JP2007184806A - Piezoelectric device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子機器または通信機器に用いられる表面実装型の圧電デバイスに関する。 The present invention relates to a surface-mount type piezoelectric device used for electronic equipment or communication equipment.
近年、電子機器や通信機器の携帯性向上の要求から、機器の小型化が急速に進んでいる。このため、これらに用いられる水晶発振器などの圧電デバイスにもさらなる小型化・低背化が要求されている。
この圧電デバイスの小型化・低背化に対応した例として、特許文献1に示すような構造が知られている。この特許文献1では、圧電素子をセラミックパッケージ(収容器)内に気密封止し、セラミックパッケージの下面にIC(集積回路素子)をセラミックパッケージの辺とICの辺を略平行に配置してフェイスダウンボンディングしている。さらに、外部との接続のために、セラミックパッケージのIC実装面と同じ面に半田ボールを設けて外部接続端子としている。
In recent years, downsizing of devices is rapidly progressing due to demands for improving portability of electronic devices and communication devices. For this reason, piezoelectric devices such as crystal oscillators used in these devices are required to be further reduced in size and height.
As an example corresponding to the reduction in size and height of the piezoelectric device, a structure as shown in Patent Document 1 is known. In this patent document, a piezoelectric element is hermetically sealed in a ceramic package (container), and an IC (integrated circuit element) is arranged on the lower surface of the ceramic package so that the sides of the ceramic package and the IC are substantially parallel. Down bonding. Further, for connection with the outside, solder balls are provided on the same surface as the IC mounting surface of the ceramic package to form external connection terminals.
しかしながら、上記従来の圧電デバイスの構造において、さらなる圧電デバイスの小型化を図るにあたり、ICの大きさを変えないとすると、ICの大きさがセラミックパッケージの面積に対して相対的に大きな割合を占めるため、外部接続端子を設けるスペースが小さくなる問題がある。つまり、外部接続端子が小さくなり、圧電デバイスを外部基板に実装した場合、外部基板との接合強度が小さくなるという不具合が生じていた。 However, in the structure of the conventional piezoelectric device, if the size of the IC is not changed in order to further reduce the size of the piezoelectric device, the size of the IC occupies a relatively large ratio with respect to the area of the ceramic package. Therefore, there is a problem that a space for providing the external connection terminal is reduced. That is, when the external connection terminal is small and the piezoelectric device is mounted on the external substrate, there is a problem that the bonding strength with the external substrate is small.
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は小型化を図り、外部接続端子を設けるスペースを確保できる圧電デバイスを提供することにある。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a piezoelectric device that can be downsized and can secure a space for providing external connection terminals.
上記課題を解決するために、本発明の圧電デバイスは、収容器の内部に圧電素子が収容され、その内部を気密に封止された圧電素子パッケージと、前記圧電素子パッケージの外表面に接続された集積回路素子と、を備え、前記集積回路素子の各角部が前記圧電素子パッケージの外周の各辺と向かい合うように配置され、かつ前記圧電素子パッケージの外表面に形成された電極パッドと前記集積回路素子の能動面に形成された接続端子とが接続され、前記集積回路素子が接続された前記圧電素子パッケージの面の少なくとも4隅に外部接続端子が形成されていることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a piezoelectric device according to the present invention is connected to a piezoelectric element package in which a piezoelectric element is housed and hermetically sealed, and an outer surface of the piezoelectric element package. An integrated circuit element, wherein each corner of the integrated circuit element is arranged to face each side of the outer periphery of the piezoelectric element package, and the electrode pad formed on the outer surface of the piezoelectric element package; A connection terminal formed on an active surface of the integrated circuit element is connected, and external connection terminals are formed in at least four corners of the surface of the piezoelectric element package to which the integrated circuit element is connected.
この構成によれば、集積回路素子の各角部が圧電素子パッケージの外周の各辺と向かい合うように配置されていることから、圧電素子パッケージの4隅に略三角形のスペースが生じ、このスペースを利用して外部接続端子を充分な大きさを確保して形成することができる。このことから、小型化された圧電素子パッケージの面積に対して相対的に大きな割合を占める集積回路素子を用いても、外部接続端子を形成する充分なスペースが確保でき、外部基板に実装した場合、外部基板との接合強度を確保できる圧電デバイスを提供できる。 According to this configuration, since each corner of the integrated circuit element is disposed so as to face each side of the outer periphery of the piezoelectric element package, substantially triangular spaces are generated at the four corners of the piezoelectric element package. By utilizing this, the external connection terminal can be formed with a sufficient size. Therefore, even when using an integrated circuit element that occupies a relatively large proportion of the area of the miniaturized piezoelectric element package, a sufficient space for forming the external connection terminal can be secured and mounted on an external substrate. In addition, it is possible to provide a piezoelectric device that can ensure bonding strength with an external substrate.
また、本発明の圧電デバイスは、前記外部接続端子が金属柱状部材から構成されていることが望ましい。 In the piezoelectric device of the present invention, it is preferable that the external connection terminal is composed of a metal columnar member.
このように、外部接続端子として金属ボールなどの金属柱状部材を用いれば、圧電素子パッケージに接続された集積回路素子の厚みを超える端子を容易に形成することができ、製造コストを低減することができる。 Thus, if a metal columnar member such as a metal ball is used as the external connection terminal, a terminal exceeding the thickness of the integrated circuit element connected to the piezoelectric element package can be easily formed, and the manufacturing cost can be reduced. it can.
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。本実施形態では圧電デバイスとして水晶発振器を例にとり説明する。
(実施形態)
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, a crystal oscillator will be described as an example of a piezoelectric device.
(Embodiment)
図1は本実施形態における水晶発振器の構成を示し、図1(a)は模式平面図、図1(b)は模式部分断面図、図1(c)は模式底面図である。
水晶発振器1は、圧電素子としての水晶振動片12を収容した水晶振動子パッケージ10と集積回路素子20を備えている。水晶振動子パッケージ10には、収容器としてのセラミックパッケージ11の凹部に水晶振動片12が収容され、Agペーストなどの導電性接着剤14にて固定されている。また、セラミックパッケージ11の底面には複数の電極パッド16が設けられ、この内の所定の電極パッド16は、セラミックパッケージ11内の配線(図示せず)により、前述した導電性接着剤14を介して水晶振動片12に形成された励振電極13に導通するように構成されている。さらに、セラミックパッケージ11の上部には蓋体15が設けられ、水晶振動片12が収容された凹部の空間を減圧雰囲気あるいは不活性ガス雰囲気に保って、気密に封止されている。
1A and 1B show a configuration of a crystal oscillator according to the present embodiment. FIG. 1A is a schematic plan view, FIG. 1B is a schematic partial sectional view, and FIG. 1C is a schematic bottom view.
The crystal oscillator 1 includes a
また、ICなどの集積回路素子20における一方の面には回路素子が形成され、この面に電極パッド(図示せず)が形成され、この電極パッド上には接続端子としてAuなどの金属からなるバンプ21が形成されている。そして、このバンプ21と水晶振動子パッケージ10の電極パッド16とが接続され、集積回路素子20が水晶振動子パッケージ10の底面に、いわゆるフェイスダウンボンディングされている。
In addition, a circuit element is formed on one surface of the
ここで集積回路素子20は、その各角部が水晶振動子パッケージ10における外周の各辺の略中央部と向かい合うように配置されている。
なお、この集積回路素子20には、水晶振動片12を励振させる発振回路、場合によりPLL回路、温度補償回路、記憶回路などを含んでいる。
さらに、水晶振動子パッケージ10の底面の4隅には電極パッド17が設けられ、その上に金属柱状部材として半田ボールなどの金属ボールで形成した外部接続端子30が形成されている。
この金属ボールは、水晶振動子パッケージ10の底面にフェイスダウンボンディングされた集積回路素子20の高さ(厚さ)よりも高くなるように形成されている。
Here, the
The
Furthermore,
This metal ball is formed to be higher than the height (thickness) of the
以上の構成の水晶発振器1は、集積回路素子20に備えられた発振回路により水晶振動片12が励振され、所定の外部接続端子30から所望の周波数信号を出力する。
In the crystal oscillator 1 having the above configuration, the
この実施形態の水晶発振器1によれば、集積回路素子20の各角部が水晶振動子パッケージ10の外周の各辺と向かい合うように配置されていることから、水晶振動子パッケージ10の4隅に略三角形のスペースが生じ、このスペースを利用して外部接続端子30を充分な大きさを確保して形成することができる。このことから、小型化された水晶振動子パッケージ10の面積に対して相対的に大きな割合を占める集積回路素子20を用いても、外部接続端子30を形成する充分なスペースが確保でき、外部基板に実装した場合、基板との接合強度を確保できる水晶発振器1を提供できる。
(変形例)
According to the crystal oscillator 1 of this embodiment, each corner portion of the
(Modification)
次に、上記実施形態の変形例における集積回路素子の他の配置について説明する。
図2は変形例における集積回路素子の配置を示す模式底面図である。
本変形例では集積回路素子20の各角部が、水晶振動子パッケージ10における外周の各辺の中央部からはずれて向かい合うように配置されている。
集積回路素子20の配置は、水晶振動子パッケージ10の4隅に外部接続端子30を充分な大きさで形成できるスペースを確保でき、かつ集積回路素子20と外部接続端子30が短絡しない範囲であれば、どのように配置してもよい。
Next, another arrangement of the integrated circuit element in the modified example of the above embodiment will be described.
FIG. 2 is a schematic bottom view showing the arrangement of integrated circuit elements in a modified example.
In this modification, the corners of the
The arrangement of the
このように集積回路素子20を水晶振動子パッケージ10に配置しても、水晶振動子パッケージ10の4隅に略三角形のスペースが生じ、このスペースを利用して外部接続端子30を充分な大きさを確保して形成することができ、本実施形態と同様な効果を得ることができる。
Even when the
なお、上記実施形態において、集積回路素子20と水晶振動子パッケージ10の接続を行った後に、それらの隙間にアンダーフィル(絶縁性樹脂)を充填して加熱硬化させ、集積回路素子20と水晶振動子パッケージ10の接続強度の向上および、集積回路素子20の保護を行っても良い。
In the above embodiment, after the
以上、上記実施形態では、水晶振動子を用いた水晶発振器を例に挙げ説明を行ったが、圧電素子の材料として水晶に限らず、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウムなどの圧電材料を用いた圧電振動子としても良い。
また、圧電素子として水晶振動片などの圧電振動子に代えてSAW(弾性表面波)素子、振動ジャイロ素子などを用いるSAW発振器、振動ジャイロセンサなどにおいても利用が可能であり、同様の効果を享受することができる。
As described above, in the above-described embodiment, the crystal oscillator using the crystal resonator has been described as an example. However, the piezoelectric element is not limited to the crystal, but a piezoelectric material using a piezoelectric material such as lithium tantalate or lithium niobate. A vibrator may be used.
In addition, the piezoelectric element can be used in a SAW oscillator using a SAW (surface acoustic wave) element, a vibration gyro element or the like instead of a piezoelectric vibrator such as a crystal vibrating piece, and a vibration gyro sensor. can do.
1…圧電デバイスとしての水晶発振器、10…圧電素子パッケージとしての水晶振動子パッケージ、11…収容器としてのセラミックパッケージ、12…水晶振動片、15…蓋体、16,17…電極パッド、20…集積回路素子、21…接続端子としてのバンプ、30…外部接続端子。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Crystal oscillator as a piezoelectric device, 10 ... Quartz crystal resonator package as a piezoelectric element package, 11 ... Ceramic package as a container, 12 ... Crystal vibrating piece, 15 ... Lid, 16, 17 ... Electrode pad, 20 ... Integrated circuit element, 21... Bump as connection terminal, 30... External connection terminal.
Claims (2)
前記圧電素子パッケージの外表面に接続された集積回路素子と、を備え、
前記集積回路素子の各角部が前記圧電素子パッケージの外周の各辺と向かい合うように配置され、かつ前記圧電素子パッケージの外表面に形成された電極パッドと前記集積回路素子の能動面に形成された接続端子とが接続され、
前記集積回路素子が接続された前記圧電素子パッケージの面の少なくとも4隅に外部接続端子が形成されていることを特徴とする圧電デバイス。 A piezoelectric element package in which a piezoelectric element is housed and hermetically sealed; and
An integrated circuit element connected to the outer surface of the piezoelectric element package,
Each corner of the integrated circuit element is disposed so as to face each side of the outer periphery of the piezoelectric element package, and is formed on an electrode pad formed on the outer surface of the piezoelectric element package and an active surface of the integrated circuit element. Connected to the
An external connection terminal is formed in at least four corners of the surface of the piezoelectric element package to which the integrated circuit element is connected.
前記外部接続端子が金属柱状部材から構成されていることを特徴とする圧電デバイス。
The piezoelectric device according to claim 1.
The piezoelectric device characterized in that the external connection terminal is composed of a metal columnar member.
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