JP2007180256A

JP2007180256A - 電子デバイス

Info

Publication number: JP2007180256A
Application number: JP2005376762A
Authority: JP
Inventors: Seiya Manko; 晴也万江; Hironobu Shintoku; 弘伸新徳
Original assignee: Kyocera Crystal Device Corp
Current assignee: Kyocera Crystal Device Corp
Priority date: 2005-12-28
Filing date: 2005-12-28
Publication date: 2007-07-12

Abstract

【課題】樹脂の充填を容易にして、生産性を向上させる圧電デバイスを提供する。
【解決手段】
基部１１とこの基部１１の主面に設けられる枠部１２とでキャビティ１３が形成される基体１０と、キャビティ１３内に設けられる集積回路素子２０と、基体１０と集積回路素子２０との間に充填される樹脂３０とから構成される電子デバイス１０１であって、集積回路素子２０の基部１１側と対向する面に側面まで伸びる溝部２１を４方向に設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、狭スペースでの樹脂の充填に適した電子デバイスに関する。

従来より、携帯用通信機器等の電子機器に圧電発振器等の電子デバイスが用いられている。例えば、図６に示すように、圧電デバイスＡＨには、発振周波数の環境変化における周波数安定度を改善する目的で集積回路素子２２０が搭載された電子デバイス２００と圧電振動子ＡＳとからなり、集積回路素子２２０の回路形成面に樹脂２３０を充填するのが一般的である（例えば、特許文献１参照）。

具体的には、この圧電デバイスＡＨは、内部に圧電振動素子ＳＳが収容されている圧電振動子ＡＳと、基体２１０に設けられたキャビティ２１３内に圧電振動素子ＳＳの振動に基づいて発振出力を制御する集積回路素子２２０やコンデンサ等の電子部品素子を収容した基体２１０とから構成される電子デバイス２００とからなり、電子デバイス２００のキャビティ２１３を塞ぐように圧電振動子ＡＳを基体２１０上に取着させている。ここで、集積回路素子２２０は回路形成面を基体２１０の表面側に向けて基体２１０に取着させているため、集積回路素子２２０と基体２１０との間には樹脂２３０を充填して、回路形成面を保護するようにしている。
かかる圧電デバイス２００をマザーボード等の外部配線基板上に載置させた上、基体２１０の下面に設けられている外部端子を外部配線基板の配線に半田接合することにより外部配線基板上に実装される。

なお、圧電振動子ＡＳや基体２１０は、通常、セラミック材料によって形成されており、その内部や表面には配線導体が形成され、従来周知のセラミックグリーンシート積層法等を採用することにより製作される。

また、前記集積回路素子２２０の内部には、圧電振動素子ＳＳの温度特性に応じて作成された温度補償データに基づいて圧電デバイス２００の発振周波数を補正するための温度補償回路が設けられており、圧電デバイス２００を組み立てた後、上述の温度補償データを集積回路素子２２０のメモリ内に格納すべく、基体２１０の下面や外側面等には温度補償データ書込用の書込制御端子が設けられていた。この書込制御端子に温度補償データ書込装置のプローブ針を当てて集積回路素子２２０内のメモリに温度補償データを入力することにより、温度補償データが集積回路素子２２０のメモリ内に格納される。

しかしながら、上述した従来の圧電デバイス２００の集積回路素子２２０が基体２１０のキャビティ（凹状の開口部）２２３に配置させてある場合、圧電デバイス２００が小型化するにつれ、基体２１０の凹状の開口部２２３と集積回路素子２２０間の隙間が狭くなり、集積回路素子２２０の回路形成面（下面）と基体２１０の枠部間に樹脂２３０を充填するのが困難となり、圧電デバイスの生産性が著しく低下するという欠点を有していた。
特開２００４−１１２０３１号公報（段落０００２〜０００６、図４）

そこで、本発明では、前記した問題を解決し、樹脂の充填を容易にして、生産性を向上させる圧電デバイスを提供することを課題とする。

本発明の電子デバイスは、基部とこの基部の主面に設けられる枠部とでキャビティが形成される基体と、前記キャビティ内に設けられる集積回路素子と、前記基部と前記集積回路素子との間に充填される樹脂とから構成される電子デバイスであって、前記集積回路素子の前記基部側と対向する面に側面まで伸びる溝部を４方向に設けたことを特徴とする。

また、本発明の電子デバイスは、前記各溝部が、前記集積回路素子の前記基部側と対向する面の中心で連通し、前記各溝部が中心から側面に向かうにつれて前記基部の主面から離れるように傾斜がつけられていても良い。

また、本発明の電子デバイスは、前記集積回路素子の前記溝部を形成される面とは反対側の面において、当該面の外周縁部がＲ加工されていても良い。

また、本発明の電子デバイスは、基部とこの基部の主面に設けられる枠部とでキャビティが形成される基体と、前記キャビティ内に設けられる集積回路素子と、前記基部と前記集積回路素子との間に充填される樹脂とから構成される電子デバイスであって、前記集積回路素子の前記溝部を形成される面とは反対側の面において、当該面の外周縁部がＲ加工されていることを特徴とする。

本発明の圧電デバイスによれば、集積回路素子の側面まで伸びる溝部を経由して樹脂が基部と集積回路素子との間に入り込むので、樹脂の充填が容易に行え、生産性を向上させることができる。

次に、本発明を実施するための最良の形態（以下、「実施形態」という。）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
なお、各実施形態において、同一の構成要素については同一符号を付し、重複する説明を省略する。
また、本実施形態における集積回路素子を、単結晶シリコン等から成る基体の下面に、周囲の温度状態を検知する感温素子（サーミスタ）、圧電振動素子の温度特性を補償する温度補償データを格納するとともに該温度補償データに基づいて圧電振動素子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の電子回路が設けられているものとして説明する。

（第一の実施形態）
図１は本発明の第一の実施形態に係る圧電デバイスの一例を示す断面図である。図２は、集積回路素子の一例を示す斜視図である。図３は、本発明の第一の実施形態に係る電子デバイスに圧電振動子を接続した一例を示す断面図である。

本発明の第一の実施形態に係る電子デバイス１０１は、基部１１とこの基部１１の主面に設けられる枠部１２とでキャビティ１３が形成される基体１０と、前記キャビティ１３内に設けられる集積回路素子２０と、集積回路素子２０と基体１０との間に充填される樹脂３０とから主に構成されている。

図１に示すように、基体１０は、図１に示すように、矩形形状となる板状の基部１１と、この基部１１の形状に対応する枠部１２とから構成され、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から形成されている。

基部１１は、その一方の主面に枠部１２を設け、他方の主面に外部接続電極端子１４が設けられており、また、枠部１２を設ける主面であって、当該枠部１２の内部側に後述する集積回路素子２０、電子部品素子（図示せず）等を搭載するための複数個の電極パッド１５を設けている。
これら電極パッド１５に集積回路素子２０の接続パッド２２（図２参照）をバンプＢや半田、異方性導電接着材等の導電性接合材を介して電気的、及び機械的に接続させることによって集積回路素子２０を基体１０上の所定位置に取着させることができる。

枠部１２は、その外側面に複数個の書込制御端子（図示ぜず）が形成されている。
この枠部１２は、集積回路素子２０や電子部品素子（不図示）等を配置させるのに必要な所定の間隔を確保しつつ、例えば、圧電振動子を電気的に接続するための接続用パッド１６が基部１１側とは反対側となる面（上面）に設けられている。

集積回路素子２０は、図１及び図２に示すように、基部１１側と対向する面に側面まで伸びる溝部２１が４方向に設けられている。
具体的には、集積回路素子２０が平面視矩形形状に形成されている場合、この平面視矩形形状の中心位置から各側面（４方向）に向けて溝部２１が設けられている。そして、この溝部２１は、中心位置で連通しており、その中心位置から側面に向かうにつれて溝部２１の深さが増すようになっている。

なお、集積回路素子２０が平面視矩形形状に形成されている場合、この平面視矩形形状の中心位置から各側面であって角となる部分に向けて溝部２１を設けても良い。
これにより、集積回路素子２０の上面側から充填する樹脂３０を、集積回路素子２０の側面まで伸びる溝部２１を経由して、集積回路素子２０と基体１０との間にスムーズに充填することが可能となる。
なお、集積回路素子２０の溝部２１が設けられる回路形成面（下面）において、当該回路は、配線の引き回しのために、溝部２１の表面を這わして設けても良い。

ここで、集積回路素子２０は、例えば、単結晶シリコンのインゴットを所定厚みにスライスして得られたシリコンウエハの一主面に従来周知の半導体製造技術によって、発振回路等の電子回路や電極パッド等を形成することによって製作されたものでも良い。

樹脂３０は、図１に示すように、エポキシ樹脂等からなり、集積回路素子２０と基体１０との間に充填され、集積回路素子２０の回路形成面（下面）と側面を被覆して、回路形成面（下面）を保護する役割を果たす。

これにより、集積回路素子２０を収容する基体１０に対する集積回路素子２０の取着強度が向上されるとともに、集積回路素子２０の回路形成面（下面）が樹脂３０によって良好に被覆され、回路形成面（下面）の電子回路が大気中の水分等によって腐食されるのを有効に防止することが可能となる。

このような電子デバイス１０１は、後述する方法により製造することができる。
例えば、樹脂３０を充填する圧電デバイス１０１の外形寸法を２５２０タイプ（２．５＊２．０ｍｍ）以下、高さ１．０ｍｍ程度とする。また、樹脂充填用ノズル１５は、樹脂充填用ノズルＪのノズル径Ｄ１（図１参照）を直径０．４５ｍｍ程度、ノズル先端部分のノズル径Ｄ２（図１参照）を０．２３ｍｍ程度とする。
これにより、２５２０タイプ（２．５＊２．０ｍｍ）圧電デバイス１０１の集積回路素子２０のチップサイズは１．４＊１，２ｍｍ程度のため、枠部１２の厚み０．３ｍｍ程度を考慮すると、集積回路素子２０と枠部１２との間隔Ｗ（図１参照）は０．１ｍｍ程度となり、樹脂充填用ノズルＪを集積回路素子２０と枠部１２との間に入れるのは不可能な状態となる。

したがって、前記の２５２０タイプ（２．５＊２．０ｍｍ）以下の小型の圧電デバイス１０１においては、樹脂３０の充填を集積回路素子２０の上面から部分的に行うことになる。その際、図１に示すように集積回路素子２０の基部１１側と対向する面に側面まで伸びる溝部２１を４方向に設けたことで、充填される樹脂３０が集積回路素子２０の上面から側面に伝わり溝部２１へ達する。この溝部２１に案内されるように樹脂３０が集積回路素子２０と基体１０との間に入り込む。これにより、樹脂３０の充填を容易かつ確実に行うことができる。

この電子デバイス１０１は、枠部１２の上面に設けた電極パッド１６に、例えば、圧電振動子ＡＳを接続することで圧電発振器ＡＨ（図３参照）として用いることができる。

この圧電振動子ＡＳは、例えば、振動子基部ＳＫと振動子枠部ＳＹとでキャビティＳＣが設けられた振動子基体ＳＢと、このキャビティＳＣ内に設けられる圧電振動素子ＳＳと、キャビティＳＣを塞いで気密封止する蓋体ＳＦとから構成されている。
振動子基部ＳＫの振動子枠部ＳＹが設けられる側の主面に圧電振動素子ＳＳの振動電極（不図示）に接続される一対の搭載パッドＳＰ等が設けられ、他方の主面には電子デバイスの枠部１２に設けられた接続用パッド１６に接続される複数個の接続用端子ＳＴがそれぞれ設けられている。これらの搭載パッドＳＰや接続用端子ＳＴは振動子基体ＳＫ表面の配線パターンや振動子基体ＳＫ内部に埋設されているビアホール等（図示せず）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。

このように、従来の電子デバイスでは樹脂の充填に手間がかかってしまい、その後に行われる工程までに時間を要していたが、本発明の第一の実施形態に係る電子デバイス１０１であれば、樹脂３０の充填を容易に行うことができるため、例えば、圧電発振器ＡＨを製造する場合に、圧電振動子ＡＳの接続に至るまでの時間を短縮することができる。
したがって、電子デバイス１０１の生産性を向上させつつも、その後に行われる種々部品を接続・搭載工程や基板への実装等の着手を早めることができるため、各種デバイスの生産性を向上させることもできる。

（第二の実施形態）
図４は、本発明の第二の実施形態に係る電子デバイスの一例を示す部分断面図である。
次に本発明の第二の実施形態に係る電子デバイスについて説明する。
図４に示すように、この電子デバイス１０２は、集積回路素子２０において、溝部２１を形成する主面側とは反対側の主面側であって、外周縁部２３が所定の半径でＲ加工されている点で第一の実施形態と異なる。
このように、外周縁部２３がＲ加工されていることで集積回路素子２０の上面側から充填する樹脂３０をよりスムーズに集積回路素子２０の側面の溝部２１へ誘導することができる。

（第三の実施形態）
本発明の第三の実施形態に係る電子デバイスの一例を示す部分断面図である。
次に本発明の第三の実施形態に係る電子デバイスについて説明する。
図５に示すように、この電子デバイス１０３は、基部１１と対向する主面側と反対側の主面側であって、外周縁部２３を所定の半径でＲ加工されている点で第一の実施形態と異なる。
このように、外周縁部２３がＲ加工されていることで集積回路素子２０の上面側から充填する樹脂３０をよりスムーズに集積回路素子２０の側面へ誘導することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態には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が可能である。
例えば、第一の実施形態に係る電子デバイス１０１においては、溝部２１の形状をＵ字形状としているがこれに限られるものではなく、Ｖ字型、Ｗ型、断面視多角形状、円弧状等としても構わない。この場合も本発明の技術的範囲に含まれることは言うまでも無い。

また、例えば、図５においては、集積回路素子２０と圧電振動素子ＳＳを別々の基体１０、ＳＢに形成し、上下に積み重ねた構造（所謂、親亀子亀構造）としていたが、集積回路素子２０と圧電振動素子ＳＳと基体の上下面に配置した構造（所謂Ｈ型構造）に用いても構わない。

本発明の第一の実施形態に係る圧電デバイスの一例を示す断面図である。集積回路素子の一例を示す斜視図である。本発明の第一の実施形態に係る電子デバイスに圧電振動子を接続した一例を示す断面図である。本発明の第二の実施形態に係る電子デバイスの一例を示す部分断面図である。本発明の第三の実施形態に係る電子デバイスの一例を示す部分断面図である。従来の圧電デバイスを含めた圧電発振器を示す断面図である。

符号の説明

１０１電子デバイス
１０基体
１１基部
１２枠部
１３キャビティ
２０集積回路素子
２１溝部
２３外周縁部
Ｂバンプ
３０樹脂
Ｊ樹脂充填用ノズル

Claims

基部とこの基部の主面に設けられる枠部とでキャビティが形成される基体と、
前記キャビティ内に設けられる集積回路素子と、
前記基部と前記集積回路素子との間に充填される樹脂とから構成される電子デバイスであって、
前記集積回路素子の前記基部側と対向する面に側面まで伸びる溝部を４方向に設けたことを特徴とする電子デバイス。
前記各溝部が、前記集積回路素子の前記基部側と対向する面の中心で連通し、
前記各溝部が中心から側面に向かうにつれて前記基部の主面から離れるように傾斜がつけられていることを特徴とする請求項１に記載の電子デバイス。
前記集積回路素子の前記溝部を形成される面とは反対側の面において、当該面の外周縁部がＲ加工されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電子デバイス。
基部とこの基部の主面に設けられる枠部とでキャビティが形成される基体と、
前記キャビティ内に設けられる集積回路素子と、
前記基部と前記集積回路素子との間に充填される樹脂とから構成される電子デバイスであって、
前記集積回路素子の前記溝部を形成される面とは反対側の面において、当該面の外周縁部がＲ加工されていることを特徴とする電子デバイス。