JP2008035176A

JP2008035176A - 圧電発振器

Info

Publication number: JP2008035176A
Application number: JP2006205974A
Authority: JP
Inventors: Hidekuni Terasono; 英訓寺園
Original assignee: Kyocera Crystal Device Corp
Current assignee: Kyocera Crystal Device Corp
Priority date: 2006-07-28
Filing date: 2006-07-28
Publication date: 2008-02-14

Abstract

【課題】
本発明の目的は、外部環境の影響を受けない小型の発振器を得ることができる圧電発振器を提供することにある。
【解決手段】
実装回路基板に実装する電極端子１９を有し、上部に凹部開口部１５のある収納容器に半導体部品７を実装した第１の容器１０と、圧電素板に励振電極を形成した圧電振動子５を密閉容器に実装した第２の容器１で、第１の容器１０の開口部１５上部に第２の容器１を搭載し、電気的な接続を含めて接合した圧電発振器において、
第１の容器１０の半導体部品７を実装する収納容器周囲に半導体部品７を実装する面から開口部１５に延びる壁部１６を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、携帯用通信機器等の電子機器に用いられる圧電発振器に関するものである。

従来より、携帯用通信機器等の電子機器に圧電発振器が用いられている。

かかる従来の圧電発振器としては、例えば図３に示す如く、内部に図中には示されていないが、圧電振動子が収容されている第２の容器２３を、キャビティ部２５内に前記の圧電振動子の振動に基づいて発振出力を制御する半導体部品２６やコンデンサ等の電子部品素子が収容されている第１の容器２１上に取着させた構造のものが知られており、かかる圧電発振器をマザーボード等の実装回路基板上に載置させた上、第１の容器２１の下面に設けられている外部端子を実装回路基板の配線に半田接合することにより実装回路基板上に実装される。

なお、第２の容器２３や第１の容器２１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、前記半導体部品２６の内部には、圧電振動子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発振器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、圧電発振器を組み立てた後、上述の温度補償データを半導体部品２６のメモリ内に格納すべく、第１の容器２１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２７が設けられていた。この書込制御端子２７に温度補償データ書込装置のプローブ針を当てて半導体部品２６内のメモリに温度補償データを入力することにより、温度補償データが半導体部品２６のメモリ内に格納される。
特開２００４−１２９０９０号公報

なお、出願人は前記した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を、本件出願時までに発見するに至らなかった。

しかしながら、上述した従来の圧電発振器の半導体部品２６が第１の容器２１の凹状の開口部に配置させてある場合、第２の容器２３と第１の容器２１との接合面の隙間から、外部の絶縁性保護のために用いるフィル樹脂等の不要物が浸入し、圧電発振器の発振周波数の変動が生じるという欠点を有していた。

本発明は上記欠点に鑑み考え出されたものであり、従ってその目的は、外部環境の影響を受けない発振周波数の安定した発振特性を得ることができる圧電発振器を提供することにある。

本発明の圧電発振器は、実装回路基板に実装する電極端子を有し、上部に凹部開口部のある収納容器に半導体部品を実装した第１の容器と、圧電素板に励振電極を形成した圧電振動子を密閉容器に実装した第２の容器で、前記第１の容器の開口部上部に前記第２の容器を搭載し、電気的な接続を含めて接合した圧電発振器において、前記第１の容器の半導体部品を実装する前記収納容器周囲に前記半導体部品を実装する面から前記開口部に延びる壁部を設けたことを特徴とする。

本発明の圧電発振器によれば、実装回路基板に実装する電極端子を有し、上部に凹部開口部のある収納容器に半導体部品を実装した第１の容器と、圧電素板に励振電極を形成した圧電振動子を密閉容器に実装した第２の容器で、前記第１の容器の開口部上部に前記第２の容器を搭載し、電気的な接続を含めて接合した圧電発振器において、前記第１の容器の半導体部品を実装する前記収納容器周囲に前記半導体部品を実装する面から前記開口部に延びる壁部を設けたことから、外部からの不要物の浸入を収容容器周囲の壁部で遮断できるので、半導体部品への外部からの不要物の浸入による圧電発振器の発振周波数の変動を抑えることが可能となる。

以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、各図においての同一の符号は同じ対象を示すものとする。
図１は本発明の圧電発振器の図２に示すＸ−Ｘ’線断面図であり、図２は絶縁性のセラミックウエハー基板から切断された１個の基板領域を示した開口部１５を有する第１の容器１０の上面図である。図１に示す圧電発振器は、半導体部品７を収容する開口部１５を有する第１の容器１０の下面に電極端子１９が設けられ、半導体部品７を収容する開口部１５を有する第１の容器１０の上面には半導体部品７が搭載されている。

また、半導体部品７を収容する開口部１５を有する第１の容器１０の開口部１５を囲う側面には枠壁部１３、枠壁部１３の外側面には複数個の書込制御端子１１が形成されている。また、図１に示すように枠壁部１３の上面には、圧電振動子５が収容されている第２の容器１を載置して固定した構造を有している。また、本発明の圧電発振器においては、第１の容器１０の半導体部品７を実装する収納容器周囲に壁部１６が、枠壁部１３の上面に溝部２０が形成されている。

図１において前記第２の容器１は、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成る基板２と、基板２と同様のセラミック材料から成る側壁３、４２アロイやコバール，リン青銅等の金属から成る蓋体４とから成り、前記基板２の上面に側壁３を取着させ、その上面に蓋体４を載置して固定させることによって第２の容器１が構成され、側壁３の内側に位置する基板２の上面に圧電振動子５が実装されている。

前記第２の容器１は、その内部に、具体的には、基板２の上面と側壁３の内面と蓋体４の下面とで囲まれる空間部内に圧電振動子５を収容して気密封止されており、基板２の上面には圧電振動子５の振動電極に接続される一対の搭載パッド等が、基板２の下面には後述する第１の容器１０上の枠壁部１３に接続される複数個の接続用端子１７がそれぞれ設けられ、これらのパッドや端子は基板２表面の配線パターンや基板内部に埋設されているビアホール等を介して、対応するもの同士、相互に電気的に接続されている。

一方、前記第２の容器１の内部に収容される圧電振動子５は、所定の結晶軸でカットした圧電素板の両主面に一対の振動電極を被着・形成して成り、外部からの電圧が一対の振動電極を介して圧電素板に印加されると、所定の周波数で厚みすべり振動を起こす。

ここで第２の容器１の蓋体４を第２の容器１の接続用端子１７や第１の容器１０の接続用端子１８を介して後述するグランド端子用の電極端子１９に接続させておけば、その使用時に、金属から成る蓋体４が基準電位に接続されてシールド機能が付与されることと成るため、圧電振動子５や半導体部品７を外部からの不要な電気的作用から良好に保護することができる。従って、第２の容器１の蓋体４は第２の容器１の接続用端子１７や第１の容器１０の接続用端子１８を介してグランド端子用の電極端子１９に接続させておくことが好ましい。

そして、上述した第２の容器１が取着される半導体部品７を収容する開口部１５を有する第１の容器１０は概略矩形状を成しており、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平板状を成すように形成されている。

前記半導体部品７を収容する開口部１５を有する第１の容器１０は、基板領域の下面の四隅部に４つの電極端子１９（電源電圧端子、グランド端子、発振出力端子、発振制御端子）が形成され、上面の四隅部を囲む周縁には枠壁部１３が、また上面の中央域にはフリップチップ型の半導体部品７が、更に四隅部間の枠壁部１３の外側側面には書込制御端子１１が設けられている。

前記半導体部品７を収容する開口部１５を有する第１の容器１０の下面に設けられている４つの電極端子１９は、圧電発振器をマザーボード等の実装回路基板に接続するための端子として機能するものであり、圧電発振器を実装回路基板上に搭載する際、実装回路基板の回路配線と半田等の導電性接合材を介して電気的に接続されるように成っている。

また、前記半導体部品７を収容する開口部１５を有する第１の容器１０の上面に設けられる枠壁部１３は、半導体部品７を収容する開口部１５を有する第１の容器１０と第２の容器１との間に、半導体部品７を配置させるのに必要な所定の間隔を確保しつつ、半導体部品７を収容する開口部１５を有する第１の容器１０の接続用端子１８を第２の容器１の接続用端子１７に接続するためのものである。

更に、上述した半導体部品７を収容する開口部１５を有する第１の容器１０の中央域には、複数個の電極パッドが設けられており、これら電極パッドに半導体部品７の接続パッドをＡｕバンプや半田、異方性導電接着材等の導電性接合材８を介して電気的、及び機械的に接続させることによって半導体部品７が開口部１５を有する第１の容器１０上の所定位置に取着される。

前記の半導体部品７は、その回路形成面（下面）に、周囲の温度状態を検知するサーミスタといった感温素子、圧電振動子５の温度特性を補償する温度補償データを格納するメモリ、メモリ内の温度補償データに基づいて圧電振動子５の振動特性を温度変化に応じて補正する温度補償回路、先の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ており、この発振回路で生成された発振出力は、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。

ここで、本発明の特徴部分は図１、図２に示すように、実装回路基板に実装する電極端子１９を有し、上部に凹部開口部１５のある収納容器に半導体部品７を実装した第１の容器１０と、圧電素板に励振電極を形成した圧電振動子５を密閉容器に実装した第２の容器１で、第１の容器１０の開口部１５上部に第２の容器１を搭載し、電気的な接続を含めて接合した圧電発振器において、第１の容器１０の半導体部品７を実装する収納容器周囲に半導体部品７を実装する面から開口部１５に延びる壁部１６を設けたことから、外部からの不要物の浸入（図１矢印部、周囲からの浸入）を収容容器周囲の壁部１６で遮断できるので、半導体部品７への外部からの不要物の浸入による圧電発振器の発振周波数の変動を抑えることが可能となる。

なお、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。

本発明の実施形態にかかる圧電発振器の概略の断面図である。本発明の実施形態にかかる圧電発振器の開口部を有する第１の容器の上面図である。従来の圧電発振器の概略の斜視図である。

符号の説明

１・・・第２の容器
２・・・基板
３・・・側壁
４・・・蓋体
５・・・圧電振動子
７・・・半導体部品
８・・・導電性接合材
１０・・・第１の容器
１１・・・書込制御端子
１３・・・枠壁部
１５・・・開口部
１６・・・壁部
１７・・・第２の容器の接続用端子
１８・・・第１の容器の接続用端子
２０・・・溝部

Claims

実装回路基板に実装する電極端子を有し、上部に凹部開口部のある収納容器に半導体部品を実装した第１の容器と、圧電素板に励振電極を形成した圧電振動子を密閉容器に実装した第２の容器で、前記第１の容器の開口部上部に前記第２の容器を搭載し、電気的な接続を含めて接合した圧電発振器において、
前記第１の容器の半導体部品を実装する前記収納容器周囲に前記半導体部品を実装する面から前記開口部に延びる壁部を設けたことを特徴とする圧電発振器。