JP2006101090A - Method of frequency regulating piezo-oscillator, piezo-oscillator and electronic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は圧電発振器の周波数調整方法、圧電発振器および電子機器に係り、特に小型の圧電発振器に対して好適な周波数調整方法に関する。 The present invention relates to a frequency adjustment method for a piezoelectric oscillator, a piezoelectric oscillator, and an electronic apparatus, and more particularly to a frequency adjustment method suitable for a small piezoelectric oscillator.
圧電発振器は様々な電子機器に搭載され、基準周波数源や基準信号源として利用されている。そして圧電発振器の構成は、例えばパッケージの凹陥部に圧電振動片と、この圧電振動片よりも大きいサイズの回路部品とが上下に配設され、パッケージ内部を気密封止する蓋が前記パッケージ上面に接合されたものがある(例えば、特許文献1を参照)。また圧電発振器は、圧電振動片をパッケージベースの底部に実装するとともに、ICチップを圧電振動片の上方に配置してパッケージベースに実装し、このパッケージベースの上部に蓋体を接合してなる構成のものがある(例えば、特許文献2を参照)。
しかしながら、近年、圧電発振器が搭載される電子機器が小型化されているのに伴い、圧電発振器も小型化されている。このため圧電発振器に搭載される圧電振動片やICチップも小型化されているが、ICチップに例えば温度補償回路等の追加機能を有する回路が搭載される場合、ICチップの小型化には限界がある。しがたって圧電振動片は、ICチップよりも小型化されるので、ICチップをパッケージベースの底部に実装するとともに、ICチップの上方において圧電振動片をパッケージベースに実装した構成の圧電発振器では、小型化を実現することはできなかった。 However, in recent years, as electronic devices on which piezoelectric oscillators are mounted are downsized, piezoelectric oscillators are also downsized. For this reason, the piezoelectric vibrating piece and the IC chip mounted on the piezoelectric oscillator are also downsized. However, when a circuit having an additional function such as a temperature compensation circuit is mounted on the IC chip, there is a limit to downsizing the IC chip. There is. Accordingly, since the piezoelectric vibrating piece is smaller than the IC chip, in the piezoelectric oscillator having the configuration in which the IC chip is mounted on the bottom of the package base and the piezoelectric vibrating piece is mounted on the package base above the IC chip, Miniaturization could not be realized.
また圧電発振器の周波数調整方法の一例として、圧電振動片に形成された励振電極の質量をかえて周波数調整をした後、パッケージベースの上面に蓋体を接合してパッケージ内部を気密封止し、その後ICチップに搭載された容量アレイでさらに周波数調整を行う方法がある。ところが圧電振動片をパッケージベースの底部に実装するとともに、ICチップを圧電振動片の上方においてパッケージベースに実装した構成の圧電発振器では、圧電振動片の上方にICチップが配置されているので、圧電振動片の励振電極にイオン等を照射して質量を軽くし、または励振電極に金属を付けて質量を重くすることができず、正確な周波数調整を行うことができなかった。 As an example of the frequency adjustment method of the piezoelectric oscillator, after adjusting the frequency by changing the mass of the excitation electrode formed on the piezoelectric vibrating piece, the lid is joined to the upper surface of the package base to hermetically seal the inside of the package, Thereafter, there is a method of performing further frequency adjustment with a capacitor array mounted on the IC chip. However, in the piezoelectric oscillator in which the piezoelectric vibrating piece is mounted on the bottom of the package base and the IC chip is mounted on the package base above the piezoelectric vibrating piece, the IC chip is disposed above the piezoelectric vibrating piece. Irradiating ions or the like to the excitation electrode of the vibrating piece to reduce the mass, or attaching a metal to the excitation electrode to increase the mass, it was impossible to perform accurate frequency adjustment.
図10はICチップに設けられる容量アレイの容量値CLと圧電発振器の発振周波数fとの関係図である。実線は、圧電振動片の平面サイズが大きい場合の、破線は圧電振動片の平面サイズが小さい場合の特性曲線である。圧電発振器に搭載される圧電振動片の平面サイズが大きいと、容量アレイで調整可能な周波数範囲Raは広いが、圧電振動片の平面サイズが小さくなると、容量アレイで調整可能な周波数範囲Rbは狭くなる。したがって圧電発振器の発振周波数のばらつきにより、所望の周波数が、容量調整アレイで調整可能な周波数範囲に入らず、容量アレイのみでは調整不可能な圧電発振器が多く製造されてしまうという問題が生じる。また例えば圧電発振器を温度補償型とした場合、圧電振動片の平面サイズが大きければ、容量アレイにより調整できる容量値で、周波数温度特性の温度補償と、常温における周波数偏差の調整を行うことができるが、圧電振動片の平面サイズが小さくなると、上記と同じ容量アレイであっても周波数調整範囲が狭くなるので、周波数温度特性の温度補償と、常温における周波数偏差の調整とを行うことができなかった。 Figure 10 is a graph showing the relationship between the oscillation frequency f of the capacitance C L and the piezoelectric oscillator of the capacitor array provided on the IC chip. The solid line is a characteristic curve when the plane size of the piezoelectric vibrating piece is large, and the broken line is a characteristic curve when the plane size of the piezoelectric vibrating piece is small. When the plane size of the piezoelectric resonator element mounted on the piezoelectric oscillator is large, the frequency range Ra that can be adjusted by the capacitor array is wide. However, when the plane size of the piezoelectric resonator element is small, the frequency range Rb that can be adjusted by the capacitor array is narrow. Become. Therefore, due to variations in the oscillation frequency of the piezoelectric oscillator, there arises a problem that a desired frequency does not fall within the frequency range adjustable by the capacitance adjustment array, and many piezoelectric oscillators that cannot be adjusted only by the capacitance array are manufactured. For example, when the piezoelectric oscillator is a temperature compensation type, if the plane size of the piezoelectric vibrating piece is large, the temperature value of the frequency temperature characteristic can be adjusted and the frequency deviation at normal temperature can be adjusted with a capacitance value that can be adjusted by the capacitance array. However, if the plane size of the piezoelectric vibrating piece is reduced, the frequency adjustment range is narrowed even with the same capacitance array as described above, and therefore temperature compensation of frequency temperature characteristics and adjustment of frequency deviation at room temperature cannot be performed. It was.
本発明は、圧電発振器の周波数調整方法を提供することを目的とする。また小型で精度の高い圧電発振器を提供することを目的とする。さらにこの圧電発振器を搭載した電子機器を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a method for adjusting the frequency of a piezoelectric oscillator. It is another object of the present invention to provide a small and highly accurate piezoelectric oscillator. Furthermore, it aims at providing the electronic device carrying this piezoelectric oscillator.
上記目的を達成するために、本発明に係る圧電発振器の周波数調整方法は、圧電振動片をパッケージベースの底部に実装する工程と、前記圧電振動片を発振させる回路を前記パッケージベースにおける前記圧電振動片の上方に実装する工程と、前記回路の上部を封止する工程と、前記パッケージベースの底面に設けられた孔部を介して前記圧電振動片の周波数を調整する工程と、前記孔部を封止する工程と、を備えたことを特徴としている。この場合、圧電振動片の周波数調整は、前記圧電振動片に設けられた励振電極の質量を調整することにより行われる。なお励振電極は、孔部を通して高エネルギの粒子が照射されることにより質量を軽くすることができ、また孔部を通して金属が付けられることにより質量を重くすることができる。そして前記回路を封止する工程は、前記パッケージベースの上面に蓋体を接合する工程、または前記回路の上部をモールド材で封止する工程であればよい。 In order to achieve the above object, a method for adjusting a frequency of a piezoelectric oscillator according to the present invention includes a step of mounting a piezoelectric vibrating piece on a bottom portion of a package base, and a circuit for oscillating the piezoelectric vibrating piece. A step of mounting above the piece, a step of sealing the upper portion of the circuit, a step of adjusting the frequency of the piezoelectric vibrating piece through a hole provided in the bottom surface of the package base, and the hole And a step of sealing. In this case, the frequency adjustment of the piezoelectric vibrating piece is performed by adjusting the mass of the excitation electrode provided on the piezoelectric vibrating piece. The excitation electrode can be lightened by being irradiated with high-energy particles through the hole, and can be made heavy by being attached with metal through the hole. The step of sealing the circuit may be a step of bonding a lid to the upper surface of the package base or a step of sealing the upper portion of the circuit with a molding material.
これにより圧電振動片を、回路の下側に配置してパッケージベースに実装しても、パッケージベースの底面に設けられた孔部を用いて圧電振動片の周波数調整ができる。また孔部を封止するときに発生する熱やガスは極めて僅かであるため、この熱やガスが圧電発振器の発振周波数に悪影響を与えることがなく、周波数精度の高い圧電発振器を得ることができる。 Accordingly, even if the piezoelectric vibrating piece is disposed on the lower side of the circuit and mounted on the package base, the frequency of the piezoelectric vibrating piece can be adjusted using the hole provided on the bottom surface of the package base. Further, since the heat and gas generated when sealing the hole are extremely small, the heat and gas do not adversely affect the oscillation frequency of the piezoelectric oscillator, and a piezoelectric oscillator with high frequency accuracy can be obtained. .
また本発明に係る圧電発振器は、圧電振動片と、圧電振動片を発振させ圧電振動片よりもサイズの大きいICチップとを備え、前記圧電振動片は、前記圧電振動片に設けられた励振電極を周波数調整用かつ気密封止用としてパッケージの底面に設けられた孔部に対向させて前記パッケージの底部に実装され、前記ICチップは、圧電振動片の上方に設けられた、ことを特徴としている。 The piezoelectric oscillator according to the present invention includes a piezoelectric vibrating piece and an IC chip that oscillates the piezoelectric vibrating piece and is larger in size than the piezoelectric vibrating piece, and the piezoelectric vibrating piece is an excitation electrode provided on the piezoelectric vibrating piece. Is mounted on the bottom of the package so as to face the hole provided on the bottom of the package for frequency adjustment and hermetic sealing, and the IC chip is provided above the piezoelectric vibrating piece. Yes.
圧電振動片は、ICチップよりも平面サイズが小さいものである。したがって圧電発振器は、圧電振動片を下側に、ICチップを上側に配置してパッケージに実装した構成なので、小型化することができる。また圧電振動片に設けられた励振電極の質量は、励振電極に対向して設けられた孔部を利用して調整することができる。これにより励振電極の質量が調整されることにより圧電発振器の発振周波数が調整されているので、ICチップを用いて圧電発振器の周波数調整を行って所望の発振周波数を得ることができる。 The piezoelectric vibrating piece has a smaller planar size than the IC chip. Therefore, the piezoelectric oscillator can be reduced in size because the piezoelectric resonator element is disposed on the lower side and the IC chip is disposed on the upper side and mounted on the package. Further, the mass of the excitation electrode provided on the piezoelectric vibrating piece can be adjusted using a hole provided opposite to the excitation electrode. As a result, the oscillation frequency of the piezoelectric oscillator is adjusted by adjusting the mass of the excitation electrode, so that a desired oscillation frequency can be obtained by adjusting the frequency of the piezoelectric oscillator using an IC chip.
また前記ICチップは、前記圧電振動片を気密封止しつつ前記パッケージに実装されたことを特徴としている。これによりパッケージベースの上面に蓋体を接合してパッケージ内部の圧電振動片を気密封止しなくともよいので、圧電発振器を薄型化することができる。 The IC chip is mounted on the package while hermetically sealing the piezoelectric vibrating piece. This eliminates the need to join the lid to the upper surface of the package base and hermetically seal the piezoelectric vibrating piece inside the package, so that the piezoelectric oscillator can be made thinner.
また前記ICチップは、モールド材で封止されたことを特徴としている。この場合、前記ICチップと前記パッケージとの電気的接続手段も、モールド材で封止されればよい。これによりICチップとパッケージとの接合強度が向上できるので、耐衝撃性を向上することができる。また電気的接続手段、すなわちワイヤ等もモールド材で封止されているので、衝撃等による断線を防ぐことができる。 The IC chip is sealed with a molding material. In this case, the electrical connection means between the IC chip and the package may be sealed with a molding material. Thereby, since the joint strength between the IC chip and the package can be improved, the impact resistance can be improved. In addition, since the electrical connection means, that is, the wire or the like is also sealed with the molding material, disconnection due to impact or the like can be prevented.
以下に、本発明に係る圧電発振器の周波数調整方法、圧電発振器および電子機器の最良の実施形態について説明する。まず第1の実施形態について説明する。図1は第1の実施形態に係る圧電発振器の説明図である。そして図1(a)は圧電発振器の断面図であり、図1(b)は圧電発振器の平面図である。なお図1(b)では蓋体を省略した形態で記載している。第1の実施形態に係る圧電発振器10は、圧電振動片12と、この圧電振動片12を発振させる回路(ICチップ14)とをパッケージ16に収容した構成である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of a method for adjusting a frequency of a piezoelectric oscillator, a piezoelectric oscillator, and an electronic device according to the present invention will be described below. First, the first embodiment will be described. FIG. 1 is an explanatory diagram of the piezoelectric oscillator according to the first embodiment. FIG. 1A is a sectional view of the piezoelectric oscillator, and FIG. 1B is a plan view of the piezoelectric oscillator. In FIG. 1B, the lid is omitted. The
圧電振動片12やICチップ14が実装されるパッケージベース18は、内部に凹陥部20を備えた構成であり、この凹陥部20の側面は階段状に形成されている。このパッケージベース18の底面には、圧電振動片12を実装するためのマウント電極22が設けられている。またパッケージベース18の底面には、パッケージベース18の裏面に貫通する封止孔24が設けられている。この封止孔24の断面形状は、例えば円形や楕円形、四角形、三角形等であればよい。さらに凹陥部20の側面に形成された段差26の上面には、ICチップ14を実装するための実装電極28が形成されている。この実装電極28の一部は、配線パターン(不図示)を介してマウント電極22と導通されている。
The
前記圧電振動片12は、ICチップ14よりもサイズが小さいものであり、圧電基板30の短辺両端に接続電極32が設けられるとともに、圧電基板30の中央部に接続電極32と導通する励振電極34が設けられている。そして圧電振動片12は、接続電極32とマウント電極22とが導電性接着剤36を介して電気的および機械的に接続されて、パッケージベース18上に実装されている。このとき圧電振動片12の励振電極34は、パッケージベース18の底面に形成された封止孔24の上方に位置している。なお圧電振動片12は、パッケージベース18に片持ち状に実装されてもよく、両持ち状に実装されてもよい。
The
前記回路は、集積化されてICチップ14を構成している。このICチップ14には、電圧制御回路が搭載されて圧電発振器を電圧制御型としてもよく、温度補償回路が搭載されて圧電発振器を温度補償型としてもよい。またこれらの回路を組み合わせて圧電発振器を電圧制御−温度補償型としてもよい。また圧電発振器10は、ICチップ14と共に抵抗やコンデンサ等を搭載してもよい。なお前記回路はICチップ14で形成された構成ばかりでなく、ディスクリートで形成された構成であってもよい。
そしてパッケージベース18の上面には、蓋体38が接合されている。
The circuit is integrated to form an
A
次に、圧電発振器10の製造方法および周波数調整方法について説明する。まずパッケージベース18の底面に設けられたマウント電極22上に、導電性接着剤36を介して圧電振動片12が実装された後、凹陥部20の段差26上に設けられた実装電極28にICチップ14が実装される。このときICチップ14はフェイスダウン実装され、ICチップ14の能動面に設けられたパッド(不図示)と実装電極28とがフリップチップボンディングにより電気的および機械的に接続される。そしてパッケージベース18の上面に、蓋体38が接合される。このとき金属製の蓋体を用いた場合にはシーム溶接等により接合され、ガラス製の蓋体を用いた場合には低融点ガラス等を介して接合されればよい。
Next, a method for manufacturing the
次に、圧電発振器10は、パッケージベース18の底面に設けられた封止孔24を介して励振電極34の質量が調整される。すなわち周波数調整は、例えば圧電発振器10が真空容器内に納置されて、封止孔24を露出させるマスクで覆われた後、圧電発振器10の下方に設けられたイオンガンやプラズマガン等から高エネルギの粒子を、封止孔24を介して励振電極34に照射し、励振電極34の厚さを薄くして行われればよい。これにより励振電極34の質量が軽くなる。また励振電極34にスパッタや蒸着等の成膜法を用いて金属を付け、励振電極34の質量を重くして、圧電発振器10の発振周波数を調整してもよい。
Next, in the
次に、パッケージベース18底面に設けられた封止孔24は、封止材によって封止される。図2は孔封止の説明図である。具体的には、圧電発振器10が真空中または不活性ガス雰囲気中に納置された後、封止孔24の開口部に封止材40が置かれる。この封止材40は、例えば金−錫、金−ゲルマニウムまたは銀ロウ等の材料からなる金属ボールを用いればよく、ボールの直径は封止孔24の前記開口部よりも大きいものであればよい。そして封止材40は、レーザ光や電子ビームが照射されることにより、または加熱装置が当接されることにより溶融され、封止孔24を封止する。これにより圧電発振器10のパッケージ16内部は真空または不活性ガスにより気密封止される。なお封止孔24を封止材40で封止するときは、封止材40の溶融時等に熱やガスが発生するが、パッケージベース18に蓋体38を接合するときに発生する熱やガスの量に比べれば少ないので、圧電発振器10の発振周波数がずれる量は極めて僅かな量である。
Next, the sealing
図3は圧電発振器の組み立て後における発振周波数分布の説明図である。なお図3の縦軸は周波数偏差を示している。図3では、(1)パッケージベースに圧電振動片を実装した後、パッケージベースの上面に蓋体を接合した圧電発振器の発振周波数分布と、(2)パッケージベースに圧電振動片を実装し、励振電極の質量を調整して発振周波数を調整した後、パッケージベースの上面に蓋体を接合した圧電発振器の発振周波数分布と、(3)パッケージベース18に圧電振動片12を実装して、パッケージベース18の上面に蓋体38を接合した後、封止孔24を介して励振電極34の質量を調整し、封止孔24を封止材で封止した本実施形態に係る圧電発振器10の発振周波数分布とを示している。図3より、本実施形態に係る(3)の場合は、発振周波数の分布は狭い範囲に収まっているが、(2)の場合は(3)の場合に比べて発振周波数の分布は広くなっている。また(1)の場合は(2)の場合に比べて発振周波数の分布は広くなっている。すなわち(1)の場合は、圧電発振器の発振周波数を調整していないので、発振周波数分布は極めて広くなっている。また(2)の場合は、発振周波数の調整をした後、パッケージベースに蓋体を接合しているので、蓋体をパッケージベースに接合するときに発生する熱やガスによって発振周波数をずらし、発振周波数の分布が広くなったのである。これに対し(3)の場合は、発振周波数の調整をした後、封止孔24を封止してパッケージ16を気密封止しているので、封止孔24の封止時に発生する熱やガスの量が極めて僅かであるため、発振周波数分布が狭いのである。したがって本実施形態に係る圧電発振器10の周波数調整方法を用いると、高精度の圧電発振器10を得ることが可能になる。
FIG. 3 is an explanatory diagram of the oscillation frequency distribution after assembly of the piezoelectric oscillator. In addition, the vertical axis | shaft of FIG. 3 has shown the frequency deviation. In FIG. 3, (1) an oscillation frequency distribution of a piezoelectric oscillator in which a piezoelectric vibrating piece is mounted on a package base and then a lid is bonded to the upper surface of the package base, and (2) a piezoelectric vibrating piece is mounted on the package base and excited. After adjusting the oscillation frequency by adjusting the mass of the electrode, the oscillation frequency distribution of the piezoelectric oscillator in which the lid is bonded to the upper surface of the package base, and (3) mounting the piezoelectric vibrating
次に、圧電発振器10はICチップ14を用いて周波数調整される。この周波数調整は、例えば圧電発振器10にICチップ14と導通する外部電極(不図示)や調整端子(不図示)が設けられており、前記外部電極や前記調整端子にデータ書き込み用のプローブを当接させ、このプローブを介してICチップ14に搭載されている容量アレイの容量調整または可変容量ダイオードに供給される電圧の調整用のデータが書き込まれることにより行われる。また圧電発振器が電圧制御型であれば電圧制御用のデータが書き込まれ、圧電発振器が温度補償型であれば温度補償用のデータが書き込まれ、圧電発振器にプログラマブル機能が設けられていれば制御用のデータが書き込まれる。
この後、圧電発振器10は、気密性試験や特性検査、マーキング等が行われて完成する。
Next, the frequency of the
Thereafter, the
このように圧電発振器10は、圧電振動片12をパッケージベース18の底部に実装し、圧電振動片12よりもサイズの大きいICチップ14をパッケージベース18の段差26上に実装し、圧電振動片12とICチップ14とを上下に配置した構成なので、圧電発振器10を小型化することができる。
As described above, the
また圧電発振器10は、パッケージベース18の底部に圧電振動片12を実装し、パッケージベース18の上面を蓋体38で接合した後、励振電極34の下方に設けられた封止孔24を介して発振周波数の調整が行われて製造されるので、パッケージ16の気密封止時に発生する熱やガスの影響が少なくなり、発振周波数の精度の高いものを得ることができる。
In the
さらに圧電発振器10は、圧電振動片12をICチップ14の下方に配置してパッケージベース18上に実装しても、圧電振動片12の励振電極34の質量をかえて発振周波数の調整ができるので、ICチップ14を用いて発振周波数を調整できる範囲に追い込むことができる。したがって、例えば圧電発振器10を温度補償型とした場合であっても、周波数温度特性の温度補償と、常温における周波数偏差の調整を行うことができ、高精度の温度補償型圧電発振器を得ることができる。
Further, the
なおICチップ14による発振周波数の調整方法は、次のように行うこともできる。すなわち図4に示すように、圧電発振器42は、封止孔24の側面に導電膜44を設けるとともに、この導電膜44とICチップ14とを導通させる配線パターン46を設けた構成とし、前記封止孔24を封止する封止材を溶融させたときに前記封止材と導電膜44とを電気的に接続させてもよい。このような構成の封止孔24は、前記調整端子のかわりとすることができ、封止孔24を封止した前記封止材にプローブを当接させて、ICチップ14に周波数調整用等のデータを書き込むことができる。これにより封止孔24は、書き込み端子として利用できるので、書き込み端子をパッケージの側面等に設ける場合に比べて端子部分を省スペース化でき、圧電発振器42を小型化することが可能になる。また封止孔24は、プローブを当接させるときのガイドの役割を果すことができる。
The method for adjusting the oscillation frequency by the
次に、第2の実施形態について説明する。図5は第2の実施形態に係る圧電発振器の断面図である。なお第2の実施形態では、第1の実施形態に係る圧電発振器の変形例を説明するので、第1の実施形態と同構成の部分には同番号を付し、その説明を省略または簡略する。 Next, a second embodiment will be described. FIG. 5 is a sectional view of the piezoelectric oscillator according to the second embodiment. In the second embodiment, since a modification of the piezoelectric oscillator according to the first embodiment will be described, the same reference numerals are given to the same components as those in the first embodiment, and the description thereof will be omitted or simplified. .
第2の実施形態に係る圧電発振器50は、第1の実施形態に係る圧電発振器と比較すると、ICチップの実装方法が異なる。すなわち第2の実施形態に係る圧電発振器50は、圧電振動片12がパッケージベース18の底部に実装されるとともに、ICチップ14が能動面を上方に向けて凹陥部20の段差26上に接着剤等を用いて実装され、蓋体38がパッケージベース18の上面に接合された構成である。そしてICチップ14は、前記能動面に設けられたパッド51と、段差26上に設けられた電極52とにワイヤボンディングが施されて、電気的に接続されている。
The
このような圧電発振器50は、ICチップ14の前記能動面が圧電振動片12と反対側に向いているので、前記能動面が圧電振動片12の励振電極の質量を調整するときに用いられるイオン等に曝されることがない。したがって周波数調整時に、能動面に設けられた前記パッド51等がイオン等に曝されて、ICチップ14に悪影響を与えることがない。
また第2の実施形態に係る圧電発振器50は、第1の実施形態に係る圧電発振器と同様の効果を奏することができる。
In such a
The
次に、第3の実施形態について説明する。図6は第3の実施形態に係る圧電発振器の断面図である。なお第3の実施形態では、上述した実施形態に係る圧電発振器の変形例を説明するので、上述した実施形態と同構成の部分には同番号を付し、その説明を省略または簡略する。 Next, a third embodiment will be described. FIG. 6 is a cross-sectional view of the piezoelectric oscillator according to the third embodiment. In the third embodiment, since a modified example of the piezoelectric oscillator according to the above-described embodiment will be described, the same reference numerals are given to the same components as those in the above-described embodiment, and the description thereof will be omitted or simplified.
第3の実施形態に係る圧電発振器54は、圧電振動片12がパッケージベース18の底部に実装されるとともに、ICチップ14が能動面を上方に向けて凹陥部20の段差26上に実装され、ICチップ14の周囲が樹脂等のモールド材56で封止された構成である。このときICチップ14は、圧電振動片12を気密封止するようにロウ材等を用いて実装され、前記能動面に設けられたパッド51と段差26上に設けられた電極52とにワイヤボンディングが施されて、電気的に接続されている。またパッド51と電極52とを接続するワイヤ58も、モールド材56により封止されている。
In the piezoelectric oscillator 54 according to the third embodiment, the piezoelectric vibrating
このような圧電発振器54は、次のようにして製造される。すなわち圧電振動片12がパッケージベース18の底部に実装された後、ICチップ14が凹陥部20の段差26上に実装され、電極52と前記能動面に設けられたパッド51とにワイヤボンディングが施される。そして圧電発振器54が金型内に納置された後、ICチップ14およびワイヤ58を封止するモールド材56が金型内に射出される。この後、封止孔24を利用して圧電振動片12の励振電極の質量をかえて発振周波数を調整し、封止孔24を封止する。そしてICチップ14を用いて発振周波数が調整される。
Such a piezoelectric oscillator 54 is manufactured as follows. That is, after the piezoelectric vibrating
このように圧電発振器54は、圧電振動片12をICチップ14で気密封止した構成であり、蓋体を用いない構成としたので、圧電発振器54を薄型化することができる。
Thus, the piezoelectric oscillator 54 has a configuration in which the
また圧電発振器54は、ICチップ14の前記能動面が圧電振動片12と反対側に向いているので、前記能動面が圧電発振器54の励振電極の質量を調整するときに用いられるイオン等に曝されることがない。したがって周波数調整時に、能動面に設けられた前記パッド51等がイオン等に曝されて、ICチップ14に悪影響を与えることがない。
さらに圧電発振器54は、第1の実施形態に係る圧電発振器と同様の効果を奏することができる。
In addition, since the active surface of the
Furthermore, the piezoelectric oscillator 54 can achieve the same effects as the piezoelectric oscillator according to the first embodiment.
なお第3の実施形態に係る圧電発振器の変形例として、図7に示すような構成にすることもできる。すなわち圧電発振器60は、側面に段差を設けていない凹陥部62を備えたパッケージベース64を用い、圧電振動片12が凹陥部62の底部に実装されるとともに、ICチップ14が能動面を上方に向けてパッケージベース64の上面に実装され、ICチップ14の周囲がモールド材56で封止された構成とすればよい。このときICチップ14は、前記能動面に設けられたパッド51と、パッケージベース64上面に設けられた電極52とにワイヤボンディングが施されて電気的に接続されればよい。
As a modification of the piezoelectric oscillator according to the third embodiment, a configuration as shown in FIG. That is, the
次に、第4の実施形態について説明する。第4の実施形態では、第1〜第3の実施形態で示した封止孔の変形例について説明する。図8は封止孔の変形例を示す断面図である。
第4の実施形態に係る封止孔70(70a,70b)は、2段構造とされており、パッケージベース内側に設けられる封止孔70aの直径が、外側に設けられる封止孔70bの直径よりも小さく形成されたものである。すなわち封止孔70は、例えばパッケージベースの底面を2枚の絶縁シートを積層させた構成とし、封止孔70の中心位置を同じ位置にするとともに、パッケージベース内側に位置する絶縁シートと外側に位置する絶縁シートとに異なる直径の孔を設けて形成されればよい。そしてパッケージベース外側の封止孔70bの底部72と、パッケージベース内側における封止孔70aの側面の一部に導電膜74が設けられている。これにより封止材40を溶融したときに、溶融した封止材40が導電膜74に付着して封止効果を向上させることができる。またパッケージベース内側の封止孔70aの側面に形成された導電膜74により、溶融した封止材40がパッケージベースの内側に達するのを防ぐことができる。なお封止材40は、パッケージベース内側の封止孔70aの孔径よりも大きく、パッケージベース外側の封止孔70bの孔径よりも小さいサイズとし、且つ封止材40を溶融したときにパッケージベース外側の封止孔70bから漏れ出さないサイズとすればよい。
Next, a fourth embodiment will be described. In the fourth embodiment, modifications of the sealing holes shown in the first to third embodiments will be described. FIG. 8 is a cross-sectional view showing a modification of the sealing hole.
The sealing hole 70 (70a, 70b) according to the fourth embodiment has a two-stage structure, and the diameter of the sealing
次に、第5の実施形態について説明する。第5の実施形態では、前述した圧電発振器を電子機器に搭載した一例について説明する。図9はディジタル式携帯電話の概略構成図である。ディジタル式携帯電話100は、送受信信号の送信部102および受信部104等を有し、この送信部102および受信部104に、これらを制御する中央演算装置(CPU)106が接続されている。またCPU106は、送受信信号の変調および復調の他に表示部や情報入力のための操作キー等からなる情報の入出力部108や、RAM,ROM等からなるメモリ110の制御を行っている。このためCPU106には圧電デバイス112が取付けられ、その出力周波数をCPU106に内蔵された所定の分周回路(不図示)等により、制御内容に適合したクロック信号として利用するようにされている。またCPU106は温度補償型圧電発振器114と接続され、この温度補償型圧電発振器114は送信部102と受信部104とに接続されている。これによりCPU106からの基本クロックが、環境温度が変化した場合に変動しても、温度補償型圧電発振器114により修正されて、送信部102および受信部104に与えられるようになっている。
Next, a fifth embodiment will be described. In the fifth embodiment, an example in which the piezoelectric oscillator described above is mounted on an electronic device will be described. FIG. 9 is a schematic configuration diagram of a digital mobile phone. The digital cellular phone 100 includes a transmission / reception
前述した実施形態の圧電発振器が応用されるものとして、例えば温度補償型圧電発振器114がある。また前述した実施形態の圧電発振器は、例えばCPU106を含む携帯電話に日付時刻情報を供給するリアルタイムクロックにも応用することができる。
For example, there is a temperature compensated
10………圧電発振器、12………圧電振動片、14………ICチップ、20………凹陥部、24………封止孔、26………段差、34………励振電極、40………封止材、56………モールド材。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記圧電振動片を発振させる回路を前記パッケージベースにおける前記圧電振動片の上方に実装する工程と、
前記回路の上部を封止する工程と、
前記パッケージベースの底面に設けられた孔部を介して前記圧電振動片の周波数を調整する工程と、
前記孔部を封止する工程と、
を備えたことを特徴とする圧電発振器の周波数調整方法。 Mounting the piezoelectric vibrating piece on the bottom of the package base;
Mounting a circuit for oscillating the piezoelectric vibrating piece above the piezoelectric vibrating piece in the package base;
Sealing the top of the circuit;
Adjusting the frequency of the piezoelectric vibrating piece through a hole provided in the bottom surface of the package base;
Sealing the hole;
A method for adjusting the frequency of a piezoelectric oscillator, comprising:
前記圧電振動片は、前記圧電振動片に設けられた励振電極を周波数調整用かつ気密封止用としてパッケージの底面に設けられた孔部に対向させて前記パッケージの底部に実装され、
前記ICチップは、圧電振動片の上方に設けられた、
ことを特徴とする圧電発振器。 A piezoelectric vibrating piece and an IC chip that oscillates the piezoelectric vibrating piece and is larger than the piezoelectric vibrating piece;
The piezoelectric vibrating piece is mounted on the bottom of the package with the excitation electrode provided on the piezoelectric vibrating piece facing the hole provided on the bottom of the package for frequency adjustment and airtight sealing,
The IC chip is provided above the piezoelectric vibrating piece.
A piezoelectric oscillator characterized by that.
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JP2004283640A JP2006101090A (en) | 2004-09-29 | 2004-09-29 | Method of frequency regulating piezo-oscillator, piezo-oscillator and electronic apparatus |
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JP2009135650A (en) * | 2007-11-29 | 2009-06-18 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | Method for manufacturing surface-mounted crystal oscillator, and container body for the same |
JP2010153966A (en) * | 2008-12-24 | 2010-07-08 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | Surface mount crystal oscillator |
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-
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- 2004-09-29 JP JP2004283640A patent/JP2006101090A/en not_active Withdrawn
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