【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯用通信機器等の電子機器に用いられる表面実装型圧電発振器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、携帯用通信機器等の電子機器に圧電発振器が用いられている。
【０００３】
かかる従来の圧電発振器としては、例えば図６に示す如く、下面に複数個の外部端子２２が被着されている枠状基体２１の上面に、内部に水晶振動素子等の圧電振動素子２４が収容されている容器体２３を取着させるとともに、前記枠状基体２１の内壁面と容器体２３の下面とで囲まれるキャビティ部２５に前記圧電振動素子２４の振動に基づいて発振出力を制御するＩＣ素子２６やコンデンサ等の電子部品素子２７を配設し、これらのＩＣ素子２６や電子部品素子２７を前記容器体２３の下面に搭載した構造のものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
尚、前記容器体２３は、その内部に収容されている圧電振動素子２４を大気と遮断して気密封止するためのものであり、電気絶縁性材料から成る基板の上面にシールリングを、該シールリングの内側に圧電振動素子２４をそれぞれ取着させ、前記シールリングの上面に金属製の蓋体をシーム溶接（抵抗溶接）等で接合することによって圧電振動素子２４が収容される空間を気密封止している。
【０００５】
また、このような容器体２３の基板や上述した枠状基体２１は、通常、アルミナセラミックスやガラス−セラミック等のセラミック材料によって一体的に形成されており、その内部及び表面には配線導体が形成され、従来周知のセラミックグリーンシート積層法等を採用することによって製作されていた。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００―１５１２８３号公報（図２、図５）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の表面実装型圧電発振器においては、ＩＣ素子２６の接合部が容器体２３の下面と枠状基体２１の内壁面とで完全に囲まれており、しかも容器体２３及び枠状基体２１は間に隙間が設けられることなく一体的に形成されていることから、ＩＣ素子２６としてフリップチップ型のＩＣ素子を用いる場合には、ＩＣ素子２６の接続パッドを容器体下面の対応する電極パッドに半田等の導電性接合材で接合させる際、外部からの熱がＩＣ素子２６−容器体２３間の導電性接合材に伝達されにくく、ＩＣ素子２６の搭載作業に長時間を要したり、容器体２３に対するＩＣ素子２６の接合強度が不足気味になる等の不都合があり、これによって表面実装型圧電発振器の信頼性及び生産性の低下を招く欠点を有していた。
【０００８】
更に上述した従来の表面実装型圧電発振器においては、容器体２３と枠状基体２１とがセラミック材料により一体成形されていることから、かかる一体成形物をセラミックグリーンシート積層法等によって製作する際、セラミックグリーンシートの積層数が多くなることに起因してセラミックグリーンシート同士の位置合わせに困難を要したり、焼成後に反りを生じたりすることがあり、また上述の一体成形物は構造が複雑で取り扱いにくいことから、容器体２３の内部に圧電振動素子２４を搭載してこれを蓋体で塞いだり、枠状基体２１の内側にＩＣ素子２６を搭載する際には一体成形体の複雑な構造に対応した特殊な治具が必要となる上に、その作業性が悪く、生産性の向上に供しないという欠点も有していた。
【０００９】
本発明は上記欠点に鑑み案出されたもので、その目的は、信頼性及び生産性に優れた表面実装型圧電発振器を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の表面実装型圧電発振器は、内部に圧電振動素子が収容された容器体の下面に、前記圧電振動素子の振動に基づいて発振出力を制御するフリップチップ型の矩形状ＩＣ素子と、下面に外部端子を有した実装用基体とを取着させてなる表面実装型圧電発振器であって、前記実装用基体の上面を一部、前記容器体の下面よりも外側に位置させるとともに、前記容器体の下面に設けられる第１接合電極と前記実装用基体の上面に設けられる第２接合電極とを導電性接合材を介して接続し、該導電性接合材の一部を前記容器体の側面に付着させることにより容器体の側面から前記実装用基体の上面にかけて導電性接合材によるフィレットを形成したことを特徴とするものである。
【００１１】
また本発明の表面実装型圧電発振器は、前記容器体がセラミック製の基板上にシールリングを介して金属蓋体を取着させることによって形成されており、該容器体の基板側面と下面との間の角部に、前記導電性接合材の少なくとも一部を収容する切り欠き部が設けられていることを特徴とするものである。
【００１２】
更に本発明の表面実装型圧電発振器は、前記第１接合電極を前記切り欠き部の形成領域まで延在するとともに、前記第２接合電極を前記切り欠き部の直下領域まで延在させ、両延在部に前記導電性接合材を付着させたことを特徴とするものである。
【００１３】
また更に本発明の表面実装型圧電発振器は、前記実装用基体が前記ＩＣ素子の両側に配置される２個の矩形状脚部によって構成されており、前記ＩＣ素子の４つの側面のうち２つの側面を各脚部の側面に対向させて近接配置させるとともに、残りの２つの側面を前記脚部間の領域より露出させたことを特徴とするものである。
【００１４】
更にまた本発明の表面実装型圧電発振器は、前記ＩＣ素子の２個の露出側面が前記容器体の外周部に沿って配されていることを特徴とするものである。
【００１５】
また更に本発明の表面実装型圧電発振器は、前記容器体の基板がセラミック材料から成り、前記実装用基体が樹脂材料から成ることを特徴とするものである。
【００１６】
本発明の表面実装型圧電発振器によれば、内部に圧電振動素子が収容された容器体の下面に、フリップチップ型の発振制御用ＩＣ素子と、下面に外部端子を有した実装用基体とを導電性接合材を介して取着させてあり、前記ＩＣ素子を容器体の下面に搭載する際、容器体と実装用基体との間で導電性接合材の存在しない部位には隙間が存在しているため、ＩＣ素子の接合に必要な熱を前述の隙間より容器体−ＩＣ素子間の導電性接合材に良好に伝達させることができるようになり、ＩＣ素子が確実に、かつ効率良く搭載されるようになる。これにより、表面実装型圧電発振器の信頼性及び生産性を向上させることが可能となる。
【００１７】
しかも本発明の表面実装型圧電発振器は、実装用基体の上面を一部、容器体の下面よりも外側に位置させ、前記容器体の下面に設けられる第１接合電極と実装用基体の上面に設けられる第２接合電極とを導電性接合材を介して接続するとともに、該導電性接合材の一部を前記容器体の側面にも付着させて容器体側面から実装用基体上面にかけて導電性接合材によるフィレットを形成するようにしたものであり、これによって前記容器体に対する実装用基体の取着強度が高められ、表面実装型圧電発振器の機械的強度を高く維持することができるとともに、前記容器体と前記実装用基体との接合状態を上述したフィレットを目視等によって観察することで容易に確認することができるようになる。
【００１８】
また本発明の表面実装型圧電発振器によれば、容器体と実装用基体とが導電性接合材によって接合されており、容器体と実装用基体とを別々に準備して後で組み立てるようになっている。従って、容器体の内部に圧電振動素子を搭載した後で実装用基体とＩＣ素子とを容器体に取着させることにより、組み立ての作業性は良好となり、特殊な製造設備等は一切不要となる上に、容器体をセラミックグリーンシート積層法等によって製作する場合であっても、その積層数は少なくて済むことから、セラミックグリーンシート同士の位置合わせは比較的簡単で、焼成後に反りを生じたりすることも殆どなく、これにっても表面実装型圧電発振器の生産性が向上されるようになる。
【００１９】
更に本発明の表面実装型圧電発振器によれば、前記容器体をセラミック製の基板上にシールリングを介して金属蓋体を取着させて形成し、容器体の基板側面と下面との間の角部に、前記導電性接合材の少なくとも一部を収容する切り欠き部を設けるとともに、前記容器体の下面に設けられる第１接合電極を前記切り欠き部の形成領域まで延在し、前記実装用基体の上面に設けられる第２接合電極を前記切り欠き部の直下領域まで延在させ、両延在部にも導電性接合材を付着させることにより、表面実装型圧電発振器の全体構造を小型に維持しつつ、切り欠き部内に十分な量の導電性接合材を収容させて接合強度を高く保つことができる。
【００２０】
またこの場合、容器体と実装用基体とを接合する導電性接合材が切り欠き部よりも上方にせり上がってシールリングや金属蓋体に付着することは殆どなく、金属蓋体等への導電性接合材の付着に起因したショートの発生も有効に防止される利点がある。
【００２１】
更に本発明の表面実装型圧電発振器によれば、前記実装用基体をＩＣ素子の両側に配される２個の脚部によって構成し、かかる脚部の側面と対向するＩＣ素子の２個の側面を前記脚部の側面に近接配置させるとともに、前記ＩＣ素子の前記側面と直交する２個の側面を一対の脚部の端面間より露出させておくことにより、表面実装型圧電発振器の全体構造を小型化することができるようになる。
【００２２】
また更に本発明の表面実装型圧電発振器によれば、実装用基体をＩＣ素子の両側に配される２個の脚部によって構成し、かかる脚部の側面間よりＩＣ素子の側面を露出させることにより、ＩＣ素子と容器体との接合部が直視できるようになることから、製品の検査等に際してＩＣ素子の接合状態を目視等によって容易に確認することが可能となり、これによっても表面実装型圧電発振器の生産性向上に供することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。
【００２４】
図１は本発明の表面実装型圧電発振器を表面実装型水晶発振器に適用した実施形態を示す斜視図、図２は図１の表面実装型水晶発振器の断面図、図３は図２の要部拡大図、図４は図１の表面実装型水晶発振器を下方より見た平面図であり、これらの図に示す表面実装型圧電発振器は、内部に圧電振動素子としての水晶振動素子５を収容した容器体１の下面に、実装用基体６と、ＩＣ素子７とを取着させた構造を有している。
【００２５】
前記容器体１は、例えば、ガラス−セラミック、アルミナセラミックス等のセラミック材料から成る基板２と、４２アロイやコバール，リン青銅等の金属から成るシールリング３と、該シールリング３と同様の金属から成る蓋体４とから成り、前記基板２の上面にシールリング３を取着させ、その上面に蓋体４を載置・固定させることによって容器体１が構成され、シールリング３の内側に位置する基板２の上面に水晶振動素子５が実装される。
【００２６】
前記容器体１は、その内部、具体的には、基板２の上面とシールリング３の内面と蓋体４の下面とで囲まれる空間内に水晶振動素子５を収容して気密封止するためのものであり、基板２の上面には水晶振動素子５の振動電極に接続される一対の搭載パッド８ａ等が、基板２の下面には後述する脚部６ａ，６ｂの接合電極９ａに接続される複数個の接合電極８ｃ（以下、第１接合電極という。）やＩＣ素子７の接続パッド７ａに接続される複数個の電極パッド８ｂ等がそれぞれ設けられ、これらのパッドは基板表面の配線パターンや基板内部に埋設されているビアホール導体等によって、対応するパッド同士、相互に電気的に接続されている。
【００２７】
尚、前記容器体１の基板２は、ガラス−セラミック等のセラミック材料から成る場合、従来周知のセラミックグリーンシート積層法、具体的には、セラミック材料粉末に適当な有機溶剤等を添加・混合して得たセラミックグリーンシートの表面等に配線導体８となる導体ペーストを所定パターンに印刷・塗布するとともに、これを複数枚積層してプレス成形した後、高温で焼成することによって製作される。この場合、セラミックグリーンシートの積層数はせいぜい２層程度と少ないため、セラミックグリーンシート同士の位置合わせは比較的簡単で、焼成後に反りを生じたりすることも殆どない。
【００２８】
また前記容器体１のシールリング３及び蓋体４は従来周知の金属加工法を採用し、４２アロイ等の金属を所定形状に成形することによって製作され、得られたシールリング３を基板２の上面に予め被着させておいた導体層にロウ付けし、続いて水晶振動素子５を導電性接着剤１０を用いて基板２の上面に実装・固定した後、上述の蓋体４を従来周知の抵抗溶接等によってシールリング３の上面に接合することによって容器体１が組み立てられる。このようにシールリング３と蓋体４とを抵抗溶接によって接合する場合、シールリング３や蓋体４の表面には予めＮｉメッキ層やＡｕメッキ層等が着される。
【００２９】
一方、前記容器体１の内部に収容される水晶振動素子５は、所定の結晶軸でカットした水晶片の両主面に一対の振動電極を被着・形成してなり、外部からの変動電圧が一対の振動電極を介して水晶片に印加されると、所定の周波数で厚みすべり振動を起こすようになっている。
【００３０】
前記水晶振動素子５は、一対の振動電極を導電性接着材１０を介して基板上面の対応する搭載パッド８ａに電気的に接続させることによって基板２の上面に搭載され、これによって水晶振動素子５と容器体１との電気的接続及び機械的接続が同時になされる。
【００３１】
ここで容器体１の金属製蓋体４を容器体１や実装用基体６の配線導体８，９を介して後述するグランド端子用の外部端子９ｂに接続させておけば、その使用時、蓋体４がアースされることによりシールド機能が付与されることとなるため、水晶振動素子５や後述するＩＣ素子７を外部からの不要な電気的作用より良好に保護することができる。従って、容器体１の金属製蓋体４は容器体１や実装用基体６の配線導体８，９を介してグランド端子用の外部端子９ｂに接続させておくことが好ましい。
【００３２】
そして、上述した容器体１の下面に取着される実装用基体６は一対の脚部６ａ，６ｂによって構成されており、かかる一対の脚部８ａ，６ｂの間の領域にＩＣ素子７を配置させている。
【００３３】
前記一対の脚部６ａ，６ｂは、各々がガラス布基材エポキシ樹脂やポリカーボネイト，エポキシ樹脂，ポリイミド樹脂等の樹脂材料やガラス−セラミック，アルミナセラミックス等のセラミック材料等によって矩形状をなすように形成されており、間にＩＣ素子７を挟んで平行に配置される。
【００３４】
また、これら一対の脚部６ａ，６ｂの上面には容器体下面の対応する第１接合電極８ｃに導電性接着剤１１を介して電気的・機械的に接続される複数個の接合電極９ａ（以下、第２接合電極という。）が、また下面には４つの外部端子９ｂ（電源電圧端子、グランド端子、発振出力端子、発振制御端子）が２個の脚部６ａ，６ｂに分かれて２個ずつ設けられており、これらの第２接合電極９ｂと外部端子９ａとは各脚部６ａ，６ｂの端面等に設けられた溝部内面の導体膜等を介して電気的に接続されている。
【００３５】
上述した４個の外部端子９ｂは、表面実装型水晶発振器をマザーボード等の外部電気回路に搭載する際、外部電気回路の回路配線と電気的に接続されるようになっており、これら４個の外部端子９ｂのうち、グランド端子と発振出力端子を一方の脚部６ａに、電源電圧端子と発振制御端子を他方の脚部６ｂに設けておくようにすれば、発振出力端子がグランド電位に接続されるグランド端子に近接して配置されることから、発振出力端子より出力される発振信号にノイズが干渉するのを有効に防止することができる。従って、グランド端子と発振出力端子は共通の脚部に隣接させて設けておくことが好ましい。
【００３６】
更にまた上述した一対の脚部６ａ，６ｂは、その上面を一部、容器体１の下面よりも外側に位置させた状態で容器体１の下面に取着されており、容器体１の第１接合電極８ｃと脚部６ａ，６ｂの第２接合電極９ａとを接合する導電性接合材１１の一部を容器体１の側面に付着させることによって容器体１の側面から一対の脚部６ａ，６ｂの上面にかけて導電性接合材１１によるフィレットＦを形成している。
【００３７】
本実施形態においては、容器体１の基板側面と下面との間の角部に、導電性接合材１１の少なくとも一部を収容する切り欠き部１ａが各接合部に対応して個別に設けられており、該切り欠き部１ａの形成領域には容器体１の下面が存在しないことから、この領域において脚部６ａ，６ｂの上面が容器体１の下面よりも外側に位置することとなる。そして前記第１接合電極８ｃを前記切り欠き部１ａの形成領域まで延在するとともに、前記第２接合電極９ａを前記切り欠き部１ａの直下領域まで延在させた上、第１接合電極８ｃ及び第２接合電極９ａの両延在部に導電性接合材１１を付着させることによって所定のフィレットＦを形成している。
【００３８】
ここで、フィレットＦとは、導電性接合材１１のうち、接合部の隙間よりはみ出して表面に露出した部分のことを指し、上述したように、切り欠き部１ａの形成領域まで延在した第１接合電極８ｃと切り欠き部１ａの直下領域まで延在した第２接合電極９ａとを導電性接合材１１で接合し、容器体１の側面から一対の脚部６ａ，６ｂの上面にかけて導電性接合材１１によるフィレットＦを形成することにより、前記容器体１に対する一対の脚部６ａ，６ｂの取着強度が有効に高められて、表面実装型水晶発振器の機械的強度が高く維持されるようになる。
【００３９】
またこの場合、容器体１と一対の脚部６ａ，６ｂとの接合状態を上述したフィレットＦを目視等によって観察することで容易に確認することもでき、検査の作業性が良好となる利点もある。
【００４０】
更に前記容器体下面の第１接合電極８ｃは上述した切り欠き部１ａの形成領域まで、また前記脚部上面の第２接合電極９ａは切り欠き部１ａの直下領域までそれぞれ延在させてあり、この両延在部に前記導電性接合材１１をそれぞれ付着させてフィレットＦを形成するようにしたことから、表面実装型水晶発振器の全体構造を小型に維持しつつ、切り欠き部１ａ内に十分な量の導電性接合材１１を収容させることができるようになり、この結果、容器体１に対する脚部６ａ，６ｂの接合強度を高く保つことが可能となる。
【００４１】
しかも、前記切り欠き部１ａは容器体１を構成する基板２の側面に基板上面まで到達しないように形成されているため、一対の脚部６ａ，６ｂを容器体１に取着させる際、容器体１と脚部６ａ，６ｂとを接合する導電性接合材１１が切り欠き部１ａよりも上方にせり上がってシールリング３や金属製の蓋体４に付着してしまうことは殆どなく、導電性接合材１１が金属性蓋体４等に付着することに起因したショートの発生も有効に防止される。
【００４２】
更にこの場合、前記切り欠き部１ａは各接合部に対応して個別に形成されていることから、各切り欠き部１ａ内に収容される導電性接合材１１は切り欠き部１ａの形成領域内に露出する容器体１の表面に対し良好に被着されるようになっており、これによっても脚部６ａ，６ｂを容器体１に対して強固に取着されるようになる。
【００４３】
尚、前記脚部６ａ，６ｂは、ガラス布基材エポキシ樹脂から成る場合、ガラス糸を編み込んで形成したガラス布基材にエポキシ樹脂の液状前駆体を含浸させるとともに、該前駆体を高温で重合させることによってベースが形成され、その表面に貼着される銅箔等の金属箔を従来周知のフォトエッチング等を採用し、所定パターンに加工することによって配線導体が形成される。そして、得られた一対の脚部６ａ，６ｂの第２接合電極９ａを半田等の導電性接合材１１を介して容器体下面の第１接合電極８ｃに当接させ、しかる後、前記導電性接合材１１を熱の印加によって溶融させ、第１，第２接合電極間にフィレットＦを形成するようにして両者を電気的・機械的に接続することにより一対の脚部６ａ，６ｂが容器体１の下面に取着される。また、前記容器体１の側面と下面との間の角部に設けられる切り欠き部１ａは、容器体１の基板２を従来周知のセラミックグリーンシート積層法等によって形成する際、積層体の最下層を構成するセラミックグリーンシートの外周部で接合部と対応する箇所に所定の穴部を設けておくことによって形成される。
【００４４】
このように、前記容器体１と前記脚部６ａ，６ｂとは別々に準備された後で導電性接合材１１等によって一体化されるようになっており、しかも容器体単体の構造は極めて簡素であることから、水晶振動素子５を容器体１の内部に搭載したり、容器体１の下面にＩＣ素子７や脚部６ａ，６ｂを取り付けるにあたり容器体１を保持しておくための特殊な治具等は一切不要であり、またこのような組み立て工程における組立作業の作業性も極めて良好なものとなる。
【００４５】
また上述した一対の脚部６ａ，６ｂは、ガラス布基材エポキシ樹脂等の樹脂材料で形成しておくのが好ましく、かかる樹脂材料で脚部６ａ，６ｂを形成しておくことにより、外形切断加工等を容易に行うことができる。
【００４６】
一方、一対の脚部６ａ，６ｂ間に配置されるＩＣ素子７としては、上面に前記容器体１の電極パッド８ｂに接続される複数個の接続パッド７ａを有した矩形状のフリップチップ型ＩＣが用いられ、その上面には、周囲の温度状態を検知する感温素子（サーミスタ）、水晶振動素子５の温度特性を補償する温度補償データを有し、該温度補償データに基づいて前記水晶振動素子５の振動特性を温度変化に応じて補正する温度補償回路、該温度補償回路に接続されて所定の発振出力を生成する発振回路等が設けられている。このようなＩＣ素子７の発振回路で生成された発振出力は、外部に出力された後、例えば、クロック信号等の基準信号として利用されることとなる。
【００４７】
前記ＩＣ素子７は、その上面に設けた複数の接続パッド７ａを、容器体下面の対応する電極パッド８ｂに半田や金バンプ等の導電性接合材１１を介して電気的に接続させることによって容器体１の下面に取着され、これによってＩＣ素子７内の電子回路が容器体１の配線導体８や脚部６ａ，６ｂの配線導体９等を介して水晶振動素子５や脚部６ａ，６ｂの外部端子９ｂ等と電気的に接続される。
【００４８】
尚、前記ＩＣ素子７の温度補償回路に温度補償データを書き込むための書込制御端子（図示せず）は前記脚部６ａ，６ｂの側面等に設けられ、これらの書込制御端子にデータ書込装置のプローブ針を当て、ＩＣ素子７の温度補償回路内に設けられているメモリに水晶振動素子５の温度特性に応じた温度補償データを書き込むことによって温度補償回路内に温度補償データが格納される。また、このような書込制御端子は、脚部６ａ，６ｂ等と一体的に設けられる外部の捨代部に配置させておき、温度補償データの書き込みが終了した後でこの捨代部を脚部６ａ，６ｂ等から切り離すようにしても良く、そのようにして表面実装型水晶発振器を製造することにより、全体構造を小型化して、構成を簡素化することができる。
【００４９】
また更に上述したＩＣ素子７は、４個の側面のうち平行に配置されている２個の側面が、その全面にわたり、上述した脚部６ａ，６ｂの側面に対向して近接配置されるようになっており、この２個の側面と直交する残りの２個の側面を一対の脚部６ａ，６ｂの端面間より露出させている。ここで、前記ＩＣ素子７の側面と前記脚部６ａ，６ｂの側面との間にできる間隙の幅は、例えば１０μｍ〜５００μｍに設定される。
【００５０】
そして、前記ＩＣ素子７の２個の露出側面は、容器体１の外周部よりも若干内側、例えば、容器体１の外周より１μｍ〜５００μｍだけ内側に、容器体１の外周部に沿って配されている。
【００５１】
このように、前記ＩＣ素子７の露出側面と直交する方向に係る容器体１や脚部６ａ，６ｂの幅寸法はＩＣ素子７の一辺の長さと略等しくなるように設計され、またＩＣ素子７の露出側面と平行な方向に係る容器体１の幅寸法はＩＣ素子７の一辺の長さと脚部６ａ，６ｂの幅との和と略等しくなるように設計されているため、表面実装型水晶発振器の全体構造を縦・横いずれの方向にも小型に構成することができるようになる。
【００５２】
しかもこの場合、ＩＣ素子７の２個の露出側面は一対の脚部６ａ，６ｂに遮られることなく露出させてあり、ＩＣ素子７と容器体１との接合部が直視できるようになっているため、製品の検査等に際してＩＣ素子７の接合状態を目視等によって容易に確認することができ、これによって表面実装型水晶発振器の生産性を向上させることも可能となる。
【００５３】
また前記ＩＣ素子７の２個の側面は一対の脚部６ａ，６ｂの側面間に露出させてあることから、ＩＣ素子７を半田等の導電性接合材１１を介して容器体１の下面に搭載する際、該接合に必要な熱を一対の脚部６ａ，６ｂの側面間より容器体１−ＩＣ素子７間の導電性接合材１１に対して良好に伝達させることができ、ＩＣ素子７を効率良く、確実に搭載することが可能となる。これにより、表面実装型水晶発振器の信頼性及び生産性を向上させることができる。
【００５４】
更に上述した表面実装型水晶発振器は、平行に配されているＩＣ素子７の２個の側面を一対の脚部６ａ，６ｂの側面間より露出させるようにしたことで、ＩＣ素子７の搭載領域がその両端部で外部に開放された形となっている。このため、ＩＣ素子７を容器体１に半田接合する場合のフラックス洗浄工程や、完成した表面実装型水晶発振器をマザーボード等の外部電気回路に搭載した後に行なわれる洗浄工程等においてＩＣ素子７の表面や容器体１の下面に対して洗浄液を接触させる場合であっても、一対の脚部６ａ，６ｂ間の領域への洗浄液の流入、及び流出は上述した搭載領域両側の開放端を介して極めてスムーズ、かつ良好になされるようになり、ＩＣ素子７の搭載領域に洗浄液が残留してしまうのを有効に防止して、上述の洗浄工程を効率良く行うことができる利点もある。
【００５５】
尚、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。
【００５６】
例えば、上述した実施形態においては、圧電振動素子として水晶振動素子を用いた表面実装型水晶発振器を例にとって説明したが、これに代えて、圧電振動素子としてＳＡＷフィルタ等の他の圧電振動素子を用いる場合にも本発明は適用可能である。
【００５７】
また上述した実施形態においては、導電性接合材１１の少なくとも一部を収容する切り欠き部１ａを各接合部に対応して個別に形成するようにしたが、これに代えて、図５に示す如く、導電性接合材１１の少なくとも一部を収容する切り欠き部１ｂを脚部６ａ，６ｂが取着される容器体１の二辺に沿って接合部の配列方向に連続的に形成するようにしても構わない。
【００５８】
更に本発明の表面実装型圧電発振器においては、実装用基体６として２個の脚部６ａ，６ｂを用いるようにしたが、これに代えて、ＩＣ素子７を取り囲む１個の枠状基体で実装用基体を構成しても良いし、或いは、上述の実施形態で用いた２個の脚部６ａ，６ｂをそれぞれ２個に分断して得た４個の脚部で実装用基体を構成したり、２個の脚部６ａ，６ｂのうち一方のみを２つに分断して得た３個の脚部で実装用基体を構成しても構わない。
【００５９】
また更に上述した実施形態において、ＩＣ素子７と容器体１との間隙に、両者を接合している導電性接合材１１を被覆するようにしてエポキシ樹脂等から成る樹脂材を充填するとともに、該充填した樹脂材の外周部を一対の脚部６ａ，６ｂの取着領域まで延在させ、この延在部でもって容器体１と脚部６ａ，６ｂとを接合している導電性接合材１１を被覆するようにしても良い。この場合、前記樹脂材はＩＣ素子７の上面、一対の脚部６ａ，６ｂの各上面、及び容器体１の下面の各面に対して良好に接着されるため、前記容器体１に対する脚部６ａ，６ｂの取着強度、ならびにＩＣ素子７の取着強度を前記樹脂材によって補強することができるとともに、ＩＣ素子７の回路形成面（上面）を樹脂材によって良好に保護することができる利点がある。
【００６０】
更にまた上述した実施形態においては、容器体１の蓋体４をシールリング３を介して基板２に接合させるようにしたが、これに代えて、基板２の上面に接合用のメタライズパターンを形成しておき、このメタライズパターンに対して蓋体４をダイレクトに溶接するようにしても構わない。
【００６１】
また更に上述した実施形態においては、容器体１の基板上面に直接シールリング３を取着させるようにしたが、これに代えて、基板２の上面に基板２と同材質のセラミック材料等から成る枠体を一体的に取着させた上、該枠体の上面にシールリング３を取着させるようにしても構わない。
【００６２】
更にまた上述した実施形態においては、脚部６ａ，６ｂの形状を矩形状となしたが、このような脚部６ａ，６ｂの内側面や外側面，角部等に凹部を設け、この凹部内に導体パターンを被着させたり、或いは、凹部の形成によってできたスペースにチップ状コンデンサ等の小さな電子部品素子を配置させるようにしても構わない。
【００６３】
また更に上述した実施形態において、ＩＣ素子７の側面と脚部６ａ，６ｂの側面との間にできる間隙に補強や封止等を目的として樹脂材等を充填するようにしても良いことは言うまでもない。
【００６４】
【発明の効果】
本発明の表面実装型圧電発振器によれば、内部に圧電振動素子が収容された容器体の下面に、フリップチップ型の発振制御用ＩＣ素子と、下面に外部端子を有した実装用基体とを導電性接合材を介して取着させてあり、前記ＩＣ素子を容器体の下面に搭載する際、容器体と実装用基体との間で導電性接合材の存在しない部位には隙間が存在しているため、ＩＣ素子の接合に必要な熱を前述の隙間より容器体−ＩＣ素子間の導電性接合材に良好に伝達させることができるようになり、ＩＣ素子が確実に、かつ効率良く搭載されるようになる。これにより、表面実装型圧電発振器の信頼性及び生産性を向上させることが可能となる。
【００６５】
しかも本発明の表面実装型圧電発振器は、実装用基体の上面を一部、容器体の下面よりも外側に位置させ、前記容器体の下面に設けられる第１接合電極と実装用基体の上面に設けられる第２接合電極とを導電性接合材を介して接続するとともに、該導電性接合材の一部を前記容器体の側面にも付着させて容器体側面から実装用基体上面にかけて導電性接合材によるフィレットを形成するようにしたものであり、これによって前記容器体に対する実装用基体の取着強度が高められ、表面実装型圧電発振器の機械的強度を高く維持することができるとともに、前記容器体と前記実装用基体との接合状態を上述したフィレットを目視等によって観察することで容易に確認することができるようになる。
【００６６】
また本発明の表面実装型圧電発振器によれば、容器体と実装用基体とが導電性接合材によって接合されており、容器体と実装用基体とを別々に準備して後で組み立てるようになっている。従って、容器体の内部に圧電振動素子を搭載した後で実装用基体とＩＣ素子とを容器体に取着させることにより、組み立ての作業性は良好となり、特殊な製造設備等は一切不要となる上に、容器体をセラミックグリーンシート積層法等によって製作する場合であっても、その積層数は少なくて済むことから、セラミックグリーンシート同士の位置合わせは比較的簡単で、焼成後に反りを生じたりすることも殆どなく、これにっても表面実装型圧電発振器の生産性が向上されるようになる。
【００６７】
更に本発明の表面実装型圧電発振器によれば、前記容器体をセラミック製の基板上にシールリングを介して金属蓋体を取着させて形成し、容器体の基板側面と下面との間の角部に、前記導電性接合材の少なくとも一部を収容する切り欠き部を設けるとともに、前記容器体の下面に設けられる第１接合電極を前記切り欠き部の形成領域まで延在し、前記実装用基体の上面に設けられる第２接合電極を前記切り欠き部の直下領域まで延在させ、両延在部にも導電性接合材を付着させることにより、表面実装型圧電発振器の全体構造を小型に維持しつつ、切り欠き部内に十分な量の導電性接合材を収容させて接合強度を高く保つことができる。
【００６８】
またこの場合、容器体と実装用基体とを接合する導電性接合材が切り欠き部よりも上方にせり上がってシールリングや金属蓋体に付着することは殆どなく、金属蓋体等への導電性接合材の付着に起因したショートの発生も有効に防止される利点がある。
【００６９】
更に本発明の表面実装型圧電発振器によれば、前記実装用基体をＩＣ素子の両側に配される２個の脚部によって構成し、かかる脚部の側面と対向するＩＣ素子の２個の側面を前記脚部の側面に近接配置させるとともに、前記ＩＣ素子の前記側面と直交する２個の側面を一対の脚部の端面間より露出させておくことにより、表面実装型圧電発振器の全体構造を小型化することができるようになる。
【００７０】
また更に本発明の表面実装型圧電発振器によれば、実装用基体をＩＣ素子の両側に配される２個の脚部によって構成し、かかる脚部の側面間よりＩＣ素子の側面を露出させることにより、ＩＣ素子と容器体との接合部が直視できるようになることから、製品の検査等に際してＩＣ素子の接合状態を目視等によって容易に確認することが可能となり、これによっても表面実装型圧電発振器の生産性向上に供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を表面実装型圧電発振器を表面実装型水晶発振器に適用した実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１の表面実装型水晶発振器の断面図である。
【図３】図２の要部拡大図である。
【図４】図１の表面実装型水晶発振器を下方より見た平面図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る表面実装型圧電発振器の斜視図である。
【図６】（ａ）は従来の表面実装型圧電発振器の断面図、（ｂ）は（ａ）の表面実装型圧電発振器を下方から見た平面図である。
【符号の説明】
１・・・容器体
１ａ，１ｂ・・・切り欠き部
２・・・基板
３・・・シールリング
４・・・蓋体
５・・・圧電振動素子（水晶振動素子）
６ａ，６ｂ・・・実装用基体（一対の脚部）
７・・・ＩＣ素子
７ａ・・・接続パッド
８・・・容器体の配線導体
８ａ・・・搭載パッド
８ｂ・・・電極パッド
８ｃ・・・第１接合電極
９・・・脚部の配線導体
９ａ・・・第２接合電極
９ｂ・・・外部端子
１０、１１・・・導電性接合材
Ｆ・・・フィレット[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a surface-mount type piezoelectric oscillator used for an electronic device such as a portable communication device.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, piezoelectric oscillators have been used in electronic devices such as portable communication devices.
[0003]
As such a conventional piezoelectric oscillator, for example, as shown in FIG. 6, a piezoelectric vibrating element 24 such as a quartz vibrating element is housed inside an upper surface of a frame-shaped base 21 having a plurality of external terminals 22 attached to a lower surface. IC that attaches the container 23 and controls the oscillation output in the cavity 25 surrounded by the inner wall surface of the frame-shaped substrate 21 and the lower surface of the container 23 based on the vibration of the piezoelectric vibration element 24. An electronic component element 27 such as an element 26 and a capacitor is provided, and a structure in which the IC element 26 and the electronic component element 27 are mounted on the lower surface of the container 23 is known (for example, see Patent Document 1). .).
[0004]
The container body 23 is for hermetically sealing the piezoelectric vibrating element 24 housed therein by shutting off the piezoelectric vibrating element 24 from the atmosphere.A seal ring is provided on the upper surface of a substrate made of an electrically insulating material. The piezoelectric vibrating element 24 is attached to the inside of the seal ring, and a metal lid is joined to the upper surface of the seal ring by seam welding (resistance welding) or the like, so that the space in which the piezoelectric vibrating element 24 is housed is airtight. It is tightly sealed.
[0005]
The substrate of the container 23 and the frame-shaped base 21 described above are usually integrally formed of a ceramic material such as alumina ceramics or glass-ceramic, and a wiring conductor is formed inside and on the surface thereof. It has been manufactured by employing a conventionally known ceramic green sheet laminating method or the like.
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-2000-151283 (FIGS. 2 and 5)
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional surface-mount type piezoelectric oscillator, the joint of the IC element 26 is completely surrounded by the lower surface of the container body 23 and the inner wall surface of the frame-shaped base 21. Since the base 21 is integrally formed without any gaps therebetween, when a flip-chip type IC element is used as the IC element 26, the connection pads of the IC element 26 correspond to the corresponding pads on the lower surface of the container body. When bonding to the electrode pad with a conductive bonding material such as solder, heat from the outside is less likely to be transmitted to the conductive bonding material between the IC element 26 and the container 23, and it takes a long time to mount the IC element 26. And the strength of bonding of the IC element 26 to the container 23 tends to be insufficient, and this has the disadvantage of reducing the reliability and productivity of the surface-mount type piezoelectric oscillator.
[0008]
Furthermore, in the above-mentioned conventional surface mount type piezoelectric oscillator, since the container body 23 and the frame-shaped base 21 are integrally formed of a ceramic material, when such an integrally formed product is manufactured by a ceramic green sheet laminating method or the like, Due to the increase in the number of stacked ceramic green sheets, it may be difficult to align the ceramic green sheets or warp may occur after firing, and the above-mentioned integrally molded article has a complicated structure. When the piezoelectric vibrating element 24 is mounted inside the container 23 and closed with a lid, or when the IC element 26 is mounted inside the frame-shaped base 21, the complicated structure of the integrally formed body is difficult because it is difficult to handle. In addition to the necessity of a special jig corresponding to the above, the workability is poor, and it has a drawback that it does not contribute to the improvement of productivity.
[0009]
The present invention has been made in view of the above-mentioned drawbacks, and an object of the present invention is to provide a surface-mount type piezoelectric oscillator excellent in reliability and productivity.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
A surface-mounted piezoelectric oscillator according to the present invention includes a flip-chip rectangular IC element that controls an oscillation output based on the vibration of the piezoelectric vibration element, on a lower surface of a container body in which the piezoelectric vibration element is housed, and a lower surface. A mounting substrate having external terminals attached to the surface mounting type piezoelectric oscillator, wherein a part of an upper surface of the mounting substrate is located outside a lower surface of the container body, and the container A first bonding electrode provided on the lower surface of the body and a second bonding electrode provided on the upper surface of the mounting base are connected via a conductive bonding material, and a part of the conductive bonding material is connected to a side surface of the container body. A fillet made of a conductive bonding material is formed from the side surface of the container to the upper surface of the mounting substrate.
[0011]
Further, in the surface-mount type piezoelectric oscillator of the present invention, the container is formed by attaching a metal lid to a ceramic substrate via a seal ring, and the side surface and the lower surface of the substrate of the container are formed. A cut-out portion for accommodating at least a part of the conductive bonding material is provided at a corner between the cut portions.
[0012]
Further, in the surface-mount type piezoelectric oscillator according to the present invention, the first bonding electrode extends to a region where the notch is formed, and the second bonding electrode extends to a region directly below the notch. The present invention is characterized in that the conductive bonding material is attached to the existing portion.
[0013]
Still further, in the surface-mount type piezoelectric oscillator according to the present invention, the mounting base is constituted by two rectangular legs arranged on both sides of the IC element, and two of four side faces of the IC element are provided. It is characterized in that the side faces are arranged in close proximity to the side faces of each leg, and the remaining two side faces are exposed from the region between the legs.
[0014]
Still further, in the surface-mounted piezoelectric oscillator according to the present invention, two exposed side surfaces of the IC element are arranged along an outer peripheral portion of the container body.
[0015]
Still further, in the surface-mounted piezoelectric oscillator according to the present invention, the substrate of the container body is made of a ceramic material, and the mounting base is made of a resin material.
[0016]
According to the surface-mount type piezoelectric oscillator of the present invention, a flip-chip type oscillation control IC element and a mounting base having external terminals on the lower surface are provided on the lower surface of the container housing the piezoelectric vibrating element therein. When the IC element is mounted on the lower surface of the container body, there is a gap between the container body and the mounting base in a portion where the conductive bonding material does not exist. As a result, the heat necessary for bonding the IC element can be transmitted to the conductive bonding material between the container body and the IC element through the above-mentioned gap, and the IC element can be securely and efficiently mounted. Will be done. This makes it possible to improve the reliability and productivity of the surface-mount type piezoelectric oscillator.
[0017]
In addition, the surface-mount type piezoelectric oscillator of the present invention is configured such that the upper surface of the mounting substrate is partially located outside the lower surface of the container, and the first bonding electrode provided on the lower surface of the container and the upper surface of the mounting substrate. The second bonding electrode provided is connected via a conductive bonding material, and a part of the conductive bonding material is also attached to the side surface of the container body, and the conductive bonding material is connected from the side surface of the container body to the upper surface of the mounting base. A fillet made of a material is formed, whereby the mounting strength of the mounting base to the container body is increased, and the mechanical strength of the surface-mount type piezoelectric oscillator can be maintained high. The joint state between the body and the mounting base can be easily confirmed by visually observing the above-described fillet.
[0018]
Further, according to the surface mount type piezoelectric oscillator of the present invention, the container and the mounting substrate are joined by the conductive bonding material, and the container and the mounting substrate are separately prepared and assembled later. ing. Therefore, by mounting the mounting substrate and the IC element to the container after the piezoelectric vibration element is mounted inside the container, the workability of assembly is improved, and no special manufacturing equipment is required. On the other hand, even when the container body is manufactured by the ceramic green sheet laminating method or the like, since the number of laminations is small, the alignment of the ceramic green sheets is relatively easy, and warping may occur after firing. This rarely occurs, and the productivity of the surface mount type piezoelectric oscillator can be improved.
[0019]
Furthermore, according to the surface mount type piezoelectric oscillator of the present invention, the container is formed by attaching a metal lid to a ceramic substrate via a seal ring, and the gap between the substrate side surface and the lower surface of the container is formed. The corner portion is provided with a cutout for accommodating at least a part of the conductive bonding material, and a first bonding electrode provided on a lower surface of the container body is extended to a formation region of the cutout, and the mounting is performed. A second bonding electrode provided on the upper surface of the substrate for use extends to a region immediately below the notch, and a conductive bonding material is also attached to both extending portions, thereby reducing the overall structure of the surface-mount type piezoelectric oscillator. , And a sufficient amount of the conductive bonding material can be accommodated in the cutout portion to keep the bonding strength high.
[0020]
Also, in this case, the conductive bonding material for bonding the container body and the mounting base does not rise up above the notch and adheres to the seal ring or the metal lid, and the conductive bonding material to the metal lid or the like hardly adheres. There is an advantage that the occurrence of a short circuit due to the adhesion of the conductive bonding material is effectively prevented.
[0021]
Further, according to the surface-mount type piezoelectric oscillator of the present invention, the mounting base is constituted by two legs arranged on both sides of the IC element, and the two side faces of the IC element opposed to the side faces of the leg section. Are arranged close to the side surfaces of the leg portions, and two side surfaces orthogonal to the side surfaces of the IC element are exposed from between the end surfaces of the pair of leg portions, so that the entire structure of the surface mount type piezoelectric oscillator is reduced. The size can be reduced.
[0022]
Further, according to the surface-mount type piezoelectric oscillator of the present invention, the mounting base is constituted by two legs arranged on both sides of the IC element, and the side surfaces of the IC element are exposed from between the side surfaces of the legs. As a result, the joint between the IC element and the container body can be directly viewed, so that the joint state of the IC element can be easily checked visually or the like at the time of product inspection or the like. It is possible to improve the productivity of the oscillator.
[0023]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0024]
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment in which the surface-mount type piezoelectric oscillator of the present invention is applied to a surface-mount type crystal oscillator, FIG. 2 is a cross-sectional view of the surface-mount type crystal oscillator of FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is an enlarged view, and FIG. 4 is a plan view of the surface-mounted crystal oscillator of FIG. 1 as viewed from below, and the surface-mounted piezoelectric oscillator shown in these figures contains a crystal vibration element 5 as a piezoelectric vibration element. It has a structure in which a mounting base 6 and an IC element 7 are attached to the lower surface of the container body 1.
[0025]
The container 1 is made of, for example, a substrate 2 made of a ceramic material such as glass-ceramic or alumina ceramic, a seal ring 3 made of a metal such as 42 alloy, Kovar, phosphor bronze, and a metal similar to the seal ring 3. The container 1 is constituted by attaching a seal ring 3 to the upper surface of the substrate 2 and mounting and fixing the lid 4 on the upper surface of the substrate 2. The crystal vibrating element 5 is mounted on the upper surface of the substrate 2 to be formed.
[0026]
The container 1 accommodates the quartz vibrating element 5 in a space surrounded by the inside thereof, specifically, the upper surface of the substrate 2, the inner surface of the seal ring 3, and the lower surface of the lid 4, and hermetically seals it. On the upper surface of the substrate 2, a pair of mounting pads 8a and the like connected to the vibrating electrode of the crystal vibrating element 5 are connected, and on the lower surface of the substrate 2, a bonding electrode 9a of leg portions 6a and 6b described later is connected. A plurality of bonding electrodes 8c (hereinafter, referred to as first bonding electrodes), a plurality of electrode pads 8b connected to the connection pads 7a of the IC element 7, and the like are provided. The corresponding pads are electrically connected to each other by a via-hole conductor or the like buried inside the substrate.
[0027]
When the substrate 2 of the container 1 is made of a ceramic material such as glass-ceramic, a conventionally known ceramic green sheet laminating method, specifically, an appropriate organic solvent or the like is added to and mixed with the ceramic material powder. A conductor paste to be the wiring conductor 8 is printed and applied in a predetermined pattern on the surface and the like of the ceramic green sheet obtained as described above, a plurality of the pastes are laminated, press-molded, and then fired at a high temperature. In this case, since the number of stacked ceramic green sheets is as small as at most about two, the alignment between the ceramic green sheets is relatively easy, and there is almost no warping after firing.
[0028]
The seal ring 3 and the lid 4 of the container body 1 are manufactured by molding a metal such as a 42 alloy into a predetermined shape by employing a conventionally known metal working method. After brazing to a conductor layer previously adhered to the upper surface, and then mounting and fixing the crystal resonator element 5 to the upper surface of the substrate 2 using a conductive adhesive 10, the above-described lid 4 is conventionally known. The container body 1 is assembled by joining the upper surface of the seal ring 3 by resistance welding or the like. When the seal ring 3 and the lid 4 are joined by resistance welding in this manner, a Ni plating layer, an Au plating layer, or the like is attached to the surfaces of the seal ring 3 and the lid 4 in advance.
[0029]
On the other hand, the crystal vibrating element 5 housed inside the container body 1 is formed by attaching and forming a pair of vibrating electrodes on both main surfaces of a crystal blank cut along a predetermined crystal axis, so that a fluctuating voltage from the outside is obtained. Is applied to the crystal piece via a pair of vibrating electrodes, so that thickness shear vibration occurs at a predetermined frequency.
[0030]
The crystal vibrating element 5 is mounted on the upper surface of the substrate 2 by electrically connecting a pair of vibrating electrodes to the corresponding mounting pads 8a on the upper surface of the substrate via the conductive adhesive material 10. The electrical connection and the mechanical connection with the container body 1 are made simultaneously.
[0031]
Here, if the metal lid 4 of the container 1 is connected to an external terminal 9 b for a ground terminal, which will be described later, via the wiring conductors 8 and 9 of the container 1 and the mounting base 6, the lid can be used at the time of use. Since the body 4 is grounded to provide a shielding function, the crystal vibrating element 5 and an IC element 7 described later can be better protected from unnecessary external electrical action. Therefore, it is preferable that the metal lid 4 of the container 1 is connected to the external terminal 9 b for the ground terminal via the wiring conductors 8 and 9 of the container 1 and the mounting base 6.
[0032]
The mounting base 6 attached to the lower surface of the above-described container body 1 is constituted by a pair of legs 6a and 6b, and the IC element 7 is arranged in a region between the pair of legs 8a and 6b. Let me.
[0033]
The pair of legs 6a and 6b are each formed in a rectangular shape using a resin material such as a glass cloth base epoxy resin, polycarbonate, epoxy resin, or polyimide resin, or a ceramic material such as glass-ceramic or alumina ceramic. And are arranged in parallel with the IC element 7 interposed therebetween.
[0034]
Further, on the upper surfaces of the pair of legs 6a and 6b, a plurality of bonding electrodes 9a (which are electrically and mechanically connected to the corresponding first bonding electrodes 8c on the lower surface of the container body via the conductive adhesive 11). In the following, four external terminals 9b (power supply voltage terminal, ground terminal, oscillation output terminal, oscillation control terminal) are divided into two legs 6a and 6b on the lower surface. The second bonding electrode 9b and the external terminal 9a are electrically connected to each other via a conductive film on the inner surface of the groove provided on the end face of each leg 6a, 6b.
[0035]
The four external terminals 9b are electrically connected to the circuit wiring of the external electric circuit when the surface mount type crystal oscillator is mounted on an external electric circuit such as a motherboard. If the ground terminal and the oscillation output terminal of the external terminal 9b are provided on one leg 6a and the power supply voltage terminal and the oscillation control terminal are provided on the other leg 6b, the oscillation output terminal is connected to the ground potential. Since it is arranged close to the ground terminal to be provided, it is possible to effectively prevent noise from interfering with the oscillation signal output from the oscillation output terminal. Therefore, it is preferable that the ground terminal and the oscillation output terminal are provided adjacent to the common leg.
[0036]
Furthermore, the pair of legs 6a and 6b described above are attached to the lower surface of the container body 1 with the upper surfaces thereof partially located outside the lower surface of the container body 1. A part of the conductive bonding material 11 for bonding the first bonding electrode 8c and the second bonding electrodes 9a of the legs 6a and 6b is attached to the side surface of the container body 1 so that a pair of leg portions 6a is formed from the side surface of the container body 1. , 6b is formed with a fillet F by the conductive bonding material 11.
[0037]
In the present embodiment, notches 1a for accommodating at least a part of the conductive bonding material 11 are individually provided at corners between the side surface and the lower surface of the substrate of the container body 1 so as to correspond to each bonding portion. Since the lower surface of the container body 1 does not exist in the area where the notch 1a is formed, the upper surfaces of the legs 6a and 6b are located outside the lower surface of the container body 1 in this region. The first bonding electrode 8c extends to a region where the notch 1a is formed, and the second bonding electrode 9a extends to a region immediately below the notch 1a. A predetermined fillet F is formed by attaching the conductive bonding material 11 to both extending portions of the second bonding electrode 9a.
[0038]
Here, the fillet F refers to a portion of the conductive bonding material 11 that protrudes from the gap of the bonding portion and is exposed to the surface, and as described above, extends to the formation region of the cutout portion 1a. The first bonding electrode 8c and the second bonding electrode 9a extending to a region immediately below the notch 1a are bonded by a conductive bonding material 11, and the conductive bonding material 11 extends from the side surface of the container body 1 to the upper surfaces of the pair of legs 6a and 6b. By forming the fillet F with the bonding material 11, the attachment strength of the pair of legs 6a, 6b to the container body 1 is effectively increased, and the mechanical strength of the surface mount type crystal oscillator is maintained at a high level. become.
[0039]
In this case, the joint state between the container body 1 and the pair of leg portions 6a and 6b can be easily confirmed by visually observing the above-described fillet F, and the workability of the inspection is improved. is there.
[0040]
Further, the first bonding electrode 8c on the lower surface of the container body extends to a region where the above-described cutout portion 1a is formed, and the second bonding electrode 9a on the upper surface of the leg portion extends to a region directly below the cutout portion 1a. Since the conductive bonding material 11 is adhered to each of the two extending portions to form the fillet F, the entire structure of the surface-mounted crystal oscillator can be kept small while maintaining sufficient space in the cutout portion 1a. An appropriate amount of the conductive bonding material 11 can be accommodated, and as a result, the bonding strength of the legs 6a and 6b to the container body 1 can be kept high.
[0041]
Moreover, since the notch 1a is formed on the side surface of the substrate 2 constituting the container body 1 so as not to reach the upper surface of the substrate, when the pair of legs 6a, 6b are attached to the container body 1, The conductive bonding material 11 for bonding the body 1 and the legs 6a and 6b hardly rises above the notch 1a and adheres to the seal ring 3 or the metal lid 4, and the conductive bonding material 11 is hardly conductive. The occurrence of a short circuit due to the adhesion of the conductive bonding material 11 to the metal lid 4 or the like is also effectively prevented.
[0042]
Further, in this case, since the notch portions 1a are individually formed corresponding to the respective joint portions, the conductive bonding material 11 accommodated in each of the notch portions 1a is formed in the region where the notch portion 1a is formed. The leg portions 6a and 6b are firmly attached to the container body 1 by being well adhered to the surface of the container body 1 exposed to the outside.
[0043]
When the legs 6a and 6b are made of a glass cloth base epoxy resin, the glass cloth base formed by weaving glass threads is impregnated with a liquid epoxy resin precursor and the precursor is polymerized at a high temperature. By doing so, a base is formed, and a wiring conductor is formed by processing a metal foil such as a copper foil adhered on the surface into a predetermined pattern by using a conventionally known photoetching or the like. Then, the obtained second bonding electrodes 9a of the pair of legs 6a and 6b are brought into contact with the first bonding electrodes 8c on the lower surface of the container body via the conductive bonding material 11 such as solder. The joining material 11 is melted by applying heat, and a pair of legs 6a and 6b are electrically and mechanically connected so as to form a fillet F between the first and second joining electrodes. 1 is attached to the lower surface. The notch 1a provided at a corner between the side surface and the lower surface of the container body 1 is formed at the time of forming the substrate 2 of the container body 1 by a conventionally well-known ceramic green sheet laminating method or the like. It is formed by providing a predetermined hole at a position corresponding to the joint on the outer peripheral portion of the ceramic green sheet constituting the lower layer.
[0044]
As described above, the container 1 and the legs 6a and 6b are separately prepared and then integrated by the conductive bonding material 11 and the like, and the structure of the container alone is extremely simple. Therefore, a special device for mounting the crystal vibrating element 5 inside the container 1 or holding the container 1 when attaching the IC element 7 and the legs 6a and 6b to the lower surface of the container 1 is provided. No jig or the like is required at all, and the workability of the assembling work in such an assembling process is extremely good.
[0045]
The pair of legs 6a and 6b described above are preferably formed of a resin material such as a glass cloth base epoxy resin, and the outer shape is cut by forming the legs 6a and 6b with such a resin material. Processing and the like can be easily performed.
[0046]
On the other hand, as the IC element 7 disposed between the pair of legs 6a, 6b, a rectangular flip-chip type IC having a plurality of connection pads 7a connected to the electrode pads 8b of the container body 1 on the upper surface is used. On its upper surface, there is a temperature sensing element (thermistor) for detecting an ambient temperature state, and temperature compensation data for compensating for the temperature characteristics of the crystal vibrating element 5. Based on the temperature compensation data, A temperature compensation circuit for correcting the vibration characteristic of the element 5 according to a temperature change, an oscillation circuit connected to the temperature compensation circuit and generating a predetermined oscillation output are provided. The oscillation output generated by the oscillation circuit of the IC element 7 is output to the outside and then used as a reference signal such as a clock signal.
[0047]
The IC element 7 has a container by electrically connecting a plurality of connection pads 7a provided on the upper surface thereof to corresponding electrode pads 8b on the lower surface of the container via a conductive bonding material 11 such as solder or gold bump. The electronic circuit in the IC element 7 is attached to the lower surface of the body 1, whereby the crystal vibrating element 5 and the legs 6 a and 6 b are connected via the wiring conductor 8 of the container 1 and the wiring conductor 9 of the legs 6 a and 6 b. Are electrically connected to the external terminals 9b and the like.
[0048]
Note that write control terminals (not shown) for writing temperature compensation data to the temperature compensation circuit of the IC element 7 are provided on the side surfaces of the legs 6a, 6b and the like. The temperature compensation data is stored in the temperature compensation circuit by writing the temperature compensation data corresponding to the temperature characteristic of the crystal vibrating element 5 into the memory provided in the temperature compensation circuit of the IC element 7 by applying a probe needle of the mounting device. Is done. Further, such a write control terminal is arranged in an external discard portion provided integrally with the legs 6a, 6b, etc., and after the writing of the temperature compensation data is completed, the discard portion is connected to the leg. It may be separated from the parts 6a, 6b, etc., and by manufacturing the surface mount type crystal oscillator in this way, the overall structure can be reduced in size and the configuration can be simplified.
[0049]
Further, the above-mentioned IC element 7 is arranged such that two of the four side faces arranged in parallel are arranged in close proximity to the side faces of the leg portions 6a and 6b over the entire surface. The other two side surfaces orthogonal to the two side surfaces are exposed from between the end surfaces of the pair of leg portions 6a and 6b. Here, the width of the gap formed between the side surface of the IC element 7 and the side surfaces of the legs 6a and 6b is set to, for example, 10 μm to 500 μm.
[0050]
The two exposed side surfaces of the IC element 7 are arranged along the outer periphery of the container 1 slightly inside the outer periphery of the container 1, for example, 1 μm to 500 μm inside the outer periphery of the container 1. Have been.
[0051]
As described above, the width of the container 1 and the legs 6a and 6b in the direction orthogonal to the exposed side surface of the IC element 7 is designed to be substantially equal to the length of one side of the IC element 7. Is designed so that the width dimension of the container 1 in a direction parallel to the exposed side surface of the IC chip 7 is substantially equal to the sum of the length of one side of the IC element 7 and the widths of the legs 6a and 6b. The overall structure of the oscillator can be made compact in both the vertical and horizontal directions.
[0052]
Moreover, in this case, the two exposed side surfaces of the IC element 7 are exposed without being blocked by the pair of legs 6a and 6b, so that the joint between the IC element 7 and the container 1 can be directly viewed. Therefore, the bonding state of the IC element 7 can be easily confirmed visually or the like at the time of product inspection or the like, thereby improving the productivity of the surface mount type crystal oscillator.
[0053]
Further, since the two side surfaces of the IC element 7 are exposed between the side surfaces of the pair of leg portions 6a and 6b, the IC element 7 is mounted on the lower surface of the container 1 via a conductive bonding material 11 such as solder. At the time of mounting, the heat required for the bonding can be transmitted well to the conductive bonding material 11 between the container 1 and the IC element 7 from between the side surfaces of the pair of legs 6a and 6b. Can be mounted efficiently and reliably. Thereby, the reliability and productivity of the surface mount type crystal oscillator can be improved.
[0054]
Further, in the above-described surface-mounted crystal oscillator, the mounting area of the IC element 7 is configured such that two side surfaces of the IC element 7 arranged in parallel are exposed from between the side surfaces of the pair of legs 6a and 6b. Are open to the outside at both ends. For this reason, the surface of the IC element 7 is subjected to a flux cleaning step when the IC element 7 is soldered to the container 1 or a cleaning step performed after the completed surface-mounted crystal oscillator is mounted on an external electric circuit such as a motherboard. Even when the cleaning liquid is brought into contact with the lower surface of the container body 1, the inflow and outflow of the cleaning liquid into the region between the pair of legs 6a and 6b is extremely via the open ends on both sides of the mounting region. There is also an advantage that the cleaning can be performed smoothly and satisfactorily, the cleaning liquid is effectively prevented from remaining in the mounting region of the IC element 7, and the above-described cleaning step can be performed efficiently.
[0055]
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes, improvements, and the like can be made without departing from the gist of the present invention.
[0056]
For example, in the above-described embodiment, a surface-mounted crystal oscillator using a crystal vibration element as the piezoelectric vibration element has been described as an example. Alternatively, another piezoelectric vibration element such as a SAW filter may be used as the piezoelectric vibration element. The present invention is also applicable when used.
[0057]
Further, in the above-described embodiment, the cutout portions 1a for accommodating at least a part of the conductive bonding material 11 are individually formed corresponding to the respective bonding portions, but instead shown in FIG. As described above, the cutout portion 1b accommodating at least a part of the conductive bonding material 11 is formed continuously along the two sides of the container body 1 to which the legs 6a and 6b are attached in the arrangement direction of the bonding portions. It does not matter.
[0058]
Further, in the surface mount type piezoelectric oscillator of the present invention, two legs 6a and 6b are used as the mounting base 6, but instead, a single frame-shaped base surrounding the IC element 7 is used. The mounting base may be formed, or the mounting base may be formed by four legs obtained by dividing the two legs 6a and 6b used in the above-described embodiment into two. Alternatively, the mounting base may be constituted by three legs obtained by dividing only one of the two legs 6a and 6b into two.
[0059]
Further, in the above-described embodiment, the gap between the IC element 7 and the container body 1 is filled with a resin material such as an epoxy resin so as to cover the conductive bonding material 11 for bonding the two. An outer peripheral portion of the filled resin material is extended to a region where the pair of leg portions 6a and 6b is attached, and the conductive joining material 11 joining the container body 1 and the leg portions 6a and 6b with the extended portions. May be coated. In this case, the resin material is well bonded to the upper surface of the IC element 7, the upper surfaces of the pair of legs 6a, 6b, and the lower surface of the container 1, so that the resin Advantageously, the attachment strength of 6a, 6b and the attachment strength of IC element 7 can be reinforced by the resin material, and the circuit forming surface (upper surface) of IC element 7 can be well protected by the resin material. There is.
[0060]
Furthermore, in the above-described embodiment, the lid 4 of the container 1 is joined to the substrate 2 via the seal ring 3, but instead, a metallized pattern for joining is formed on the upper surface of the substrate 2. In addition, the lid 4 may be directly welded to this metallized pattern.
[0061]
Furthermore, in the above-described embodiment, the seal ring 3 is directly attached to the upper surface of the substrate of the container body 1. However, instead of this, the upper surface of the substrate 2 is made of the same material as the substrate 2 made of a ceramic material or the like. The frame may be integrally attached, and the seal ring 3 may be attached to the upper surface of the frame.
[0062]
Furthermore, in the above-described embodiment, the legs 6a and 6b are formed in a rectangular shape. However, recesses are provided on the inner and outer surfaces, corners, and the like of the legs 6a and 6b. A small electronic component element such as a chip-shaped capacitor may be arranged in a space formed by applying a conductor pattern to the substrate, or by forming a concave portion.
[0063]
Further, in the above-described embodiment, it is needless to say that the gap between the side surface of the IC element 7 and the side surfaces of the leg portions 6a and 6b may be filled with a resin material or the like for the purpose of reinforcement or sealing. No.
[0064]
【The invention's effect】
According to the surface-mount type piezoelectric oscillator of the present invention, a flip-chip type oscillation control IC element and a mounting base having external terminals on the lower surface are provided on the lower surface of the container housing the piezoelectric vibrating element therein. When the IC element is mounted on the lower surface of the container body, there is a gap between the container body and the mounting base in a portion where the conductive bonding material does not exist. As a result, the heat necessary for bonding the IC element can be transmitted to the conductive bonding material between the container body and the IC element through the above-mentioned gap, and the IC element can be securely and efficiently mounted. Will be done. This makes it possible to improve the reliability and productivity of the surface-mount type piezoelectric oscillator.
[0065]
In addition, the surface-mount type piezoelectric oscillator of the present invention is configured such that the upper surface of the mounting substrate is partially located outside the lower surface of the container, and the first bonding electrode provided on the lower surface of the container and the upper surface of the mounting substrate. The second bonding electrode provided is connected via a conductive bonding material, and a part of the conductive bonding material is also attached to the side surface of the container body, and the conductive bonding material is connected from the side surface of the container body to the upper surface of the mounting base. A fillet made of a material is formed, whereby the mounting strength of the mounting base to the container body is increased, and the mechanical strength of the surface-mount type piezoelectric oscillator can be maintained high. The joint state between the body and the mounting base can be easily confirmed by visually observing the above-described fillet.
[0066]
Further, according to the surface mount type piezoelectric oscillator of the present invention, the container and the mounting substrate are joined by the conductive bonding material, and the container and the mounting substrate are separately prepared and assembled later. ing. Therefore, by mounting the mounting substrate and the IC element to the container after the piezoelectric vibration element is mounted inside the container, the workability of assembly is improved, and no special manufacturing equipment is required. On the other hand, even when the container body is manufactured by the ceramic green sheet laminating method or the like, since the number of laminations is small, the alignment of the ceramic green sheets is relatively easy, and warping may occur after firing. This rarely occurs, and the productivity of the surface mount type piezoelectric oscillator can be improved.
[0067]
Furthermore, according to the surface mount type piezoelectric oscillator of the present invention, the container is formed by attaching a metal lid to a ceramic substrate via a seal ring, and the gap between the substrate side surface and the lower surface of the container is formed. The corner portion is provided with a cutout for accommodating at least a part of the conductive bonding material, and a first bonding electrode provided on a lower surface of the container body is extended to a formation region of the cutout, and the mounting is performed. A second bonding electrode provided on the upper surface of the substrate for use extends to a region immediately below the notch, and a conductive bonding material is also attached to both extending portions, thereby reducing the overall structure of the surface-mount type piezoelectric oscillator. , And a sufficient amount of the conductive bonding material can be accommodated in the cutout portion to keep the bonding strength high.
[0068]
Also, in this case, the conductive bonding material for bonding the container body and the mounting base does not rise up above the notch and adheres to the seal ring or the metal lid, and the conductive bonding material to the metal lid or the like hardly adheres. There is an advantage that the occurrence of a short circuit due to the adhesion of the conductive bonding material is effectively prevented.
[0069]
Further, according to the surface-mount type piezoelectric oscillator of the present invention, the mounting base is constituted by two legs arranged on both sides of the IC element, and the two side faces of the IC element opposed to the side faces of the leg section. Are arranged close to the side surfaces of the leg portions, and two side surfaces orthogonal to the side surfaces of the IC element are exposed from between the end surfaces of the pair of leg portions, so that the entire structure of the surface mount type piezoelectric oscillator is reduced. The size can be reduced.
[0070]
Further, according to the surface mount type piezoelectric oscillator of the present invention, the mounting base is constituted by two legs arranged on both sides of the IC element, and the side surfaces of the IC element are exposed from between the side surfaces of the leg portions. As a result, the joint between the IC element and the container body can be directly viewed, so that the joint state of the IC element can be easily checked visually or the like at the time of product inspection or the like. It is possible to improve the productivity of the oscillator.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment in which the present invention is applied to a surface-mount type crystal oscillator using a surface-mount type piezoelectric oscillator.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the surface-mounted crystal oscillator of FIG.
FIG. 3 is an enlarged view of a main part of FIG. 2;
FIG. 4 is a plan view of the surface mounted crystal oscillator of FIG. 1 as viewed from below.
FIG. 5 is a perspective view of a surface mount type piezoelectric oscillator according to another embodiment of the present invention.
6A is a cross-sectional view of a conventional surface-mount type piezoelectric oscillator, and FIG. 6B is a plan view of the surface-mount type piezoelectric oscillator of FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Container body 1a, 1b ... Notch part 2 ... Substrate 3 ... Seal ring 4 ... Lid 5 ... Piezoelectric vibration element (quartz vibration element)
6a, 6b: mounting base (a pair of legs)
7 IC element 7a Connection pad 8 Wiring conductor 8a of container body Mounting pad 8b Electrode pad 8c First bonding electrode 9 Leg wiring conductor 9a: second bonding electrode 9b: external terminals 10, 11: conductive bonding material F: fillet
