JP2006060638A - 表面実装用の水晶発振器 - Google Patents

Abstract

【目的】小型化を促進した接合型の表面実装水晶発振器を提供する。
【構成】ＩＣ端子を有するＩＣチップの回路機能面がバンプを用いた超音波熱圧着によって固着される実装基板と、水晶片を密閉封入して振動子用端子を底面に有する水晶振動子とからなる表面実装用の水晶発振器において、前記ＩＣチップは前記回路機能面から他主面に前記ＩＣ端子のうちの水晶受端子を延出し、前記ＩＣチップの水晶受端子と前記振動子用端子を電気的に接続して前記水晶振動子の底面に前記ＩＣチップを接続した構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は表面実装用の水晶発振器（以下、表面実装発振器とする）を技術分野とし、特に平面外形を小さくした表面実装発振器に関する。

（発明の背景）表面実装発振器は小型・軽量であることから、特に携帯型の電子機器に周波数及び時間の基準源として内蔵される。このようなものの一つに水晶振動子と実装基板とを接合した表面実装発振器がある。

（従来技術の一例）第３図は一従来例を説明する図で、同図（ａ）は表面実装発振器の一部断面を含む同図（ｃ）のＡ−Ａ側面図、同図（ｂ）は水晶振動子の底面図、同図（ｃ）は実装基板の平面図である。

表面実装発振器は、水晶振動子１の底面に実装基板２の開放面側を接合してなる「第３図（ａ）」。水晶振動子１は例えば積層セラミックからなる容器本体３ａに水晶片を収容してカバー３ｂを被せ、密閉封入してなる。そして、底面の４角部には、振動子用端子４が設けられ、そのうちの一対を水晶端子として一組の対角部に設けられる。また、振動子用端子４の他対を例えばアース端子として、他組の対角部に設けられる「同図（ｂ）」。

実装基板２は同様に積層セラミックからなり、底壁と枠壁を有する。底壁にはＩＣチップ５がバンプ６を用いた超音波熱圧着によって固着される。枠壁の上面には振動子用端子４と接続する接合端子７が設けられる。ＩＣチップ５の回路機能面を保護するために、底壁との間に所謂アンダーフィル８としての樹脂が塗布される。そして、水晶振動子１の振動子用端子４と実装基板２の接合端子７とを半田９によって接続し、水晶振動子１の底面に実装基板２を接合する。

なお、ＩＣチップ５の回路機能面が実装基板２の底壁上に固着される。回路機能面には図示しない一対の水晶受端子、電源、出力及びアース等の各ＩＣ端子を有し、底壁上に形成された回路パターンの各端子と電気的に接続する。そして、一対の水晶受端子を除く、電源、出力及びアース等の各ＩＣ端子が実装基板２（底壁）の側面を含む外表面に実装端子１０として延出する。
特開２００１−２８５１６号公報 特開２００２−９１９３号公報

（従来技術の問題点）しかしながら、上記構成の表面実装発振器では、水晶振動子１の振動子用端子（水晶端子）４とＩＣチップのＩＣ端子のうちの水晶受端子は電気的に接続する必要があることから、実装基板２は枠壁を不可欠とする。すなわち、水晶振動子１の振動子用端子４とＩＣチップ５の水晶受端子とを電気的に接続する必要があるので、接合端子７を有する実装基板２の枠壁は不可欠になる。このため、ＩＣチップ５を枠壁内に収容しなければならず、枠壁の幅分大型化して小型化を阻害する問題があった。

また、平面外形は実装基板２の大きさに依存する。すなわち、水晶振動子１は水晶片の大きさに依存し、水晶片の平面外形を相似の理により小さくすれば、基本的に小さくできる。特に、周波数が高いほど平面外形を小さくできる。

しかし、ＩＣチップ５は最低不可欠な回路素子を必要とするので、一定の大きさを必要とする。特に、発振回路以外に例えば温度補償回路を集積化して温度補償型とする場合には大きくなる。したがって、水晶振動子１を小さくしても、大型化にならざるを得ない問題もあった。

（発明の目的）本発明は小型化を促進した接合型の表面実装水晶発振器を提供することを目的とする。

本発明は特許請求の範囲（請求項１）に示したように、ＩＣ端子を有するＩＣチップの回路機能面がバンプを用いた超音波熱圧着によって固着される実装基板と、水晶片を密閉封入して振動子用端子を底面に有する水晶振動子とからなる表面実装用の水晶発振器において、前記ＩＣチップは前記回路機能面から他主面に前記ＩＣ端子のうちの水晶受端子を延出し、前記ＩＣチップの水晶受端子と前記振動子用端子を電気的に接続して前記水晶振動子の底面に前記ＩＣチップを接続した構成とする。

このような構成であれば、ＩＣチップの回路機能面とは反対の他主面に水晶受端子を延出して水晶振動子の振動子用端子と直接に接続するので、実装基板には水晶受端子と電気的に接続する接合端子を不要にする。したがって、実装基板の枠壁を不要にできる。これにより、枠壁の幅分を小さくできて小型化を促進する。

本発明の請求項２に示したように、請求項１の前記実装基板及び前記水晶振動子は前記ＩＣチップよりも平面外形が同等以下とする。これにより、表面実装発振器の平面外形を最も大きいＩＣチップと同等にする。

同請求項３では、請求項１の前記実装基板は平板とする。これにより、表面実装発振器の高さ寸法をも小さくできる。

同請求項４では、請求項１の前記実装基板は底壁と枠壁からなり、前記枠壁の高さを前記バンプと同等以下として樹脂を注入する切欠部を有する。これにより、アンダーフィルの形成を容易にする。

第１図は本発明の一実施例を説明する図で、同図（ａ）は表面実装発振器の断面図、同図（ｂ）はＩＣチップの一主面の、同図（ｃ）は同他主面の平面図である。なお、前従来例と同一部分には同番号を付与してその説明は簡略又は省略する。

表面実装発振器は前述したように、水晶振動子１とＩＣチップ５と実装基板２とからなる。ここで、水晶振動子１、実装基板２及びＩＣチップ５は同一の外形寸法（但し、誤差は除く）とする。ＩＣチップ５は一主面の回路機能面に設けられた各ＩＣ端子（一対の水晶受端子、電源、出力、アース等）１１のうち、一対の水晶受端子１１ａをスルーホール（電極貫通孔）１２によって他主面に導出する（特許文献１及び２参照）。

他主面に導出した一対の水晶受端子１１ａはＩＣチップ５の一組の対角部に設けられ、他主面の他組の対角部にはアース端子１１ｂが設けられる。一対の水晶受端子１１ａを除く、電源、出力及びアース端子等のＩＣ端子１１はそのまま回路機能面（一主面）とする。実装基板２は平板状として、回路機能面の各ＩＣ端子１１と接続する図示しない端子及び配線パターンを有し、他主面に実装端子１０として延出する。

このようなものでは、先ず、ＩＣチップ５の回路機能面を前述のバンプ６を用いた超音波熱圧着によって固着する。次に、ＩＣチップ５の水晶受端子１１ａ及びアース端子１１ｂ上に振動子用端子を位置決めして半田で接続し、水晶振動子１をＩＣチップ５上に接合する。そして、例えばＩＣチップ５と実装基板２との間に例えば図示しない冶具を用いて樹脂を注入し、アンダーフィル８を形成する。

このような構成であれば、ＩＣチップ５の他主面に水晶受端子１１ａを導出して水晶振動子１の底面に接合するので、実装基板２には水晶受端子１１ａと接続する接合端子を不要にする。したがって、実装基板２の枠壁を不要にして平板にできる。これにより、実装基板２を枠壁の幅分小さくし、表面実装発振器の平面外形をＩＣチップ５の大きさにできて、小型化を促進する。そして、温度補償用としてＩＣチップ５が大型化してもＩＣチップ５の大きさに維持できる。

（他の事項）上記実施例では実装基板２を平板としたが、例えば第２図に示したようにバンプ６の高さよりも低い枠壁２ａを設けて一部又は複数箇所に切欠部１３を設けてもよい。これにより、アンダーフィル８としての樹脂を切欠部１３から注入でき、冶具等を不要にして作業性を良好にする。

本発明の一実施例を説明する図で、同図（ａ）は表面実装発振器の断面図、同図（ｂ）はＩＣチップの一主面の、同図（ｃ）は同他主面の平面図である。 本発明の他の実施例を説明する表面実装発振器の断面図である。 従来例を説明する図で、同図（ａ）は表面実装発振器の一部断面を含む同図（ｃ）のＡ−Ａ側面図、同図（ｂ）は水晶振動子の底面図、同図（ｃ）は実装基板の平面図である。

符号の説明

１ 水晶振動子、２ 実装基板、３ａ 容器本体、３ｂ カバー、４ 振動子用端子、５ ＩＣチップ、６ バンプ、７ 接合端子、８ アンダーフィル、９ 半田、１０ 実装端子、１１ ＩＣ端子、１１ａ 水晶受端子、１１ｂ アース端子、１２ 電極間通孔、１３ 切欠部。

Claims (4)

1. ＩＣ端子を有するＩＣチップの回路機能面がバンプを用いた超音波熱圧着によって固着される実装基板と、水晶片を密閉封入して振動子用端子を底面に有する水晶振動子とからなる表面実装用の水晶発振器において、前記ＩＣチップは前記回路機能面から他主面に前記ＩＣ端子のうちの水晶受端子を延出し、前記ＩＣチップの水晶受端子と前記振動子用端子を電気的に接続して前記水晶振動子の底面に前記ＩＣチップを接続したことを特徴とする表面実装用の水晶発振器。
2. 前記実装基板及び前記水晶振動子は前記ＩＣチップよりも平面外形が同等以下である請求項１の表面実装用の水晶発振器。
3. 前記実装基板は平板である請求項１の表面実装用の水晶発振器。
4. 前記実装基板は底壁と枠壁からなり、前記枠壁の高さを前記バンプと同等以下として樹脂を注入する切欠部を有する請求項１の表面実装用の水晶発振器。

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