JP2006140887A - 表面実装用の水晶発振器 - Google Patents

Abstract

【目的】振動特性を良好にして平面外形の小型化促進する表面実装発振器を提供する。
【構成】矩形状の水晶片と少なくともＩＣチップを含む回路素子とを容器本体の底面に並設して密閉封入してなる表面実装用の水晶発振器において、前記水晶片の少なくとも２箇所の角部から辺の延長方向に突出部を設けて前記突出部と直交する辺との間に少なくともＬ字状の空間部を形成し、前記突出部のうちの少なくとも２箇所に引出電極が形成されて前記容器本体の内底面に導電材によって固着され、前記Ｌ字状の空間部には少なくとも前記ＩＣチップが配置された構成とする。
【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、特に高さ寸法を小さくして低背化と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、特に携帯型とした電子機器に周波数や時間の基準源として内臓される。このようなものの一つに、水晶片とＩＣチップとを同一平面上に配置して低背化を促進したものある（特許文献１）。

（従来技術の一例）第６図は（ａｂ）は一従来例を説明する表面実装発振器の図、同図（ａ）は断面図、同図（ｂ）はカバー５を除く平面図である。

表面実装発振器は容器本体１内に水晶片２とＩＣチップ３及びその他の回路素子４と並設し、カバー５を被せて密閉封入してなる。容器本体１は凹状として積層セラミックからなり、表面実装用の図示しない実装端子を外表面に有する。水晶片２は平面で矩形状として両主面に励振電極６を有し、外周の一端部両側に励振電極６から延出した引出電極７を形成する。そして、容器本体１の底面に形成された図示しない水晶端子に導電材例えば導電性接着剤８によって、引出電極７の形成された水晶片２の一端部両側が固着する。これにより、水晶片２の一端部両側は水晶端子に電気的・機械的に接続する。なお、引出電極７はそれぞれ反対面に折り返して形成される。

ＩＣチップ３は水晶振動子（水晶片２）を除く発振回路を少なくとも集積化する。そして、ＩＣチップ３の一主面に設けられた図示しない各ＩＣ端子が例えばバンプを用いた超音波熱圧着によって、容器本体１の内底面に形成された各端子に固着し、電気的・機械的に接続する。あるいは、図示しないＩＣチップ３の他主面を容器本体１の底面に固着し、ＩＣチップ３の一主面の各ＩＣ端子が金線等のワイヤーボンディングによって容器本体１の底面に設けられた各端子に電気的に接続する。

その他の回路素子４は、ＩＣチップ３に集積化が困難な容量値の大きいコンデンサからなる。例えば電源・アース間のバイパスコンデンサ、高周波的に次段に結合する結合コンデンサやローパスフィルタ用のコンデンサからなる。これらは、小型化の進行度によって容器本体１外のセット基板上に配置され、容器本体１内には水晶片２とＩＣチップ３のみが収容される。

カバー５は例えば金属とし、容器本体１の上面に設けられた金属リングにシームやビーム溶接等によって接合して、容器本体１の開口面を封止する。これにより、水晶片２及びＩＣチップ３を密閉封する。
特開平９−８３２４８号公報

（従来例の問題点）しかしながら、上記構成の表面実装発振器では、水晶片２及びＩＣチップ３や回路素子４を同一平面上に配置するため、平面外形は大きくならざるを得ない問題があった。このため、例えば水晶片２を小さくして表面実装発振器の平面外形を小さくすることが考えられた。しかし、この場合には、水晶片２の板面面積が小さいほど、振動特性を良好とする設計を困難にする問題を生ずる。また、矩形状とした水晶片２即ち振動領域の一端部両側を固着（保持）するので、保持の影響が大きくなって振動特性を低下させる。なお、水晶片２の板面面積が大きいほど、振動エネルギーの漏れを防止するので、振動特性を良好にする設計を容易にする。

（発明の目的）本発明は振動特性を良好にして平面外形の小型化促進する表面実装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、矩形状の水晶片と少なくともＩＣチップを含む回路素子とを容器本体の底面に並設して密閉封入してなる表面実装用の水晶発振器において、前記水晶片の少なくとも２箇所の角部から辺の延長方向に突出部を設けて前記突出部と直交する辺との間に少なくともＬ字状の空間部を形成し、前記突出部のうちの少なくとも２箇所に引出電極が形成されて前記容器本体の内底面に導電材によって固着され、前記Ｌ字状の空間部には少なくとも前記ＩＣチップが配置された構成とする。

本発明（請求項１）では、水晶片は２箇所の角部から辺の延長方向に突出部を設けて引出電極を形成するので、突出部と直交する辺との間にＬ字状の空間部を構成する。したがって、矩形状とした振動領域（水晶片）の面積を維持して、振動特性を良好とする設計を容易にする。また、引出電極の延出した突出部を固着するので、導電材による影響を軽減して振動特性をさらに良好にする。そして、Ｌ字状空間部にＩＣチップを配置するので、実装密度を高め、表面実装発振器の小型化を促進する。

本発明の請求項２に示したように、請求項１の前記引出電極の形成される突出部の２箇所は前記水晶片における少なくとも一組の対向する角部とする。これにより、一組の対向する角部に設けられた突出部が固着（保持）されるので、矩形状とした振動領域の特に中央部への影響を少なくできる。したがって、振動特性を良好にする。そして、２箇所の突出部によるＬ字状の空間部にＩＣチップと回路素子を配置できて、実装密度を高めて小型化を促進する。

同請求項３では、請求項１の前記引出電極の形成される突出部の２箇所は、前記水晶片における一辺の両側にある角部であって、前記突出部の２箇所は前記一辺と同方向とし、前記突出部と前記一辺に直交する２辺との間にＬ字状の空間部を形成する。これにより、Ｌ字状空間部の一方にはＩＣチップを他方には回路素子を配置でき、実装密度を高めて小型化を促進する。

同請求項４では、請求項１の前記引出電極の形成される突出部の２箇所は、前記水晶片における一辺の両側にある角部であって、前記突出部の２箇所は前記一辺と直交する方向とし、前記突出部間に凹状の空間部を形成する。これにより、凹状の空間部にＩＣチップを配置でき、実装密度を高めて小型化を促進する。

第１図は本発明の第１実施例を説明する表面実装発振器の一部内部底面図である。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同様に凹状とした容器本体１内に水晶片２とＩＣチップ３とを収容し、カバー５を被せて密閉封入する（前第６図参照）。ここでの水晶片２は、例えば水晶片２の対向する一組の角部に突出部９（ａｂ）を設ける。各突出部９（ａｂ）は例えば長さ方向とする。これにより、水晶片２の長さ方向の両端側で、突出部９（ａｂ）とこれに直交する両辺との間にＬ字状の空間部１０形成する。水晶片２の突出部９（ａｂ）には励振電極６から延出してそれぞれ反対面に折り返された引出電極７が形成される。

そして、引出電極７の形成された水晶片２の突出部９（ａｂ）は導電性接着剤８によって、容器本体１の内底面に設けられた図示しない水晶端子に固着されて電気的・機械的に接続する。また、各空間部１０の一方にはＩＣチップ３を、他方の空間部には回路素子４を配置して、容器本体１の内底面に配置された図示しない回路パターンに電気的に接続して固着される。

このような構成であれば、水晶片２に突出部９（ａｂ）を設けたので矩形状とした振動領域の面積を確保して、振動特性を良好とする設計を容易にする。そして、突出部９（ａｂ）と両辺との間のＬ字状空間部にＩＣチップ３と回路素子４を配置するので、実装密度を高めて小型化を促進できる。そして、突出部９（ａｂ）を固着するので、振動領域に対する保持の影響を軽減して振動特性を良好にする。この場合は、突出部９（ａｂ）を一組の対角部に設けたので、両者間の距離が最も長くて振動変位が最も大きい振動領域の中央部での応力発生を特に軽減する。

なお、この実施例においては、例えば第２図に示したように、水晶片２の対向する他組の角部に突出部９（ｃｄ）を設けて、絶縁性の接着剤１１によって固着してもよい。このようにすれば、４点保持となってガタツキを防止して耐衝撃性を向上できる。但し、絶縁性の接着剤１１は導電性接着剤８に比較して柔軟性として、これによる応力の発生を極力抑えるものとする。この場合、同図に示したように他組の角部の突出部９（ｃｄ）に引出電極７を形成して対称にすれば、両主面間の方向性を無視して固着できる。

第３図は本発明の第２実施例を説明する表面実装発振器の一部内部底面図である。なお、前実施例と同一部分の説明は簡略又は省略する。

第２実施例では、水晶片２の例えば長さ方向の一端部における辺の両側の角部に突出部９（ａｂ）を形成する。各突出部９（ａｂ）は長さ方向の一端部の辺と同方向（幅方向）に延出する。これにより、各突出部９（ａｂ）と水晶片２の幅方向の一辺に直交する長さ方向の２辺（両辺）との間にＬ字状の空間部１０を形成する。そして、水晶片２の突出部９（ａｂ）に引出電極７を形成して、容器本体１の底面に導電性接着剤８によって固着する。そして、Ｌ字状とした空間部１０の一方にはＩＣチップ３を、他方には回路素子４を配置する。

このような構成であっても、第１実施例と同様に、水晶片２に突出部９（ａｂ）を設けたので、矩形状とした振動領域の面積を確保して振動特性を良好とする設計を容易にする。そして、突出部９（ａｂ）に引出電極７を延出して固着するので、振動領域に対する保持の影響を軽減し、振動特性を良好にする。なお、突出部９（ａｂ）は幅方向の一端部であってもよい。

第４図は本発明の第３実施例を説明する表面実装発振器の一部内部底面図である。なお、前実施例と同一部分の説明は簡略又は省略する。

第３実施例では、水晶片２の例えば幅方向の一端部における辺の両側の角部に突出部９（ａｂ）を形成する。各突出部９（ａｂ）は幅方向の一端部の辺に直交する方向（長さ方向）に延出する。これにより、水晶片２の一端部における各突出部９（ａｂ）との間にＬ字状の空間部１０を形成する。そして、水晶片２の突出部９（ａｂ）に引出電極７を形成して、容器本体１の底面に導電性接着剤８によって固着する。そして、凹状とした空間部１０にはＩＣチップ３を配置する。

このような構成であれば、各実施例と同様に、水晶片２に突出部９（ａｂ）を設けて固着するので、振動領域の面積を確保して振動特性を良好とする設計を容易にし、振動領域に対する保持の影響を軽減し、振動特性を良好にする。そして、水晶片１とＩＣチップのみを容器本体１内に収容するので、さらなる小型化に対応できる。なお、突出部９（ａｂ）は長さ方向の一端部であってもよい。

（他の事項）
上記実施例では水晶片２の長さ方向と同方向又はこれに対する垂直方向に突出部９を設けたが、例えば第５図に示したように、各角部に設けられる突出部９（ａｂ）は幅方向と長さ方向として互いに直交する方向に設けてＬ字状の空間部１０を設けて、ＩＣチップ３及び回路素子４を設けてもよい。また、水晶片２（振動領域）は矩形状としたが、矩形状中の正方形とした場合でも同様である。

また、水晶片２は平板状としたが、例えば中央領域の厚みを小さくして外周部の厚みを大きくした所謂逆メサ型でも適用できる。但し、この場合の振動領域は厚みの小さい中央領域になるが、突出部９を設けることによって保持の影響を軽減して実装密度を高める点では同様の効果を奏する。

また、導電材は導電性接着剤８のみならず、例えばバンプを用いた熱圧着や超音波熱圧着でもよい。そして、ＩＣチップ以外の回路素子４はコンデンサのみならず、例えばインダクタ等の必要に応じた他の素子でもよく、その数は１個でも２個以上の複数個とすることもできる。

本発明の第１実施例を説明する表面実装発振器の一部内部底面図である。 本発明の第１実施例における他の例を説明する表面実装発振器の一部内部底面図である。 本発明の第２実施例を説明する表面実装発振器の一部内部底面図である。 本発明の第３実施例を説明する表面実装発振器の一部内部底面図である。 本発明の他の実施例を説明する表面実装発振器の一部内部底面図である。 従来を説明する図で、同図（ａ）は表面実装発振器の断面図、同図（ｂ）はカバーを除く同平面図である。

符号の説明

１ 容器本体、２ 水晶片、３ ＩＣチップ、４ 回路素子、５ カバー、６ 励振電極、７ 引出電極、８ 導電性接着剤、９ 突出部、１０ 空間部、１１ 絶縁性の接着剤。

Claims (4)

1. 矩形状の水晶片と少なくともＩＣチップを含む回路素子とを容器本体の底面に並設して密閉封入してなる表面実装用の水晶発振器において、前記水晶片の少なくとも２箇所の角部から辺の延長方向に突出部を設けて前記突出部と直交する辺との間に少なくともＬ字状の空間部を形成し、前記突出部のうちの少なくとも２箇所に引出電極が形成されて前記容器本体の内底面に導電材によって固着され、前記Ｌ字状の空間部には少なくとも前記ＩＣチップが配置されたことを特徴とする表面実装用の水晶発振器。
2. 前記引出電極の形成される突出部の２箇所は、前記水晶片における少なくとも一組の対向する角部とする請求項１の表面実装用の水晶発振器。
3. 前記引出電極の形成される突出部の２箇所は、前記水晶片における一辺の両側にある角部であって、前記突出部の２箇所は前記一辺と同方向とし、前記突出部と前記一辺に直交する２辺との間にＬ字状の空間部を形成する請求項１の表面実装用の水晶発振器。
4. 前記引出電極の形成される突出部の２箇所は、前記水晶片における一辺の両側にある角部であって、前記突出部の２箇所は前記一辺と直交する方向とし、前記突出部間に凹状の空間部を形成する請求項１の表面実装用の水晶発振器。

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