JP2004356911A

JP2004356911A - Surface mount type piezoelectric oscillator

Info

Publication number: JP2004356911A
Application number: JP2003151600A
Authority: JP
Inventors: Akira Miura; 陽三浦
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2003-05-28
Filing date: 2003-05-28
Publication date: 2004-12-16

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a surface mount type piezoelectric oscillator with a stable oscillation output and excellent mountability, that less affects operations of other electronic components. <P>SOLUTION: The surface mount type piezoelectric oscillator 10 is configured such that a crystal vibrating element 2 is mounted on an upper side of a base 1, a recessed part 4 containing an IC element 3 for controlling an oscillation output on the basis of the vibration of the crystal vibrating element 2 is formed to a lower side of the base 1, and a sealing member for covering the IC element 3 is filled in the recessed part 4. The sealing member is formed by stacking three resin layers or over including a first insulating resin layer 5a for coating the surface of the IC element 3 deposited to the bottom side of the recessed part 4, a second insulating resin layer 5b deposited at an opening side of the recessed part 4, and a conductive resin layer 6 located between the first and second insulating resin layers 5a, 5b. Further, the volume resistivity of the conductive resin layer 6 is selected to be preferably 10<SP>4</SP>Ω-m or below, and the volume resistivity of the first and second insulating resin layers 5a, 5b is preferably selected to be 10<SP>13</SP>Ω-m or over. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【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３に示すように、セラミック材料等から成る基体５１の上面に、圧電振動素子５２を搭載し、基体５１の下面に形成した凹部５４に、ＩＣ素子５３を搭載した構造が知られている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
このような圧電発振器は、基体５１の下面に被着形成された複数の外部接続用端子（図示せず）によってマザーボードに表面実装される、いわゆる表面実装型圧電発振器である。
【０００５】
ＩＣ素子５４は、半導体等の材料からなる、圧電振動素子５２の振動に基づいて発振出力を制御するための能動素子であり、基体５１の下面に形成した凹部５４に充填された封止材により封止されている。
【０００６】
尚、圧電振動素子５２としては、水晶振動素子等が用いられ、このような圧電振動素子５２は、例えば、基体５１上に取着されたシールリング５７の内側に位置するように搭載されており、更にシールリング５７上に金属製の蓋体５８を載置・固定することにより気密封止されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２―１００９３１号公報（図２）
【０００８】
【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素子の封止材は、実装するマザーボードに面しているので、実装時に用いたフラックスやそのガスが封止剤に接触したのち浸透することがあり、ＩＣ素子まで到達することがある。このとき、ＩＣ素子は、正常に発振出力を制御することができなくなり、表面実装型圧電発振器の発振周波数を不安定にさせる原因の一つとなっていた。
【０００９】
また、ＩＣ素子の封止材は、実装するときの熱等により変形することがあり、変形によって封止材の下面が、基体５１の下面に被着形成された複数の外部接続用端子が基体の下面より下方に位置することがあり、このような状態で表面実装した場合には、外部接続端子がマザーボードに接触しなくなるので、表面実装圧電発振器の実装性を低下させることとなる。
【００１０】
一方、ＩＣ素子５３は電磁波を放射するので、電子機器に搭載される他の電子部品は、その電磁波を浴びることになり、他の電子部品にも悪影響を及ぼして誤動作させ、その結果として、電子機器の安定な動作にも障害となる。
【００１１】
また、ＩＣ素子５３から放射される電磁波のうち、上方へ放射される電磁波は、基体５１の上面に搭載された圧電振動素子５２に対しても、浴びせてしまうので、圧電振動素子の共振振動に悪影響を及ぼすこととなり、表面実装型圧電発振器の発振信号が変動するという問題があった。
【００１２】
本発明は上記問題に鑑み案出されたもので、その目的は、発振出力を安定させるとともに、実装性に優れ、他の電子部品の動作への影響を少なくした表面実装型圧電発振器を提供することにある。
【００１３】
【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、基体の上面に圧電振動素子を搭載するとともに、前記基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ＩＣ素子が収容された凹部を設け、該凹部内に前記ＩＣ素子を被覆する封止材を充填してなる表面実装型圧電発振器において、前記封止材は、前記凹部の底面側に配されて前記ＩＣ素子の表面を被覆する第１の絶縁性樹脂層と、前記凹部の開口部側に配される第２の絶縁性樹脂層と、前記第１の絶縁性樹脂層及び第２の絶縁性樹脂層間に配される導電性樹脂層とを含む３層以上の樹脂層を積層することによって形成されていることを特徴とするものである。
【００１４】
また本発明の表面実装型圧電発振器は、前記第２の絶縁性樹脂層の下面が基体の下面より上方に位置しているとともに、前記基体の下面で、凹部の周囲に複数個の外部接続用端子が設けられていることを特徴とするものである。
【００１５】
更に本発明の表面実装型圧電発振器は、前記導電性樹脂層の体積固有抵抗率が１０^４Ωｍ以下であり、前記第１，第２の絶縁性樹脂層の体積固有抵抗率が１０^１３Ωｍ以上であることを特徴とするものである。
【００１６】
また更に本発明の表面実装型圧電発振器は、前記導電性樹脂層がフェノール樹脂中にニッケル、鉄、またはその合金の少なくとも一種から成る磁性体粒子を９２．５重量％〜９７．５重量％の割合で添加してなることを特徴とするものである。
【００１７】
更にまた本発明の表面実装型圧電発振器は、前記導電性樹脂層が前記基体に設けられるグランド配線に電気的に接続されていることを特徴とするものである。
【００１８】
また更に本発明の表面実装型圧電発振器は、前記基体の内部に、前記圧電振動素子と前記ＩＣ素子との間を隔てるグランド配線が埋設されていることを特徴とするものである。
【００１９】
更にまた本発明の表面実装型圧電発振器は、前記導電性樹脂層中の樹脂成分が第１、第２の絶縁性樹脂層と同系の樹脂から成ることを特徴とするものである。
【００２０】
本発明の表面実装型圧電発振器によれば、前記封止材は、前記凹部の底面側に配されて前記ＩＣ素子の表面を被覆する第１の絶縁性樹脂層と、前記凹部の開口部側に配される第２の絶縁性樹脂層と、前記第１の絶縁性樹脂層及び第２の絶縁性樹脂層間に配される導電性樹脂層とを含む３層以上の樹脂層を積層して形成されていることから、実装時に用いたフラックスやそのガスが封止剤に接触したのち浸透しても、それぞれの樹脂層の界面にとどまるので、封止性にすぐれた構成となっており、ＩＣ素子が正常に発振出力を制御できるので、表面実装型圧電発振器の発振周波数を安定させることが可能となる。
【００２１】
また、本発明の表面実装型圧電発振器によれば、封止材が積層された３層以上の樹脂層で構成されており、それぞれの樹脂が変形を阻止するように働くので、前記基体の下面で、凹部の周囲に設けられている複数個の外部接続用端子は、第２の絶縁性樹脂層の下面が基体の下面より上方に安定して位置することができるので、実装時には外部接続端子がマザーボードに確実に接触し、表面実装圧電発振器の実装性を安定させることができる。
【００２２】
更に、本発明の表面実装型圧電発振器によれば、ＩＣ素子は、基体の下面に形成された凹部の底面側に配され、体積固有抵抗率が１０^１３Ωｍ以上の第１、第２の絶縁性樹脂層により表面が被覆されており、前記第１の絶縁性樹脂層及び第２の絶縁性樹脂層間には、体積固有抵抗率が１０^４Ωｍ以下の導電性樹脂層が配されていることから、前記ＩＣ素子が放射した電磁波は、前記導電性樹脂層が吸収するので、下方に対して電子機器に搭載される他の電子部品は、浴びる電磁波が低減されて誤動作がなくなり、電子機器の動作を安定化させることができる。
【００２３】
また更に、本発明の表面実装型圧電発振器によれば、前記導電性樹脂層がフェノール樹脂中にニッケル、鉄、またはその合金の少なくとも一種から成る磁性体粒子を９２．５重量％〜９７．５重量％の割合で添加しておくことにより、前記導電性樹脂層でもって電磁波をより有効に吸収することができる。
【００２４】
更にまた、本発明の表面実装型圧電発振器によれば、前記導電性樹脂層が前記基体に設けられるグランド配線に電気的に接続させておくことにより、前記導電性樹脂層がグランド電位となるので、これによっても前記ＩＣ素子から放射される電磁波は、効果的に吸収されることとなり、表面実装型圧電発振器の動作をより安定させることができる。
【００２５】
また更に、本発明の表面実装型圧電発振器によれば、前記ＩＣ素子から放射される電磁波のうち、上方へ放射される電磁波は、前記圧電振動素子とＩＣ素子との間を隔てる基体内部のグランド配線でもって吸収されるようなり、前記基体の上面に搭載された圧電振動素子は、前記ＩＣ素子から放射された電磁波を浴びなくなるので、共振振動が安定することとなり、表面実装型圧電発振器の発振信号の変動を抑制することが可能となる。
【００２６】
更にまた、本発明の表面実装型圧電発振器によれば、前記導電性樹脂層中の樹脂成分を第１、第２の絶縁性樹脂層と同系の樹脂で形成することにより、前記第１の絶縁性樹脂層と第２の絶縁性樹脂層との熱膨張係数が近く、封止材が構成する３層以上の樹脂層が、理想的にそれぞれの樹脂が変形を阻止するように働き、表面実装圧電発振器の実装性を安定させることができ、特に同一の樹脂材料で形成しておけば、導電性樹脂層の隙間から、前記凹部内に流し込んで両方の層を同時に形成することができるため、表面実装型圧電発振器の生産性を向上させることが可能となる。
【００２７】
【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。
【００２８】
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外観斜視図、図２は図１の表面実装型水晶発振器より蓋体を取り外した状態を示す外観斜視図、図３は図１のＡ−Ａ´線断面図、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る。
【００２９】
これらの図に示す表面実装型水晶発振器１０は、基体１の上面に水晶振動素子２を搭載し、基体１の下面に設けた凹部４に、ＩＣ素子３を収容するとともに、封止材を充填した構造を有している。
【００３０】
基体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を用いて制作される凹部４を有した基板である。セラミック材料から成る基体１は、例えば、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外部接続用端子１ａ、グランド配線１ｂ及び接続パッド１ｃ等の配線導体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、凹部４となる孔を形成した後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。
【００３１】
基体１の上面に搭載する水晶振動素子２は、従来周知の水熱合成法等によって形成された水晶板を所定の結晶軸でカットして短冊状の水晶片として切り出した上、その両主面に所定形状のマスクを配置して、蒸着やスパッタ等の手段を用いて、一対の励振電極を被着・形成した構造を有している。このような水晶振動素子２は、一対の励振電極間に所定の電圧が印加されると、所定の周波数ですべり振動を起こすようになっており、例えば、クロック信号等の基準信号を発生するための振動子として機能することとなる。
【００３２】
このような水晶振動素子２は、シリコン樹脂やポリイミド樹脂等の樹脂材料中にＡｇ等の金属から成る導電性粒子を所定量、添加・混合して得た導電性接着剤９を介して、基体１に搭載される。
【００３３】
基体１上に配置された接続パッド１ｃ上に塗布した導電性接着剤９の上に水晶振動素子２を配置し硬化させることで基体１内に配置された導体（図示せず）と水晶振動素子２の電気的導通と機械的な接合強度を確保できる。
【００３４】
尚、水晶振動素子２は、基体１の上面に取着された、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７の内側に位置するように搭載されている。
【００３５】
そして、シールリング７の上面にはシールリング７と同様の金属から成る蓋体８を載置・固定することによって気密封止され、このように水晶振動素子２を気密封止された空間に収容させておくことにより、振動子として安定して動作させることができる。
【００３６】
一方、基体１の下面に設けられている凹部４内に収容されるＩＣ素子３は、その回路形成面に、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２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を有している。
【００３７】
このようなＩＣ素子３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。
【００３８】
前記ＩＣ素子３は、凹部４に収容された後、ボンディングワイヤを介して凹部４内部に被着されたボンディングパッドと電気的に接続される。或いは、ＩＣ素子３に形成したハンダや金のバンプ（図示せず）を介してフリップチップ接続してもよく、この場合、ＩＣ素子３の搭載面積を小さくして、表面実装型水晶発振器１０の小型にすることができる。
【００３９】
尚、前記ＩＣ素子３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端子（図示せず）は基体１の側面等に設けられ、これらの書込端子にデータ書込装置のプローブ針を当て、ＩＣ素子３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２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。
【００４０】
また、基体１の下面に設けられた凹部に充填される封止材は、ＩＣ素子３を封止するために被覆されるものであり、導電性樹脂層５ａ、５ｂと絶縁性樹脂層６とを積層することによって形成されている。
【００４１】
そして、本実施形態においては、第１の絶縁性樹脂層５ａ、第２の絶縁性樹脂層５ｂとして、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリビニルアルコール等の樹脂材料を用い、絶縁性樹脂層６としてフェノール樹脂中にニッケル、鉄、またはその合金のうち少なくとも一種から成る磁性体粒子を９２．５重量％〜９７．５重量％の割合で添加してなる磁性体材料を用いて形成されている。
【００４２】
このような封止材を用いることにより、基体の下面に形成された凹部４の底面側に配されたＩＣ素子３は、体積固有抵抗率が１０^８Ωｍ以上の第１、第２の絶縁性樹脂層５ａ、５ｂにより表面が被覆されており、前記第１の絶縁性樹脂層５ａ及び第２の絶縁性樹脂層間に、体積固有抵抗率が１０^４Ωｍの導電性樹脂層６が配された構成となる。この構成により、ＩＣ素子３が放射した電磁波は、導電性樹脂層６が吸収するので、下方に対して電子機器に搭載される他の電子部品は、浴びる電磁波が低減されて誤動作が起こりにくくなり、電子機器の動作を安定化させることができる。
【００４３】
このとき、導電性樹脂層６を基体１のグランド配線１ｂに電気的に接続させておけば、導電性樹脂層６がグランド電位となるので、これによってもＩＣ素子３から放射される電磁波は、効果的に吸収されることとなり、表面実装型圧電発振器１０をより安定的に動作させることができる。
【００４４】
更に、本実施形態の表面実装型圧電発振器１０においては、ＩＣ素子３から放射される電磁波のうち、上方へ放射される電磁波が、水晶振動素子２とＩＣ素子３との間を隔てる基体１の内部に埋設されているグランド配線１ｂでもって吸収されるようになっている。このため、基体１の上面に搭載された水晶振動素子２は、ＩＣ素子３から放射された電磁波を浴びることが少なくなり、共振振動を安定化させることができるとともに、表面実装型圧電発振器１０の発振信号の変動を有効に抑制することができるようになる。
【００４５】
尚、表面実装型圧電発振器１０の上方に配置する他の電子部品については、本実施形態においては、蓋体８が存在することにより、電磁波は充分に遮蔽されるので、大きな影響を受けることはない。
【００４６】
一方、本実施形態における封止材は、凹部４の底面側に配されてＩＣ素子３の表面を被覆する第１の絶縁性樹脂層５ａと、凹部４の開口部側に配される第２の絶縁性樹脂層５ｂと、第１の絶縁性樹脂層５ａ及び第２の絶縁性樹脂層５ｂ間に配される導電性樹脂層６とを含む３層以上の樹脂層を積層して形成されていることから、実装時に用いたフラックスやそのガスが封止剤に接触したのち浸透しても、それぞれの樹脂層の界面にとどまるので、封止性にすぐれた構成となっており、ＩＣ素子３の発振出力を正常に制御することにより、表面実装型圧電発振器１０の発振周波数を安定化させることができる。
【００４７】
加えて、封止材は積層された３層以上の樹脂層で構成されており、それぞれの樹脂が変形を阻止する作用を有していることから、基体１の下面で、凹部４の周囲に設けられている複数個の外部接続用端子１ａは、第２の絶縁性樹脂層５ｂの下面が基体１の下面より上方に安定して位置することができ、実装時には外部接続端子１ａがマザーボードに確実に接触し、表面実装圧電発振器１０の実装性を安定させることが可能となる。
【００４８】
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。
【００４９】
例えば、上述の実施形態においては圧電振動子として水晶振動子１４を用いるようにしたが、これに代えて、圧電振動子としてＳＡＷフィルタ等の他の圧電振動子を用いる場合であっても本発明は適用可能である。
【００５０】
また、本発明の表面実装型圧電発振器によれば、前記導電性樹脂層中の樹脂成分が第１、第２の絶縁性樹脂層と同系の樹脂から成ることにより、第１の絶縁性樹脂層と第２の絶縁性樹脂層との熱膨張係数が近く、封止材が構成する３層以上の樹脂層が、理想的にそれぞれの樹脂が変形を阻止するように働き、表面実装圧電発振器の実装性を安定させることができる。更には、同一の樹脂を用いて形成するのが好ましく、その場合、導電性樹脂層に板状のものを用いてその隙間から、絶縁性樹脂層となる樹脂材凹部内に流し込んで両方の層を同時に形成することが可能となり、表面実装型圧電発振器の生産性を向上させることができる。
【００５１】
【発明の効果】
本発明の表面実装型圧電発振器によれば、前記封止材は、前記凹部の底面側に配されて前記ＩＣ素子の表面を被覆する第１の絶縁性樹脂層と、前記凹部の開口部側に配される第２の絶縁性樹脂層と、前記第１の絶縁性樹脂層及び第２の絶縁性樹脂層間に配される導電性樹脂層とを含む３層以上の樹脂層を積層して形成されていることから、実装時に用いたフラックスやそのガスが封止剤に接触したのち浸透しても、それぞれの樹脂層の界面にとどまるので、封止性にすぐれた構成となっており、ＩＣ素子が正常に発振出力を制御できるので、表面実装型圧電発振器の発振周波数を安定させることが可能となる。
【００５２】
また、本発明の表面実装型圧電発振器によれば、封止材が積層された３層以上の樹脂層で構成されており、それぞれの樹脂が変形を阻止するように働くので、前記基体の下面で、凹部の周囲に設けられている複数個の外部接続用端子は、第２の絶縁性樹脂層の下面が基体の下面より上方に安定して位置することができるので、実装時には外部接続端子がマザーボードに確実に接触し、表面実装圧電発振器の実装性を安定させることができる。
【００５３】
更に、本発明の表面実装型圧電発振器によれば、ＩＣ素子は、基体の下面に形成された凹部の底面側に配され、体積固有抵抗率が１０^１３Ωｍ以上の第１、第２の絶縁性樹脂層により表面が被覆されており、前記第１の絶縁性樹脂層及び第２の絶縁性樹脂層間には、体積固有抵抗率が１０^４Ωｍ以下の導電性樹脂層が配されていることから、前記ＩＣ素子が放射した電磁波は、前記導電性樹脂層が吸収するので、下方に対して電子機器に搭載される他の電子部品は、浴びる電磁波が低減されて誤動作がなくなり、電子機器の動作を安定化させることができる。
【００５４】
また更に、本発明の表面実装型圧電発振器によれば、前記導電性樹脂層がフェノール樹脂中にニッケル、鉄、またはその合金の少なくとも一種から成る磁性体粒子を９２．５重量％〜９７．５重量％の割合で添加しておくことにより、前記導電性樹脂層でもって電磁波をより有効に吸収することができる。
【００５５】
更にまた、本発明の表面実装型圧電発振器によれば、前記導電性樹脂層が前記基体に設けられるグランド配線に電気的に接続させておくことにより、前記導電性樹脂層がグランド電位となるので、これによっても前記ＩＣ素子から放射される電磁波は、効果的に吸収されることとなり、表面実装型圧電発振器の動作をより安定させることができる。
【００５６】
また更に、本発明の表面実装型圧電発振器によれば、前記ＩＣ素子から放射される電磁波のうち、上方へ放射される電磁波は、前記圧電振動素子とＩＣ素子との間を隔てる基体内部のグランド配線でもって吸収されるようなり、前記基体の上面に搭載された圧電振動素子は、前記ＩＣ素子から放射された電磁波を浴びなくなるので、共振振動が安定することとなり、表面実装型圧電発振器の発振信号の変動を抑制することが可能となる。
【００５７】
更にまた、本発明の表面実装型圧電発振器によれば、前記導電性樹脂層中の樹脂成分を第１、第２の絶縁性樹脂層と同系の樹脂で形成することにより、前記第１の絶縁性樹脂層と第２の絶縁性樹脂層との熱膨張係数が近く、封止材が構成する３層以上の樹脂層が、理想的にそれぞれの樹脂が変形を阻止するように働き、表面実装圧電発振器の実装性を安定させることができ、特に同一の樹脂材料で形成しておけば、導電性樹脂層の隙間から、前記凹部内に流し込んで両方の層を同時に形成することができるため、表面実装型圧電発振器の生産性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】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外観斜視図である。
【図２】図１の表面実装型水晶発振器より蓋体を取り外した状態を示す外観斜視図である。
【図３】図１のＡ−Ａ´線断面図である。
【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】従来の表面実装型圧電発振器の断面図である。
【符号の説明】
１・・・基体
１ａ・・・外部接続用端子
１ｂ・・・グランド配線
１ｃ・・・接続パッド
２・・・水晶振動素子
３・・・ＩＣ素子
４・・・凹部
５ａ・・・第１の絶縁性樹脂層
５ｂ・・・第２の絶縁性樹脂層
６・・・導電性樹脂層
７・・・シールリング
８・・・蓋体
９・・・導電性接着剤
１０・・・圧電部品（水晶発振器）[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. 3, a piezoelectric vibration element 52 is mounted on an upper surface of a base 51 made of a ceramic material or the like, and an IC element 53 is mounted on a concave portion 54 formed on the lower surface of the base 51. A mounted structure is known (for example, Patent Document 1).
[0004]
Such a piezoelectric oscillator is a so-called surface-mounted piezoelectric oscillator that is surface-mounted on a motherboard by a plurality of external connection terminals (not shown) formed on the lower surface of the base 51.
[0005]
The IC element 54 is an active element made of a material such as a semiconductor for controlling the oscillation output based on the vibration of the piezoelectric vibrating element 52. The IC element 54 is formed by a sealing material filled in the concave portion 54 formed on the lower surface of the base 51. It is sealed.
[0006]
It should be noted that a quartz crystal vibrating element or the like is used as the piezoelectric vibrating element 52, and such a piezoelectric vibrating element 52 is mounted, for example, so as to be located inside a seal ring 57 attached to the base 51. Further, a metal lid 58 is placed and fixed on the seal ring 57 to hermetically seal it.
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-100931 (FIG. 2)
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-mentioned conventional surface mount type piezoelectric oscillator, since the sealing material of the IC element faces the motherboard to be mounted, the flux or the gas used during mounting permeates after contacting the sealing material. And may reach the IC element. At this time, the IC element cannot normally control the oscillation output, and this is one of the causes of destabilizing the oscillation frequency of the surface mount type piezoelectric oscillator.
[0009]
In addition, the sealing material of the IC element may be deformed by heat or the like during mounting, and the plurality of external connection terminals formed by attaching the lower surface of the sealing material to the lower surface of the base 51 may be deformed by the deformation. In some cases, the external connection terminals do not come into contact with the motherboard, so that the mountability of the surface-mounted piezoelectric oscillator is reduced.
[0010]
On the other hand, since the IC element 53 emits an electromagnetic wave, other electronic components mounted on the electronic device are exposed to the electromagnetic wave, adversely affecting the other electronic components and causing them to malfunction, and as a result, It also hinders the stable operation of the device.
[0011]
Further, among the electromagnetic waves radiated from the IC element 53, the electromagnetic wave radiated upward also floods the piezoelectric vibrating element 52 mounted on the upper surface of the base 51, so that the electromagnetic wave is affected by the resonance vibration of the piezoelectric vibrating element. This has an adverse effect and causes a problem that the oscillation signal of the surface-mount type piezoelectric oscillator fluctuates.
[0012]
The present invention has been devised in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a surface mount type piezoelectric oscillator that stabilizes an oscillation output, has excellent mountability, and has less influence on the operation of other electronic components. It is in.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The surface-mount type piezoelectric oscillator of the present invention has a piezoelectric vibration element mounted on an upper surface of a base, and a recess in which an IC element for controlling an oscillation output based on the vibration of the piezoelectric vibration element is provided on a lower surface of the base. A surface-mount type piezoelectric oscillator in which the recess is filled with a sealing material for covering the IC element, wherein the sealing material is disposed on the bottom side of the recess and covers the surface of the IC element. A first insulating resin layer, a second insulating resin layer disposed on the opening side of the recess, and a conductive resin disposed between the first insulating resin layer and the second insulating resin layer. And three or more resin layers including a layer and a layer.
[0014]
Further, in the surface-mounted piezoelectric oscillator according to the present invention, the lower surface of the second insulating resin layer is located above the lower surface of the base, and a plurality of external connection A terminal is provided.
[0015]
Further, in the surface-mount type piezoelectric oscillator of the present invention, the conductive resin layer has a volume resistivity of 10 ⁴ Ωm or less, and the first and second insulating resin layers have a volume resistivity of 10 ¹³ Ωm or more. It is characterized by being.
[0016]
Still further, in the surface-mount type piezoelectric oscillator according to the present invention, the conductive resin layer contains 92.5% by weight to 97.5% by weight of magnetic particles composed of at least one of nickel, iron, and an alloy thereof in a phenol resin. It is characterized by being added in proportions.
[0017]
Still further, in the surface-mounted piezoelectric oscillator according to the present invention, the conductive resin layer is electrically connected to a ground wiring provided on the base.
[0018]
Furthermore, the surface-mount type piezoelectric oscillator according to the present invention is characterized in that a ground wiring for separating the piezoelectric vibrating element and the IC element is buried inside the base.
[0019]
Still further, in the surface-mount type piezoelectric oscillator according to the present invention, the resin component in the conductive resin layer is made of a resin similar to the first and second insulating resin layers.
[0020]
According to the surface mount type piezoelectric oscillator of the present invention, the sealing material is disposed on the bottom surface side of the concave portion and covers the surface of the IC element, and the opening portion side of the concave portion. And three or more resin layers including a second insulating resin layer disposed on the first insulating resin layer and a conductive resin layer disposed between the first insulating resin layer and the second insulating resin layer. Because it is formed, even if the flux used during mounting and its gas permeates after contacting the sealing agent, it stays at the interface of each resin layer, so it has a configuration with excellent sealing properties, Since the IC element can normally control the oscillation output, the oscillation frequency of the surface mount type piezoelectric oscillator can be stabilized.
[0021]
Further, according to the surface-mount type piezoelectric oscillator of the present invention, the lower surface of the base is constituted by three or more resin layers in which a sealing material is laminated, and each resin acts to prevent deformation. In the plurality of external connection terminals provided around the recess, the lower surface of the second insulating resin layer can be stably positioned above the lower surface of the base. Can reliably contact the motherboard, and the mountability of the surface mount piezoelectric oscillator can be stabilized.
[0022]
Further, according to the surface mount type piezoelectric oscillator of the present invention, the IC element is disposed on the bottom surface side of the concave portion formed on the lower surface of the base, and the first and second insulating members each having a volume resistivity of 10 ¹³ Ωm or more. The surface is covered with a conductive resin layer, and a conductive resin layer having a volume resistivity of 10 ⁴ Ωm or less is disposed between the first insulating resin layer and the second insulating resin layer. Therefore, the electromagnetic wave radiated by the IC element is absorbed by the conductive resin layer, so that other electronic components mounted on the electronic device in the downward direction are reduced in the electromagnetic wave to be exposed, and the malfunction is eliminated. Operation can be stabilized.
[0023]
Still further, according to the surface-mount type piezoelectric oscillator of the present invention, the conductive resin layer contains 92.5% by weight to 97.5% by weight of magnetic particles made of nickel, iron, or an alloy thereof in phenolic resin. By adding at a ratio of% by weight, electromagnetic waves can be more effectively absorbed by the conductive resin layer.
[0024]
Furthermore, according to the surface-mounted piezoelectric oscillator of the present invention, the conductive resin layer is electrically connected to the ground wiring provided on the base, so that the conductive resin layer has the ground potential. Accordingly, the electromagnetic waves radiated from the IC element are effectively absorbed, and the operation of the surface-mount type piezoelectric oscillator can be further stabilized.
[0025]
Still further, according to the surface-mount type piezoelectric oscillator of the present invention, among the electromagnetic waves radiated from the IC element, the electromagnetic wave radiated upward is grounded inside the base separating the piezoelectric vibration element and the IC element. Since the piezoelectric vibration element mounted on the upper surface of the base does not receive the electromagnetic wave radiated from the IC element, the resonance vibration is stabilized, and the oscillation of the surface-mounted piezoelectric oscillator is stabilized. It is possible to suppress signal fluctuation.
[0026]
Further, according to the surface mount type piezoelectric oscillator of the present invention, the first insulating resin layer is formed of a resin similar to the first and second insulating resin layers, whereby the first insulating layer is formed. The thermal expansion coefficients of the conductive resin layer and the second insulating resin layer are close to each other, and the three or more resin layers constituting the sealing material ideally work so as to prevent the respective resins from being deformed. It is possible to stabilize the mounting property of the piezoelectric oscillator, and in particular, if it is formed of the same resin material, both layers can be simultaneously formed by flowing into the concave portion from the gap between the conductive resin layers, It is possible to improve the productivity of the surface mount type piezoelectric oscillator.
[0027]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0028]
FIG. 1 is an external perspective view showing an embodiment in which the surface-mounted piezoelectric oscillator of the present invention is applied to a surface-mounted crystal oscillator. FIG. 2 is an external perspective view showing a state in which a lid is removed from the surface-mounted crystal oscillator in FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 1. FIG. 4 is a plan view of the surface-mounted crystal oscillator of FIG.
[0029]
The surface mount type crystal oscillator 10 shown in these figures mounts the crystal resonator element 2 on the upper surface of the base 1, and accommodates the IC element 3 in the recess 4 provided on the lower surface of the base 1 and fills the sealing material. It has the following structure.
[0030]
The base 1 is a substrate having a concave portion 4 manufactured using a ceramic material such as glass-ceramic or alumina ceramic. The base body 1 made of a ceramic material is formed, for example, by connecting and mixing wirings such as external connection terminals 1a, ground wiring 1b and connection pads 1c on the surface of a ceramic green sheet obtained by adding and mixing an appropriate organic solvent or the like to ceramic material powder. It is manufactured by printing and applying a conductor paste to be a conductor in a predetermined pattern, forming holes to be concave portions 4, laminating a plurality of them, press-molding them, and firing them at a high temperature.
[0031]
The quartz crystal vibrating element 2 mounted on the upper surface of the base 1 is obtained by cutting a quartz plate formed by a conventionally well-known hydrothermal synthesis method or the like along a predetermined crystal axis to cut out a strip-shaped quartz piece, and both main surfaces thereof. And a pair of excitation electrodes is formed by using means such as vapor deposition and sputtering. Such a crystal vibrating element 2 generates a slip vibration at a predetermined frequency when a predetermined voltage is applied between a pair of excitation electrodes, and for example, generates a reference signal such as a clock signal. Function as a vibrator.
[0032]
Such a quartz crystal vibrating element 2 is provided with a base material via a conductive adhesive 9 obtained by adding and mixing a predetermined amount of conductive particles made of a metal such as Ag in a resin material such as a silicon resin or a polyimide resin. 1
[0033]
A conductor (not shown) disposed in the base 1 and the crystal vibrating element are arranged by hardening the crystal vibrating element 2 on the conductive adhesive 9 applied on the connection pads 1c disposed on the base 1 and curing the vibrating element. 2 can secure electrical continuity and mechanical bonding strength.
[0034]
The quartz vibrating element 2 is mounted so as to be located inside a seal ring 7 attached to the upper surface of the base 1 and made of a metal such as 42 alloy, Kovar or phosphor bronze.
[0035]
Then, a lid 8 made of the same metal as the seal ring 7 is placed and fixed on the upper surface of the seal ring 7 to be hermetically sealed, and thus the crystal resonator element 2 is housed in the hermetically sealed space. By doing so, the vibrator can be operated stably.
[0036]
On the other hand, the IC element 3 accommodated in the concave portion 4 provided on the lower surface of the base 1 has a circuit-forming surface on which a temperature-sensitive element (thermistor) for detecting an ambient temperature state and a temperature characteristic of the crystal vibrating element 2. A temperature compensation circuit for compensating the vibration characteristics of the crystal vibrating element 5 according to a temperature change based on the temperature compensation data, and a predetermined oscillation output connected to the temperature compensation circuit. It has an oscillation circuit to generate.
[0037]
The oscillation output generated by the oscillation circuit of the IC element 3 is output to the outside and then used as a reference signal such as a clock signal.
[0038]
After being accommodated in the recess 4, the IC element 3 is electrically connected to a bonding pad attached inside the recess 4 via a bonding wire. Alternatively, flip-chip connection may be made via solder or gold bumps (not shown) formed on the IC element 3. In this case, the mounting area of the IC element 3 is reduced, It can be small.
[0039]
Note that write terminals (not shown) for writing temperature compensation data to the temperature compensation circuit of the IC element 3 are provided on the side surface of the base 1 or the like. The temperature compensation data is stored in the temperature compensation circuit by writing the temperature compensation data corresponding to the temperature characteristics of the crystal resonator element 2 into a memory provided in the temperature compensation circuit of the IC element 3.
[0040]
The sealing material filled in the concave portion provided on the lower surface of the base 1 is coated to seal the IC element 3, and is formed by the conductive resin layers 5 a and 5 b and the insulating resin layer 6. Are laminated.
[0041]
In this embodiment, a resin material such as an epoxy resin, an acrylic resin, a polyimide resin, or polyvinyl alcohol is used for the first insulating resin layer 5a and the second insulating resin layer 5b. Is formed using a magnetic material obtained by adding magnetic particles composed of at least one of nickel, iron and an alloy thereof to a phenol resin at a ratio of 92.5% by weight to 97.5% by weight. .
[0042]
By using such a sealing material, the IC element 3 disposed on the bottom surface side of the concave portion 4 formed on the lower surface of the base has the first and second insulating properties having a volume resistivity of 10 ⁸ Ωm or more. The surface is covered with resin layers 5a and 5b, and a conductive resin layer 6 having a volume resistivity of 10 ⁴ Ωm is disposed between the first insulating resin layer 5a and the second insulating resin layer. Configuration. With this configuration, the electromagnetic wave radiated by the IC element 3 is absorbed by the conductive resin layer 6, so that the other electronic components mounted on the electronic device in the downward direction are less likely to receive the electromagnetic wave and are less likely to malfunction. In addition, the operation of the electronic device can be stabilized.
[0043]
At this time, if the conductive resin layer 6 is electrically connected to the ground wiring 1b of the base 1, the conductive resin layer 6 is at the ground potential. As a result, the surface-mounted piezoelectric oscillator 10 can be operated more stably.
[0044]
Further, in the surface-mount type piezoelectric oscillator 10 of the present embodiment, among the electromagnetic waves radiated from the IC element 3, the electromagnetic wave radiated upward is generated by the base 1 that separates the crystal vibrating element 2 and the IC element 3 from each other. It is absorbed by the ground wiring 1b buried inside. For this reason, the crystal vibrating element 2 mounted on the upper surface of the base 1 is less exposed to the electromagnetic wave radiated from the IC element 3, can stabilize the resonance vibration, and can reduce the vibration of the surface mounted piezoelectric oscillator 10. Fluctuation of the oscillation signal can be effectively suppressed.
[0045]
In addition, in the present embodiment, since other electronic components arranged above the surface-mount type piezoelectric oscillator 10 are sufficiently shielded from electromagnetic waves by the presence of the lid 8, they are not greatly affected. Absent.
[0046]
On the other hand, the sealing material in the present embodiment is provided on the bottom surface side of the recess 4 to cover the surface of the IC element 3 and the second insulating resin layer 5a provided on the opening side of the recess 4. Is formed by laminating three or more resin layers including the first insulating resin layer 5b and the conductive resin layer 6 disposed between the first insulating resin layer 5a and the second insulating resin layer 5b. Therefore, even if the flux or gas used during mounting comes into contact with the sealant and then penetrates, it stays at the interface between the respective resin layers, resulting in a structure with excellent sealing properties. By properly controlling the oscillation output of No. 3, the oscillation frequency of the surface mount type piezoelectric oscillator 10 can be stabilized.
[0047]
In addition, the sealing material is composed of three or more laminated resin layers, and since each resin has an action of preventing deformation, the sealing material is formed around the recess 4 on the lower surface of the base 1. The plurality of external connection terminals 1a provided are such that the lower surface of the second insulating resin layer 5b can be stably positioned above the lower surface of the base 1, and the external connection terminals 1a are mounted on the motherboard during mounting. The contact is ensured, and the mountability of the surface mount piezoelectric oscillator 10 can be stabilized.
[0048]
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.
[0049]
For example, although the quartz oscillator 14 is used as the piezoelectric vibrator in the above-described embodiment, the present invention may be applied to a case where another piezoelectric vibrator such as a SAW filter is used as the piezoelectric vibrator instead. Is applicable.
[0050]
Further, according to the surface mount type piezoelectric oscillator of the present invention, the first insulating resin layer is formed by the resin component in the conductive resin layer being composed of the same resin as the first and second insulating resin layers. And the second insulating resin layer have close thermal expansion coefficients, and the three or more resin layers of the sealing material ideally work so as to prevent each resin from being deformed. The mountability can be stabilized. Further, it is preferable that the conductive resin layer is formed using the same resin. In this case, a conductive resin layer having a plate shape is used, and the conductive resin layer is poured into a resin material concave portion serving as an insulating resin layer to form both layers. Can be simultaneously formed, and the productivity of the surface mount type piezoelectric oscillator can be improved.
[0051]
【The invention's effect】
According to the surface mount type piezoelectric oscillator of the present invention, the sealing material is disposed on the bottom surface side of the concave portion and covers the surface of the IC element, and the opening portion side of the concave portion. And three or more resin layers including a second insulating resin layer disposed on the first insulating resin layer and a conductive resin layer disposed between the first insulating resin layer and the second insulating resin layer. Because it is formed, even if the flux used during mounting and its gas permeates after contacting the sealing agent, it stays at the interface of each resin layer, so it has a configuration with excellent sealing properties, Since the IC element can normally control the oscillation output, the oscillation frequency of the surface mount type piezoelectric oscillator can be stabilized.
[0052]
Further, according to the surface-mount type piezoelectric oscillator of the present invention, the lower surface of the base is constituted by three or more resin layers in which a sealing material is laminated, and each resin acts to prevent deformation. In the plurality of external connection terminals provided around the recess, the lower surface of the second insulating resin layer can be stably positioned above the lower surface of the base. Can reliably contact the motherboard, and the mountability of the surface mount piezoelectric oscillator can be stabilized.
[0053]
Further, according to the surface mount type piezoelectric oscillator of the present invention, the IC element is disposed on the bottom surface side of the concave portion formed on the lower surface of the base, and the first and second insulating members each having a volume resistivity of 10 ¹³ Ωm or more. The surface is covered with a conductive resin layer, and a conductive resin layer having a volume resistivity of 10 ⁴ Ωm or less is disposed between the first insulating resin layer and the second insulating resin layer. Therefore, the electromagnetic wave radiated by the IC element is absorbed by the conductive resin layer, so that other electronic components mounted on the electronic device in the downward direction are reduced in the electromagnetic wave to be exposed, and malfunction does not occur. Operation can be stabilized.
[0054]
Still further, according to the surface-mount type piezoelectric oscillator of the present invention, the conductive resin layer contains 92.5% by weight to 97.5% by weight of magnetic particles made of nickel, iron, or an alloy thereof in phenolic resin. By adding at a ratio of% by weight, electromagnetic waves can be more effectively absorbed by the conductive resin layer.
[0055]
Furthermore, according to the surface-mounted piezoelectric oscillator of the present invention, the conductive resin layer is electrically connected to the ground wiring provided on the base, so that the conductive resin layer has the ground potential. Accordingly, the electromagnetic wave radiated from the IC element is effectively absorbed, and the operation of the surface mount type piezoelectric oscillator can be further stabilized.
[0056]
Still further, according to the surface-mount type piezoelectric oscillator of the present invention, among the electromagnetic waves radiated from the IC element, the electromagnetic wave radiated upward is grounded inside the base separating the piezoelectric vibration element and the IC element. Since the piezoelectric vibrating element mounted on the upper surface of the base is not exposed to the electromagnetic wave radiated from the IC element, the resonance vibration is stabilized, and the oscillation of the surface mount type piezoelectric oscillator is suppressed. It is possible to suppress signal fluctuation.
[0057]
Further, according to the surface mount type piezoelectric oscillator of the present invention, the first insulating resin layer is formed of a resin similar to the first and second insulating resin layers, whereby the first insulating layer is formed. The thermal expansion coefficients of the conductive resin layer and the second insulating resin layer are close to each other, and the three or more resin layers constituting the sealing material ideally work so as to prevent the respective resins from being deformed. It is possible to stabilize the mountability of the piezoelectric oscillator, and in particular, if the piezoelectric resin is formed of the same resin material, both layers can be formed at the same time by flowing into the concave portion from the gap between the conductive resin layers. It is possible to improve the productivity of the surface mount type piezoelectric oscillator.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an external perspective view showing an embodiment in which a surface-mount type piezoelectric oscillator of the present invention is applied to a surface-mount type crystal oscillator.
FIG. 2 is an external perspective view showing a state in which a lid is removed from the surface mount type crystal oscillator of FIG. 1;
FIG. 3 is a sectional view taken along line AA ′ of FIG. 1;
FIG. 4 is a plan view of the surface mounted crystal oscillator of FIG. 1 as viewed from below.
FIG. 5 is a sectional view of a conventional surface mount type piezoelectric oscillator.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Base 1a ... External connection terminal 1b ... Ground wiring 1c ... Connection pad 2 ... Quartz vibrating element 3 ... IC element 4 ... Concave part 5a ... First Insulating resin layer 5b Second insulating resin layer 6 Conductive resin layer 7 Seal ring 8 Lid 9 Conductive adhesive 10 Piezoelectric component ( Crystal oscillator)

Claims

A piezoelectric vibrating element is mounted on the upper surface of the base, and a recess is provided on the lower surface of the base for accommodating an IC element for controlling an oscillation output based on the vibration of the piezoelectric vibrating element. The concave is covered with the IC element. In a surface mount type piezoelectric oscillator filled with a sealing material to be
A first insulating resin layer disposed on the bottom surface side of the concave portion and covering the surface of the IC element; and a second insulating resin layer disposed on the opening side of the concave portion. A surface mounting method comprising: laminating three or more resin layers including the first insulating resin layer and a conductive resin layer disposed between the second insulating resin layers. Type piezoelectric oscillator.

The lower surface of the second insulating resin layer is located above the lower surface of the base, and a plurality of external connection terminals are provided around the recess on the lower surface of the base. The surface mount type piezoelectric oscillator according to claim 1.

The volume resistivity of the conductive resin layer is 10 ⁴ Ωm or less, and the volume resistivity of the first and second insulating resin layers is 10 ¹³ Ωm or more. The surface mount type piezoelectric oscillator according to claim 2.

4. The electroconductive resin layer according to claim 1, wherein magnetic particles made of at least one of nickel, iron and an alloy thereof are added to the phenol resin at a ratio of 90% by weight to 98% by weight. Item 4. A surface-mounted piezoelectric oscillator according to any one of Items 3.

5. The surface mount type piezoelectric oscillator according to claim 1, wherein the conductive resin layer is electrically connected to a ground wiring provided on the base.

3. The surface mount type piezoelectric oscillator according to claim 1, wherein a ground wiring for separating the piezoelectric vibration element and the IC element is buried inside the base.

3. The surface mount type piezoelectric oscillator according to claim 1, wherein a resin component in the conductive resin layer is made of a resin similar to the first and second insulating resin layers.