動子１の大きさを小さくすれば問題はない。この場合、水晶片３の外形寸法を小さくするか、容器本体４の内積を大きくするかの２種の選択がある。しかし、水晶片３の外形を小さくすると、振動特性に悪影響を及ぼして設計上の問題を生ずる。なお、水晶片３の外形寸法は大きいほど振動特性を良好にして設計を容易にする。
【０００９】
また、容器本体４の内積を大きくするには枠壁４ｂの厚みを小さくすればよいが、強度及び製造の点から一定の厚みを必要とする。したがって、いずれの場合でも水晶振動子１を小さくすることは困難で、チップコンデンサ９を搭載できなくなる問題があった。
【００１０】
（発明の目的）本発明は水晶振動子を小さくして、電子部品を搭載できる小型な表面実装発振器を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、実装基板に接合する水晶振動子を平板状基板と凹状とした金属カバーとをロウ材を用いて接合して構成する。これにより、金属カバーの厚みを小さくできるので小型にできる。以下、本発明の一実施例を説明する。
【００１２】
【実施例】
第１図及び第２図は本発明の一実施例を説明する図で、第１図は表面実装発振器の組立分解断面図、第２図は水晶振動子のカバーを除く平面図である。なお、前従来例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したように水晶振動子１の裏面にＩＣチップ１１を収容した実装基板２を接合して、実装基板２の一端側にチップコンデンサ９を搭載してなる。そして、ここでの水晶振動子１は、平板状基板１３と、凹状の金属カバー１４と、水晶片３とからなる。平板状基板１３は第１層１３ａと第２層１３ｂの積層セラミックからなる。そして、第１層１３ａの表面上には、水晶片３の引出電極の延出した一端部両側と接続する一対の端子電極６を有する。また、外周表面には、周回する金属膜１５が設けられる。金属膜１５の幅Ｗは例えば０．１５ｍｍとする。これらは、積層セラミックの焼成時に一体的に設けられる。そして、金属膜１５には、リング状のロウ材１６例えば金錫共晶合金（ＡｕＳｎ）が接合される。
【００１３】
平板状基板１３の第２層１３ｂの底面には、水晶端子７ａを一方の対角方向に、アース端子７ｂを他方の対角方向に有する。水晶端子７ａは第１層１３ａと第２層１３ｂに設けたスルーホールを経て、端子電極６と電気的に接続する。金属カバー１４は、例えばコバールや洋白等からなり、絞り加工等によって凹状に形成される。そして、アース端子７ｂに電気的に接続する。平面外形は平板状基板１３よりも小さくし、内径を金属膜１５の内径と同じにして、厚みＤを金属膜１５の幅Ｗより小さくする。
【００１４】
そして、平板状基板１３に水晶片３の一端部両側を固着した後、金属カバー１４の開口端面を平板状基板１３の外周端より内側に位置決めし、ロウ材１６に当接して加熱する。これにより、ロウ材１６を溶融して外周面にフィレットを形成し、開口端面を平板状基板１３に接合して、水晶片３を密閉封入する。
【００１５】
このような構成であれば、水晶振動子１は平板状基板１３と金属カバー１４とから容器を形成する。そして、金属カバー１４は、従来の容器本体の枠壁（０．３５ｍｍ）に比較して周壁の厚みＤを小さくできる。したがって、外形平面積を小さくしても、平板状基板１３の有効内面積を大きくできる。これにより、外形寸法の大きい水晶片３を収容できるので、ＣＩ及びスプリアス等の電気的特性を良好とする。
【００１６】
これらのことから、水晶振動子１の外形寸法を小さくできるので、実装基板２の一端側にスペースを確保できる。したがって、チップコンデンサ９を搭載できて、付加価値の高い表面実装発振器を得られる。
【００１７】
【他の事項】
上記実施例では、金属カバー１４の厚みは同一として説明したが、例えば第３図に示したようにしてもよい。すなわち、金属カバー１４の開口端面側の外周を潰し加工によって、外周に向かって厚みが大きくなるスカート状にする。そして、金属カバー１４の厚みＤ１は前述の厚みＤよりも小さくし、開口端面の厚みをＤ１にする。
【００１８】
このようにすれば、金属カバー１４の開口端面と金属膜１５との接合面の長さ所謂シールパスを実施例と同様に確保できて、気密封止を確実にする。そして、金属カバー１４の厚みをＤより小さいＤ１とするので、高さ寸法を実施例よりも小さくできる。したがって、高さ方向での小型化をも促進できる。
【００１９】
また、実装基板２の一端側のスペースには２個のチップコンデンサ９を搭載したが、１個でもよい。そして、チップコンデンサ９に限らず、インダクタやサーミスタ等必要に応じたチップ状の電子部品を搭載できる。また、平板状基板１３は２層構造として密閉度を高めたが、例えばビアホールによって端子電極を導出し、ビアホール上を誘電体膜を印刷して封止した単層基板としてもよい。この場合、さらに高さ寸法を小さくできる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明は、実装基板に接合する水晶振動子を平板状基板と凹状とした金属カバーとをロウ材を用いて接合して構成するので、水晶振動子を小さくして、電子部品を搭載できる小型な表面実装発振器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を説明する表面実装発振器の組立分解断面図である。
【図２】本発明の一実施例を説明する水晶振動子（カバーを除く）の平面図である。
【図３】本発明の他の例を説明する水晶振動子の一部拡大断面図である。
【図４】従来例を説明する表面実装発振器の図で、同図（ａ）は組立分解断面図、同図（ｂ）は平面図である。
【図５】従来例を説明する水晶振動子の図で、同図（ａ）はカバーを除く平面図、同図（ｂ）は裏面図である。
【符号の説明】
１　水晶振動子、２　実装基板、３　水晶片、４　容器本体、５　金属カバー、６　水晶端子、７ａ　水晶端子、７ｂ　アース端子、８ａ　水晶対応端子、８ｂ　アース対応端子、９　チップコンデンサ、１０　実装端子、１１　ＩＣチップ、１２　導電性接着剤、１３　平板状基板、１４　凹状の金属カバー、１５　金属膜、１６　ロウ材．

Claims (1)

1. 水晶振動子の裏面にＩＣチップを収容した実装基板を接合し、実装基板の一端側に電子部品を搭載してなる表面実装発振器において、前記水晶振動子は平板状基板と凹状とした金属カバーとをロウ材を用いて接合してなる表面実装発振器。

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