JP2004128528A

JP2004128528A - 表面実装水晶発振器

Info

Publication number: JP2004128528A
Application number: JP2002228801A
Authority: JP
Inventors: Kozo Ono; 小野　公三; Fumio Asamura; 浅村　文雄
Original assignee: Nihon Dempa Kogyo Co Ltd
Current assignee: Nihon Dempa Kogyo Co Ltd
Priority date: 2002-07-31
Filing date: 2002-08-06
Publication date: 2004-04-22

Abstract

【目的】高さ寸法を含めた外形寸法が小さい表面実装発振器を提供する。
【構成】枠壁を有する凹状とした容器本体の内底面に設けられた端子電極に水晶片を電気的・機械的に接続して、前記容器本体にＩＣチップを一体化してなる表面実装水晶発振器において、前記枠壁の上面内周にカバーを接合して前記水晶片を密閉封入し、前記カバーの外側となる前記枠壁の上面外周に前記カバーよりも高さの大きい実装端子を設け、前記容器本体の閉塞面上に少なくともＩＣチップを搭載した構成とする。
【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ＩＣチップを設けた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、特に平面外形寸法の小型化を促進した表面実装発振器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
（発明の背景）表面実装発振器は小型・軽量であることから、携帯電話等の通信機器に周波数の基準源として採用される。特に、温度補償型とした表面実装発振器（所謂ＴＣＸＯ）は温度変化の大きい動的環境下での発振周波数を安定にすることから、携帯機器の基準源に適する。これらの一つに接合型がある（参照：特許第２９７４６２２号）。
【０００３】
（従来技術の一例）第４図（ａｂ）は一従来例を説明する図で、同図（ａ）は表面実装発振器の断面図、同図（ｂ）は実装基板の平面図である。
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は矩形状とした凹状の容器本体３内に水晶片４を収容し、水晶片４の一端部両側を端子電極１５に電気的・機械的に接続してなる。容器本体３は少なくとも水晶片４と電気的に接続した水晶端子５を底面の４角部に有する。図中の符号６はカバー、同７は導電性接着剤である。
【０００４】
実装基板２は水晶振動子１より若干大きめあるいは同一とした矩形状として、底壁８とその４辺の外周に設けた外側壁９とからなる。これらは、開口部を有する外側壁９を底壁８上に積層して焼成したセラミックからなる。そして、開口面側となる外側壁９の上面には水晶端子５に対応した４角部に水晶受端子１０を有する。
【０００５】
実装基板２の底壁８上には例えばバンプ１１を用いた超音波熱圧着によって、一主面に図示しない端子を複数有するＩＣチップ１２を固着する。底壁上にはＩＣチップ１２の図示しないＩＣ端子に対応したＩＣ受端子１３を有する。ＩＣチップ１２は、図示しない発振回路、温度補償機構及びＰＬＬ制御回路を内蔵して高機能化とする。ここでは、温度補償とともにＰＬＬ制御によって複数の発振周波数を供給する。実装基板２の底面には表面実装用の実装端子１４を有する。そして、水晶振動子１の底面に実装基板２の開口面側を対面し、水晶端子５と水晶受端子１０とを図示しない半田等によって接合する。
【０００６】
【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、実装基板２は底壁を有するために実装基板の高さを大きくする。また、ＩＣチップ１２を高機能化とするので、その外形も通常のＴＣＸＯよりも大きくなる。そして、一主面に配列された端子数も多くなる（例えば１５端子以上）。したがって、平面外形の小型化が進行するほど、凹部内にＩＣチップ１２を収容することが困難になるとともに、実装基板２に実装端子１４を形成することが困難な問題があった。
【０００７】
また、端子数が４つの例えば温度補償発振器やクロック用の発振器の場合でも、小型化が進行するほど凹部内にＩＣチップ１２以外のチップコンデンサを収容しきれない問題があった。
【０００８】
（発明の目的）本発明は高さ寸法を含めた外形寸法の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。
【０００９】
【課題を解決するための手段、請求項１】
本発明は、凹状とした容器本体の枠壁の上面内周にカバーを接合して水晶片を密閉封入し、前記カバーの外側となる前記枠壁の上面外周に前記カバーよりも高さの大きい実装端子を設ける。これにより、通常とは逆にカバー側に実装端子を設けるので、容器本体の閉塞面側を自在に利用できる。そして、容器本体の閉塞面には枠壁は存在しないので板面面積を充分に活用できる。これらのことから、高機能とした大きなＩＣチップを、あるいは他の電子部品とともにＩＣチップを搭載できる。以下、本発明の一実施例を説明する。
【００１０】
【第１実施例】
第１図（ａｂｃ）は本発明の一実施例を説明する表面実装発振器の図で、同図（ａ）は断面図、同図（ｂ）は底面図（但しカバーを除く）、同図（ｃ）は平面図である。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、内底面の端子電極１５と電気的・機械的に接続する水晶片４を収容して水晶端子５を有する容器本体３に金属カバー６を被せてなる水晶振動子１と、高機能化として多数のＩＣ端子（未図示）を有するＩＣチップ１２とからなる。
【００１１】
そして、この実施例では、水晶振動子１は凹状とした容器本体３の枠壁上面の内周に図示しない金属膜を形成し、その上に例えばＡｕＳｎ（金錫）のロウ材としての共晶合金層１６を設ける。そして、共晶合金層１６を溶融して金属カバー６が接合される。
【００１２】
枠壁上面の外周となる金属カバー６の外側には、図示しない外表面端子上に実装端子としての多数の金属球１７が配設される。所謂ＢＧＡ構造とする。そして、金属球１７の接続する外表面端子は、例えば容器本体３の側面に設けられた図示しないスルーホールによる端面電極等を経て容器本体３の閉塞面上に設けられたＩＣ受端子１３に接続する。金属球１７（実装端子）は例えば樹脂球の表面に半田を塗布した半田ボールからなる。
【００１３】
ＩＣチップ１２は水晶端子５と接合するＩＣ端子を含む多数のＩＣ端子を両端側に有し、バンプ１１を用いた超音波熱圧着によって容器本体の閉塞面（底面）上に接合して搭載し、容器本体３と一体化される。
【００１４】
このような構成であれば、ＩＣチップ１２を容器本体３の閉塞面上に搭載するので、容器本体３の外形面積を全て利用できる。したがって、容器本体３の凹部底面にＩＣチップ１２を搭載する場合に比較して、チップサイズの大きなＩＣチップ１２を搭載できる。そして、枠壁がないので、超音波熱圧着時の作業性を良好にする。
【００１５】
また、容器本体３の枠壁上面の外周にはＢＧＡ構造とする金属球１７を配設したので、多数の実装端子を得られる。そして、従来例の接合型に比較して、水晶振動子１に直接にＩＣチップ１２を接続するので、高さ寸法をも小さくできる。
【００１６】
【第２実施例】
第２図は本発明の第２実施例を説明する表面実装発振器の断面図である。なお、前第１実施例と同一部分の説明は省略又は簡略する。
前第１実施例では、枠壁の平坦とした上面にカバー６及びこれより高さの大きい金属球１７を設けて実装端子としたが、ここでは枠壁の内周に段差を設けてなる。そして、枠壁上面の内周となる段差の平坦面に前述した金属膜を設けて共晶合金層１６を形成し、金属カバー６を接合する。枠壁上面の外周となる突出部表面には外表面端子を設けて実装端子１４とする。実装端子１４はＩＣチップ１２の各ＩＣ端子と側面に設けたスルーホール等を経て電気的に接続する。
【００１７】
このような構成であっても、前述同様にＩＣチップ１２を容器本体３の閉塞面上に搭載するので、チップサイズの大きなＩＣチップ１２を搭載できる。そして、枠壁がないので、超音波熱圧着時の作業性を良好にする。そして、従来例の接合型に比較して、水晶振動子１に直接にＩＣチップ１２を接続するので、高さ寸法をも小さくできる。
【００１８】
【他の事項】
上記実施例では、容器本体３の閉塞面上には端子数の多い高機能としたＩＣチップ１２にのみを搭載したが、ＩＣチップ１２が高機能でなくても適用できるとともに必要に応じてコンデンサ等の他のチップ素子を含む電子部品をも搭載できる。また、カバ−６を接合する共晶合金はＡｕＳｎとしたが、ＡｕＧｅやＡｕＳｉ等であってもよい。さらには、ガラスや樹脂を用いた封止であってもよい。
【００１９】
また、ＩＣチップ１２はバンプ１１によって固着したままにしたが、例えばＩＣ端子の表面を保護する樹脂を塗布してもよい（所謂アンダーフィル）。この場合、例えば第２図に示したように閉塞面の外周にＩＣチップ１２よりも高さの小さい枠壁１８を積層して、樹脂１９を注入してもよい。枠壁１８は例えば印刷等によって形成してもよく任意である。これらの場合でも、枠壁１８はＩＣチップよりも小さいので、ＩＣチップ１２の固着時の妨げにはならず作業性を良好に維持する。
【００２０】
【発明の効果】
本発明は、凹状とした容器本体の枠壁の上面内周にカバーを接合して水晶片を密閉封入し、前記カバーの外側となる前記枠壁の上面外周に前記カバーよりも高さの大きい実装端子を設けたので、高さ寸法を含めた外形寸法が小さい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図で、同図（ａ）は断面図、同図（ｂ）は底面図（但しカバーを除く）、同図（ｃ）は平面図である。
【図２】本発明の他の実施例を説明する表面実装発振器の断面図である。
【図３】本発明のさらに他の実施例を説明する表面実装発振器の断面図である。
【図４】従来例を説明する図で、同図（ａ）は表面実装発振器の断面図、同図（ｂ）は実装基板の平面図である。
【符号の説明】
１　水晶振動子、２　実装基板、３　容器本体、４　水晶片、５　水晶端子、６　カバー、７　導電性接着剤、８　底壁、９　外側壁、１０　水晶受端子、１１　バンプ、１２　ＩＣチップ、１３　ＩＣ受端子、１４　実装端子、１５　端子電極、１６　共晶合金層、１７　金属球、１８　枠壁、１９　樹脂．

Claims

枠壁を有する凹状とした容器本体の内底面に設けられた端子電極に水晶片を電気的・機械的に接続して、前記容器本体にＩＣチップを一体化してなる表面実装水晶発振器において、前記枠壁の上面内周にカバーを接合して前記水晶片を密閉封入し、前記カバーの外側となる前記枠壁の上面外周に前記カバーよりも高さの大きい実装端子を設け、前記容器本体の閉塞面上に少なくともＩＣチップを搭載したことを特徴とする表面実装水晶発振器。
前記実装端子は金属球である請求項１の表面実装水晶発振器。
前記枠壁は内周に段差を有して前記カバーを前記段差の平坦部に接合した請求項１の表面実装水晶発振器
前記容器本体の閉塞面の外周には前記ＩＣチップよりも高さの小さい枠壁を設け、前記ＩＣチップはバンプを用いた超音波熱圧着又は熱圧着である請求項１の表面実装水晶発振器。