JP2006270758A - 圧電発振器及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】全体構造を小型化するのに適した圧電発振器及びその製造方法を提供する。
【解決手段】ＩＣ素子４及びスペーサ部材５を実装用基体１の上面に搭載するとともに、圧電振動素子３を収容した容器体２をスペーサ部材５を介して実装用基体１の上面側に配置し、容器体２の下面に設けた接続端子とスペーサ部材５の上面に設けた接続パッドとを導電性接合材１１により接続してなる圧電発振器であって、スペーサ部材５を複数個の金属柱状体により形成するとともに、スペーサ部材５の上面とＩＣ素子４の上面とを同一高さに位置させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、通信機器や電子機器等のタイミングデバイスとして用いられる圧電発振器及びその製造方法に関するものである。

携帯用通信機器等のタイミングデバイスとして温度補償型水晶発振器等の圧電発振器が従来から用いられている。

かかる従来の温度補償型水晶発振器としては、例えば図５に示す如く、平板状の実装用基体５０上に、枠状のスペーサ部材５１を介して内部に水晶振動素子３２が収容されている容器体５３を載置させた構造のものが知られている。容器体５３の下面とスペーサ部材５１の内側面とで囲まれる領域には、水晶振動素子３２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ＩＣ素子５４が搭載されている。
特開平１０−９８１５１号公報

ところで、上述した従来の圧電発振器においては、容器体５３がＩＣ素子５４に接触しないようにして容器体５３をスペーサ部材５１の上面に載置させる必要があるため、スペーサ部材５１の上面位置をＩＣ素子５４の上面位置よりも高くする必要がある。しかしながらこの場合、スペーサ部材５１の上面とＩＣ素子５４の上面との高さ位置の差分ｔだけ高さ方向にデッドスペースが形成されてしまう。

そこで、スペーサ部材５１の厚みを薄くし、高さ方向のデッドスペースを小さくすることで圧電発振器の低背・小型化を図ることが考えられる。しかしながら、スペーサ部材５１は、通常、枠状のセラミック絶縁体層を積層することによって形成されているため、スペーサ部材５１の厚みを薄くするとスペーサ部材５１の強度劣化を招き、スペーサ部材５１に応力等が付加された際にクラック等が発生しやすくなる。スペーサ部材５１にクラックが発生すると、スペーサ部材内に形成された配線導体の断線による導通不良や外観不良等の問題が生じる。したがって、従来の圧電発振器はスペーサ部材５１の厚みを必要以上に薄くすることは困難であり、低背・小型化に供することが不可となる一要因となっていた。

また、スペーサ部材５１の厚みのばらつきやＩＣ素子５４を搭載したときのＩＣ素子５４の上面位置のばらつき等を考慮すると、容器体５３がＩＣ素子５４に接触しないようにするためには、スペーサ部材５１の上面とＩＣ素子５４の上面との高さ位置の差分ｔを充分に設けておく必要があり、これもスペーサ部材５１の厚みを薄くすることが困難となる一要因となっていた。

本発明は上記欠点に鑑み案出されたもので、その主たる目的は、全体構造を小型化することができる圧電発振器及びその製造方法を提供することにある。

本発明の圧電発振器は、フリップチップ型のＩＣ素子及びスペーサ部材を実装用基体の上面に搭載するとともに、圧電振動素子を収容した容器体を前記スペーサ部材を介して前記実装用基体の上面側に配置し、前記容器体の下面に設けた接続端子と前記スペーサ部材の上面に設けた接続パッドとを導電性接合材により接続してなる圧電発振器であって、前記スペーサ部材を複数個の金属柱状体により形成するとともに、前記スペーサ部材の上面と前記ＩＣ素子の上面とを実質的に同一高さに位置させたことを特徴とするものである。

また本発明の圧電発振器は、前記複数個のスペーサ部材のうち隣接するスペーサ部材間には、前記ＩＣ素子の一部が配置されていることを特徴とするものである。

更に本発明の圧電発振器は、前記複数個のスペーサ部材のうち隣接するスペーサ部材間には、前記ＩＣ素子の一部が配置されていることを特徴とするものである。

前記複数個のスペーサ部材のうち隣接するスペーサ部材間には、前記ＩＣ素子に温度補償データを書き込むための金属柱状体から成る書込制御端子が載置され、該書込制御端子の一部が前記実装用基体の側面と前記容器体の側面との間より露出していることを特徴とするものである。

更にまた本発明の圧電発振器は、前記ＩＣ素子の側面及び前記スペーサ部材の側面が樹脂材で被覆されていることを特徴とするものである。

また本発明の圧電発振器の製造方法は、フリップチップ型のＩＣ素子及び複数個の金属柱状体から成るスペーサ部材を実装用基体の上面に搭載する工程Ａと、前記ＩＣ素子の上面及びスペーサ部材の上面側を切削することにより、前記ＩＣ素子の上面と前記スペーサ部材の上面とを同じ高さ位置にそろえる工程Ｂと、内部に圧電振動素子を収容した容器体を前記スペーサ部材の上面に載置・固定する工程Ｃと、を含むものである。

更に本発明の圧電発振器の製造方法は、前記工程ＡにおいてＩＣ素子及びスペーサ部材を実装用基体の上面に搭載した後、前記実装用基体上に樹脂ペーストを充填し、硬化させることにより、前記ＩＣ素子及び前記スペーサ部材を樹脂材で被覆したことを特徴とするものである。

また更に本発明の圧電発振器の製造方法は、前記工程Ａにおいて、前記スペーサ部材の上面が前記ＩＣ素子の上面よりも上方に位置していることを特徴とするものである。

本発明の圧電発振器によれば、スペーサ部材の上面とＩＣ素子の上面とを実質的に同一高さに位置させたことにより、従来スペーサ部材上面の高さ位置がＩＣ素子上面の高さ位置よりも上方に位置していたことによって生じていた高さ方向のデッドスペースをなくして圧電発振器の全体構造を低背・小型化することができる。本発明の場合、ＩＣ素子の上面−容器体の下面間の間隔を実質的に導電性接合材の厚み程度まで縮めることが可能となる。しかも本発明の圧電発振器によれば、スペーサ部材が複数個の金属柱状体により形成されているため、スペーサ部材の厚みを薄くしてもクラック等が発生しない。また、圧電発振器に外部から衝撃が加わった際、金属の可塑性により、スペーサ部材に印加される応力が緩和され、例えばスペーサ部材の剥離や圧電発振器の耐衝撃性を向上させることが可能となる。

また本発明の圧電発振器では、前記実装用基体の平面形状を略矩形状となし、前記複数個のスペーサ部材を前記実装用基体の四隅に配することが好ましい。これによって、容器体をスペーサ部材上に安定して載置させることができる。

また本発明の圧電発振器では、前記複数個のスペーサ部材のうち隣接するスペーサ部材間に、前記ＩＣ素子の一部を配置させることが好ましい。これによって隣接するスペーサ部材間に形成されているデッドスペースがＩＣ素子の配置領域として有効利用されることとなる。したがって、スペーサ部材間の領域がデッドスペースとなっている場合に比し、実装用基体の平面寸法を小さくなし、それに伴って圧電発振器の全体構造をより小型化することが可能となる。

また本発明の圧電発振器では、前記複数個のスペーサ部材のうち隣接するスペーサ部材間に、前記ＩＣ素子に温度補償データを書き込むための金属柱状体から成る書込制御端子を載置し、該書込制御端子の一部が前記実装用基体の側面と前記容器体の側面との間より露出させることが好ましい。これによって隣接するスペーサ部材間に形成されているデッドスペースが書込制御端子の配置領域として有効利用されることとなる。したがって、別途書込制御端子の形成領域を実装用基体上面に確保する必要がなく、小型化に適した圧電発振器となすことができる。

また本発明の圧電発振器では、前記ＩＣ素子の側面及び前記スペーサ部材の側面が樹脂材で被覆されていることが好ましい。これによってＩＣ素子及びスペーサ部材の実装用基体に対する接合強度を補強することができるとともに、スペーサ部材を形成する金属柱状体の酸化腐食を有効に防止して圧電発振器の信頼性を高く維持することができる。

また本発明の製造方法によれば、フリップチップ型のＩＣ素子及び複数個の金属柱状体から成るスペーサ部材を実装用基体の上面に搭載する工程Ａと、前記ＩＣ素子の上面及びスペーサ部材の上面側を切削することにより、前記ＩＣ素子の上面と前記スペーサ部材の上面とを同じ高さ位置にそろえる工程Ｂと、内部に圧電振動素子を収容した容器体を前記スペーサ部材の上面に載置・固定する工程Ｃと、を含んで圧電発振器が製造されることから、スペーサ部材の上面とＩＣ素子の上面とを確実且つ簡単に同一の高さにそろえることが可能となる。すなわち、本発明の製造方法によれば、従来のようにスペーサ部材の厚みのばらつきやＩＣ素子を搭載したときのＩＣ素子の上面位置のばらつき等を考慮することなく、ＩＣ素子の上面及びスペーサ部材の上面を切削することによって極めて簡単に両者の高さ位置をそろえることが可能となる。

また、各スペーサ部材の上面の高さ位置が均一化され、容器体をスペーサ部材上に安定して載置させることが可能となる利点もある。

また本発明の圧電発振器の製造方法では、前記工程Ａにおいて、前記実装用基体上に樹脂ペーストを充填し、硬化させることにより、前記ＩＣ素子及び前記スペーサ部材を樹脂材で被覆しておくことが好ましい。これによって、ＩＣ素子及びスペーサ部材の実装用基板への接合強度を補強することができ、例えば、ＩＣ素子の上面及びスペーサ部材の上面を切削する際にかかる応力によってＩＣ素子及びスペーサ部材が実装用基体から剥離するのを有効に防止することできる。より好ましくは、ＩＣ素子及びスペーサ部材の全体を樹脂材により被覆することである。これによって、ＩＣ素子及びスペーサ部材の実装用基板への接合をより強固になすことができる。

また本発明の圧電発振器の製造方法では、前記工程Ａにおいて、前記スペーサ部材の上面を前記ＩＣ素子の上面よりも上方に位置させておくことが好ましい。これによって、ＩＣ素子より先にスペーサ部材が切削されることとなり、ＩＣ素子の切削量を最小限に止め、例えば、ＩＣ素子内部の配線等が形成されている面まで切削することを防止できる。

以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。

図１は本発明の圧電発振器を温度補償型水晶発振器に適用した一実施形態を示す分解斜視図（樹脂材は省略）、図２は図１の温度補償型水晶発振器の断面図であり、これらの図に示す温度補償型水晶発振器は、内部に圧電振動素子としての水晶振動素子３が収容された矩形状の容器体２を、上面にＩＣ素子４が設けられる矩形状の実装用基体１上に、金属柱状体から成る複数個のスペーサ部材５を介して載置・固定した構造を有している。

前記容器体２はガラス−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２ａ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２ｂと、該シールリング２ｂと同様の金属から成る蓋体２ｃとから成り、基板２ａの上面にシールリング２ｂを取着させ、その上面に蓋体２ｃを載置・固定させることによって容器体２が構成され、シールリング２ｂの内側に位置する基板２ａの上面に水晶振動素子３が実装される。

前記容器体１は、その内部、具体的には、基板２ａの上面とシールリング２ｂの内面と蓋体２ｃの下面とで囲まれる空間内に水晶振動素子３を収容して気密封止するためのものであり、基板２ａの上面には水晶振動素子３の振動電極に接続される一対の搭載パッド等が、基板２の下面にはスペーサ部材５に接続される複数個の接合電極６がそれぞれ設けられ、これらのパッド等は基板表面の配線導体や基板内部に埋設されているビアホール導体等を介して対応するもの同士、相互に電気的に接続されている。

尚、前記容器体２の基板２ａは、ガラス−セラミック等のセラミック材料から成る場合、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配線導体となる導体ペーストを従来周知のスクリーン印刷等によって塗布するとともに、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。

また容器体２のシールリング２ｂ及び蓋体２ｃ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２ｂを基板２ａ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３を導電性接着剤７を用いて基板２ａの上面に実装・固定した後、上述の蓋体２ｃを従来周知の抵抗溶接等によってシールリング２ｂの上面に接合することによって容器体２が組み立てられる。このようにシールリング２ｂと蓋体２ｃとを抵抗溶接によって接合する場合、シールリング２ｂや蓋体２ｃの表面には予めＮｉメッキ層やＡｕメッキ層等が被着される。

一方、容器体２の内部に収容される水晶振動素子３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。

前記水晶振動素子３は、一対の振動電極をシリコン樹脂やポリイミド樹脂等から成る樹脂材料中にＡｇ等から成る導電性粒子を所定量、添加・混合してなる導電性接着剤７を介して基板上面の対応する搭載パッド８に電気的に接続させることによって基板２ａの上面に搭載され、これによって水晶振動素子３と容器体２との電気的接続及び機械的接続が同時になされる。

ここで容器体２の蓋体２ｃを、容器体２や実装用基体１の配線導体等を介して実装用基体下面に配されるグランド端子用の外部端子１０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３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の蓋体４は容器体１や実装用基体６の配線導体を介してグランド端子用の外部端子１０に接続させておくことが好ましい。

そして、上述した容器体２が載置・固定される実装用基体１は概略矩形状を成しており、該実装用基体上面の四隅部にはスペーサ部材５が個々に取着・立設され、これらのスペーサ部材５で囲まれた実装用基体上面の中央域にはＩＣ素子４が搭載され、外周域には書込制御端子９が取着されている。

実装用基体６は、その上面でスペーサ部材５を介して容器体１を支持するとともに、下面に設けた外部端子１０がマザーボード等の外部配線基板上の電極パッドと半田等の導電性接合材を介して電気的・機械的に接続されるようになっている。外部端子１０は、例えば、実装用基体１の下面四隅部に４個設けられており、それぞれグランド端子、電源電圧端子、発振出力端子、発振制御端子として機能する。ここで、４個の外部端子１０のうち、グランド端子用の外部端子１０と発振出力端子用の外部端子１０とを近接させて配置するようにすれば、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、グランド端子用の外部端子１０と発振出力端子用の外部端子１０とは近接させて配置することが好ましい。

尚、実装用基体１は、例えば、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から成り、これらの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となる導体ペーストを従来周知のスクリーン印刷等によって塗布するとともに、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。

このような実装用基体１の上面中央域にはＩＣ搭載パッド１２等の各種電極パッドや配線パターン等が形成されている。そして、前記ＩＣ搭載パッド１２とＩＣ素子４の下面側に設けられた接続パッド１３とがＡｕバンプや半田等によって電気的・機械的に接続されることにより、ＩＣ素子４が実装用基体１に搭載されることとなる。またＩＣ素子４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３の温度特性を補償する温度補償データを格納するためのメモリ、温度補償データに基づいて水晶振動素子３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、該発振回路で生成した発振出力は、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。

かかるＩＣ素子４は、例えば図３の断面図に示す如く、シリコン等のＩＣ用基板１５に上述した発振回路等を構成するように所定の素子を作りこむことによって形成され、ＩＣ素子４の実装面（下面）側が回路形成面となっている。

また実装用基体１の上面四隅には金属柱状体から成る４個のスペーサ部材５が取着・立設されている。これらのスペーサ部材５は、銅等の金属材料を用いて四角柱状に成形されたもので、その下端部で実装用基体１の配線導体等に電気的・機械的に接続され、上端部で半田等の導電性接合材１１を介して容器体下面の接続電極６に電気的・機械的に接続されている。尚、前記スペーサ部材５の上面には、容器体２との接合に用いられる導電性接合材１１の接合状態を良好となすために、例えば、ニッケルめっきや金めっき等が被着される。

これらのスペーサ部材５とＩＣ素子４とは、両者の上面が実質的に同一高さに位置している。これによって、従来はスペーサ部材上面の高さ位置をＩＣ素子上面の高さ位置よりも上方に位置させていたことによって生じていた高さ方向のデッドスペースをなくして圧電発振器の全体構造を低背・小型化することができる。本実施形態においては、ＩＣ素子４の上面−容器体２の下面間の間隔を実質的に導電性接合材１１の厚み程度、例えば、導電性接合材１１が半田の場合は、２５μｍ程度まで縮めることができる。

しかも本発明の圧電発振器によれば、スペーサ部材が複数個の金属柱状体により形成されているため、厚みを薄くしてもクラック等が発生することない。また、圧電発振器に外部から衝撃が加わった際、金属の可塑性により、スペーサ部材５に印加される応力が緩和され、例えばスペーサ部材５の剥離や圧電発振器の耐衝撃性を向上させることが可能となる。

また本実施形態においては、複数個のスペーサ部材５のうち隣接するスペーサ部材５−５間に、ＩＣ素子４の一部を配置させている。これによって隣接するスペーサ部材５−５間に形成されている領域をＩＣ素子４の配置のために有効利用し、その分実装用基体１の平面寸法を小さくなし、圧電発振器の全体構造をより小型化ことが可能となる。

一方、ＩＣ素子４の一部が配置されていない他の隣接するスペーサ部材５−５間には、ＩＣ素子４に温度補償データを書き込むための金属柱状体から成る書込制御端子９が載置・固定されている。この書込制御端子１１は、上述したスペーサ部材５と同じ金属材料を用いて四角柱状に成形されており、その下端部で実装用基体６の配線導体に電気的・機械的に接続してＩＣ素子７と電気的に接続されるようになっており、その側面が容器体側面と実装用基体側面との間より露出するように、実装用基体６の上面外周部のエッジに沿って配置されている。このように書込制御端子９を配置させることによって隣接するスペーサ部材５−５間に形成される領域を書込制御端子９の配置のために有効利用し、別途書込制御端子９の形成領域を実装用基体上面に確保する必要がなく、小型化に適した圧電発振器となすことができる。かかる書込制御端子９の露出部に温度補償データ書込装置のプローブ針を接触させることによって、ＩＣ素子４のメモリに水晶振動素子３の温度特性に応じた温度補償データを書込むことができる。

また実装用基体１の上面には、樹脂材１４が充填・硬化されており、ＩＣ素子４の側面及び下面、スペーサ部材５の側面、書込制御端子９の側面をそれぞれ被覆している。これによってＩＣ素子、スペーサ部材５、及び書込制御端子９の実装用基体１に対する接合強度を補強することができるとともに、スペーサ部材５を形成する金属柱状体の酸化腐食を有効に防止して圧電発振器の信頼性を高く維持することができる。

かくして上述した温度補償型水晶発振器は、マザーボード等の外部配線基板上に半田付け等によって搭載され、ＩＣ素子４の温度補償回路によって発振出力を補正しながら、水晶振動素子３の共振周波数に応じた所定の発振信号を出力することによって温度補償型水晶発振器として機能する。

次に上述した温度補償型水晶発振器の製造方法について図４を用いて説明する。図４（ａ）〜（ｄ）は本発明の製造方法を説明するための断面図である。

（工程Ａ）
まず、図４（ａ）に示す如く、フリップチップ型のＩＣ素子４及び複数個の金属柱状体から成るスペーサ部材５及び書込制御端子９を実装用基体１の上面に搭載する。

実装用基体１は、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形成されており、例えば、ガラス布基材エポキシ樹脂で形成する場合、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実装用基体１が形成される。

そして前記実装用基体１の表面に比較的厚みの厚い銅箔等の金属箔を貼着し、これ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スペーサ部材５や書込制御端子９が形成される。スペーサ部材５と書込制御端子９とを同じ金属材料で形成することによって、スペーサ部材５と書込制御端子９を同一のプロセスで実装用基体１の一方主面に一括的に形成することができる。

このようにしてスペーサ部材５及び書込制御端子９が取着・立設された実装用基体１の上面にＩＣ素子４を搭載する。ＩＣ素子４としては、矩形状のフリップチップ型ＩＣが用いられる。かかるＩＣ素子４は、その実装面に設けられている複数個の接続パッド１３が、実装用基体１の上面中央領域に設けたＩＣ搭載パッド１２に半田等の導電性接合材を介して当接されるようにして実装用基体１の上面に載置され、しかる後、前記導電性接合材を熱の印加等によって溶融させ、接続パッド１３及びＩＣ搭載パッド１２を前記導電性接合材を介して接合することによってＩＣ素子４が実装用基体１に取着・搭載されることとなる。

かかる工程ＡにおいてＩＣ素子４を搭載した後、図４（ｂ）に示す如く、実装用基体１の上面側に樹脂ペーストを充填し、硬化することによって、ＩＣ素子４、スペーサ部材５、書込制御端子９を樹脂材１４で被覆する。このようにＩＣ素子４、スペーサ部材５、書込制御端子９を樹脂材１４により被覆することによって、実装用基体１に対する取着強度を樹脂材１４でもって補強することができる。これによって、後記の工程Ｂにおいて、ＩＣ素子４の上面及びスペーサ部材５の上面を切削する際にかかる応力によってＩＣ素子４及びスペーサ部材５が実装用基体１から剥離するのを有効に防止することできる。より好ましくは、ＩＣ素子４及びスペーサ部材５の全体を樹脂材１４により被覆することである。これによって、ＩＣ素子４及びスペーサ部材５の実装用基板１への接続強度をより強固になすことができる。またこの樹脂材１４により、スペーサ部材５及び書込制御端子９を形成する金属柱状体の酸化腐食を有効に防止して圧電発振器の信頼性を高く維持することができる利点もある。尚、樹脂材１２には、例えばエポキシ系の熱硬化性樹脂等が用いられる。

（工程Ｂ）
次に、図４（ｃ）に示す如く、前記ＩＣ素子４の上面及びスペーサ部材５の上面側を切削することにより、ＩＣ素子４の上面とスペーサ部材５の上面とを同じ高さ位置にそろえる。

切削作業を行うには、まずダイヤモンドや金属粉末等の砥粒を含む研磨剤を表面に塗布した研磨板２０を準備する。次に、実装用基体１を治具２１に固定し、しかる後、樹脂材１４の上面を研磨板２０に接触させ、治具２１により所定の圧力をかける。そして研磨板２０あるいは実装用基体１を回転させることにより、樹脂材１４の上面側から研磨していき、この研磨作業を研磨板２０がＩＣ素子４及びスペーサ部材５に接触する位置まで続ける。

このようにスペーサ部材５の上面及びＩＣ素子４の上面を切削することにより、従来のようにスペーサ部材の厚みのばらつきやＩＣ素子を搭載したときのＩＣ素子の上面位置のばらつき等を考慮することなく、極めて簡単に両者の高さ位置をそろえることが可能となる。またこの場合、各スペーサ部材の上面の高さ位置が均一化され、容器体２をスペーサ部材上に安定して載置させることが可能となる利点もある。

ＩＣ素子４の上面側は、図３に示す如く回路の非形成面となっているため、ある程度切削してもＩＣ素子４の機能には何ら支障がない。ただし、必要以上に切削してＩＣ素子４の機能を破損させることのないように前記工程Ａにおいて、スペーサ部材５の上面をＩＣ素子４の上面よりも上方に位置させておくことが好ましい。これによって、ＩＣ素子４より先にスペーサ部材５が切削されることとなり、ＩＣ素子４の切削量を最小限に止め、ＩＣ素子内部の配線等が形成されている箇所まで切削することを防止できる。

（工程Ｃ）
そして、図４（ｄ）に示す如く、内部に圧電振動素子３を収容した容器体２をスペーサ部材５の上面に載置・固定する。容器体２は、先に述べたように、基板２ａとシールリング２ｂと蓋体２ｃとで構成されており、その内部には水晶振動素子３が収容されている。ここで容器体２の長さ寸法及び幅寸法は、例えば、実装用基体１の長さ寸法及び幅寸法に対しそれぞれ８５％〜１００％に設定される。

容器体２の基板２ａをセラミック材料により形成する場合は、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基板２ａを製作し、得られた基板２ａの上面に水晶振動素子３を搭載する。このとき、水晶振動素子３の振動電極と基板上面の搭載パッドとは導電性接合材を介して電気的・機械的に接続される。そして、基板２ａの上面に、水晶振動素子３を囲繞するようにしてシールリング２ｂを載置・固定し、かかるシールリング２ｂの上面に蓋体２ｃを従来周知の抵抗溶接等によって接合することにより容器体２が組み立てられる。

尚、シールリング２ｂ及び蓋体２ｃ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、シールリング２ｂは、基板２ａの上面に予め被着させておいた導体層にロウ付けすることによって基板２ａに固定される。また上述のように、シールリング２ｂと蓋体２ｃとを抵抗溶接によって接合する場合、シールリング２ｂや蓋体２ｃの表面には予めＮｉメッキ層やＡｕメッキ層等が被着される。

このような容器体２の下面にはスペーサ部材５と対応する接続端子６が設けられており、これらの接続端子６とスペーサ部材５とを半田等の導電性接合材１１を介して当接させ、しかる後、導電性接合材１１を熱の印加等によって溶融・硬化することによって容器体２が実装用基体１に取着される。なお、容器体２をマスター基板２０に搭載する前に、接続端子６に周波数測定装置のプローブ針を接触させることにより、水晶振動素子３の周波数測定を予め行っておく。

上記の工程を経て、実装用基体１にＩＣ素子４と容器体２とを取着・搭載することによって、ＩＣ素子４内の電子回路が実装用基体１の配線導体やスペーサ部材５等を介して水晶振動素子３や外部端子５等と電気的に接続されることとなる。

最後に、書込制御端子９の露出部に温度補償データ書込装置のプローブ針を当ててＩＣ素子４に温度補償データを書き込む。温度補償データの書込作業は、書込制御端子９の露出部に温度補償データ書込装置のプローブ針を当てて、水晶振動素子３の温度特性に応じて作成された温度補償データをＩＣ素子４の温度補償回路内に設けられているメモリに入力し、これを記憶させることによって行なわれる。尚、ＩＣ素子４に書き込まれる温度補償データは、水晶振動素子３の温度特性バラツキを補正するためのものであり、その温度補償型水晶発振器に使用される水晶振動素子３の温度特性を事前に測定しておくことにより得られるものである。

以上の工程を経て製品としての温度補償型水晶発振器が得られる。

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。

例えば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。

また上述した実施形態においては、外部端子５及び書込制御端子１１を四角柱状に成形したが、形状はこれに限らず、例えば円柱状に成形しても構わない。

また上述した実施形態においては、隣接するスペーサ部材間の領域にＩＣ素子４の一部あるいは書込制御端子９を載置させるようにしたが、かかる領域にはその他にもチップ状コンデンサ等を必要に応じて配置してもよい。

また上述した実施形態においては、個片の温度補償型水晶発振器の製造方法について説明したが、実装用基体１に対応した基体領域を複数有する大型基板を用いたいわゆる“多数個取り”の手法においても本発明の製造方法は適用可能である。

本発明の一実施形態に係る温度補償型水晶発振器の分解斜視図である。 図１の温度補償型水晶発振器で容器体を搭載した状態の断面図である。 図１の温度補償型水晶発振器で使用するＩＣ素子の断面図である。 （ａ）乃至（ｄ）は本発明の製造方法を説明するための断面図である。 従来の温度補償型水晶発振器の断面図である。

符号の説明

１・・・実装用基体
２・・・容器体
３・・・圧電振動素子（水晶振動素子）
４・・・ＩＣ素子
５・・・スペーサ部材
９・・・書込制御端子
１０・・・外部端子
１１・・・導電性接合材

Claims (8)

1. フリップチップ型のＩＣ素子及びスペーサ部材を実装用基体の上面に搭載するとともに、圧電振動素子を収容した容器体を前記スペーサ部材を介して前記実装用基体の上面側に配置し、前記容器体の下面に設けた接続端子と前記スペーサ部材の上面に設けた接続パッドとを導電性接合材により接続してなる圧電発振器であって、
   前記スペーサ部材を複数個の金属柱状体により形成するとともに、前記スペーサ部材の上面と前記ＩＣ素子の上面とを実質的に同一高さに位置させたことを特徴とする圧電発振器。
2. 前記実装用基体の平面形状が略矩形状をなし、前記複数個のスペーサ部材が前記実装用基体の四隅に配されていることを特徴とする請求項１に記載の圧電発振器。
3. 前記複数個のスペーサ部材のうち隣接するスペーサ部材間には、前記ＩＣ素子の一部が配置されていることを特徴とする請求項２に記載の圧電発振器。
4. 前記複数個のスペーサ部材のうち隣接するスペーサ部材間には、前記ＩＣ素子に温度補償データを書き込むための金属柱状体から成る書込制御端子が載置され、該書込制御端子の一部が前記実装用基体の側面と前記容器体の側面との間より露出していることを特徴とする請求項２に記載の圧電発振器。
5. 前記ＩＣ素子の側面及び前記スペーサ部材の側面が樹脂材で被覆されていることを特徴とする請求項１に記載の圧電発振器。
6. フリップチップ型のＩＣ素子及び複数個の金属柱状体から成るスペーサ部材を実装用基体の上面に搭載する工程Ａと、
   前記ＩＣ素子の上面及びスペーサ部材の上面側を切削することにより、前記ＩＣ素子の上面と前記スペーサ部材の上面とを同じ高さ位置にそろえる工程Ｂと、
   内部に圧電振動素子を収容した容器体を前記スペーサ部材の上面に載置・固定する工程Ｃと、
   を含む圧電発振器の製造方法。
7. 前記工程ＡにおいてＩＣ素子及びスペーサ部材を実装用基体の上面に搭載した後、前記実装用基体上に樹脂ペーストを充填し、硬化させることにより、前記ＩＣ素子及び前記スペーサ部材を樹脂材で被覆したことを特徴とする請求項６に記載の圧電発振器の製造方法。
8. 前記工程Ａにおいて、前記スペーサ部材の上面が前記ＩＣ素子の上面よりも上方に位置していることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の圧電発振器の製造方法。

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