JP2008182767A - 水晶発振器 - Google Patents

Abstract

【課題】ＩＣ素子の接合信頼性に優れ、全体構造の小型化にも対応することができる水晶発振器を提供する。
【解決手段】水晶振動素子を収容した容器体と、前記容器体の下面に一対の脚部を介して配置された実装用基体と、前記容器体及び前記実装用基体の間に設けられ、前記脚部の存在しない方向に開口する素子収納領域と、前記素子収納領域に、一対の側面を前記脚部に対向させた状態で収納されるＩＣ素子と、を備えた水晶発振器。
【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水晶発振器に関するものである。

従来、携帯用通信機器等の電子機器に温度補償水晶発振器が用いられている。

かかる従来の温度補償水晶発振器としては、例えば特開２０００―２７８０４７号公報（下記、特許文献１）に記載されているように、下面に複数個の外部端子が被着されている平板状基板の上面に、内部に水晶振動素子が収容されており、下面側に取付けられた枠状基体が取付けられている容器体を接合させるとともに、前記枠状基体の内壁面と容器体の下面とで囲まれるキャビティ部に前記水晶振動素子の振動に基づいて発振出力を制御するＩＣ素子を配設し、これらのＩＣ素子を前記容器体の下面に搭載した構造のものが知られている。

尚、前記容器体は、その内部に収容されている水晶振動素子を大気と遮断して気密封止するためのものであり、電気絶縁性材料から成る基板の上面にシールリングを、該シールリングの内側に水晶振動素子をそれぞれ取着させ、前記シールリングの上面に金属製の蓋体をシーム溶接（抵抗溶接）等で接合することによって水晶振動素子が収容されている空間を気密封止している。

また、このような容器体の基板や上述した枠状基体は、通常、ガラス−セラミック等のセラミック材料によって一体的に形成されており、その内部及び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って製作されていた。

また、ＩＣ素子の実装領域には、例えば特開２００１−２９１７４２号公報（下記、特許文献２）に記載されているように、例えばＩＣ素子の各電極と接続する複数の電極パッドは、例えば２列で、一方の列に５つの電極パッド、もう一.方の列に６つの電極パッドが配置されていた。
特開２０００―２７８０４７号公報 特開２００１―２９１７４２号公報（図１、図３、図４）

ＩＣ素子は、複数個の接続パッドを有したフリップチップ型のＩＣ素子が用いられており、かかるフリップチップ型のＩＣ素子を実装用基体の下面に搭載する場合は、ＩＣ素子の実装領域の電極パッドに半田などの導電性接合部材を介して、接続パッドに対応する電極パッドに当接させた上、半田等の導電性接合部材を高温で加熱・溶融させることによってＩＣ素子を実装用基体に電気的・機械的に接続させていた。

しかし、上述した温度補償水晶発振器において、その平面形状が７ｍｍ×５ｍｍ、５ｍｍ×３ｍｍ、さらに、３ｍｍ×２ｍｍと小型化され、それに伴いＩＣ素子の小型化が強く求められる。その結果、ＩＣ素子の実装領域が小さくなり、各電極パッドの間隔も狭くしなくてはならず、接合信頼性が低下して、さらに、電極パッドに接続する引き回し配線導体の自由度が制約を受けてしまうという問題があった。

また、温度補償水晶発振器では、水晶振動素子の固有温度特性に応じて、ＩＣ素子の発振制御により発振出力を平坦化させるために、ＩＣ素子を実装する前に、予め水晶振動素子の固有の温度特性を測定しておく必要がある。この電極パッドの小型化によってこの測定を行うことも困難となり、生産性が大きく低下してしまう。

本発明は上述した課題に鑑み案出されたもので、その目的は、ＩＣ素子の接合信頼性を維持・向上させ、かつ発振器全体を小型化にすることができる温度補償水晶発振器を提供することにある。

本発明の水晶発振器は、水晶振動素子を収容した容器体と、前記容器体の下面に一対の脚部を介して配置された実装用基体と、前記容器体及び前記実装用基体の間に設けられ、前記脚部の存在しない方向に開口する素子収納領域と、前記素子収納領域に、一対の側面を前記脚部に対向させた状態で収納されるＩＣ素子と、を備えている。

また、本発明の水晶発振器は、前記一対の脚部が、前記ＩＣ素子の両側に該ＩＣ素子と離間して配置されていることを特徴とする。

また、本発明の水晶発振器は、前記容器体内に前記水晶振動子の一端を保持する保持部が形成されており、該保持部が形成された側の前記容器体の端部に、前記脚部の一方が設けられていることを特徴とする。

また、本発明の水晶発振器は、前記容器体の下面に、表面実装用外部端子が形成されており、前記実装用基体のＩＣ素子実装領域には、前記水晶振動素子に接続する複数の水晶電極パッド、前記表面実装用外部端子に接続する発振出力電極パッド、グランド電極パッド、電源電圧電極パッド及び前記端子に接続する複数の書き込み制御用電極パッドを含む複数の電極パッドがｍ行×ｎ列（ｍ、ｎは２以上の自然数）の行列状に配置されており、前記ＩＣ素子の一主面に設けられる複数の接続パッドを対応する前記電極パッドに電気的に接続したことを特徴とする。

また、本発明の水晶発振器は、前記電極パッドのうち少なくとも１個が、前記接続パッドに接合されるダミー電極パッドであることを特徴とする。

また、本発明の水晶発振器は、前記複数個の電極パッドは、行方向及び列方向に一定間隔で一直線状に配列し、且つ全ての行と全ての列とが直交するように配置されていることを特徴とする。

また、本発明の水晶発振器は、前記実装用基体は少なくとも２つの絶縁層を積層してなり、該２つの絶縁層間には、前記電極パッドの直下もしくは直上に配置されたビアホール導体と接続する配線導体が介在されていることを特徴とする水晶発振器。

また、本発明の水晶発振器は、前記ＩＣ素子が、半導体素子の一主面上に前記ＩＣ素子の各接続パッドを各電極パッド形成位置に対応させるための再配線層を配設してなることを特徴とする。

また、本発明の水晶発振器は、前記実装用基体は、平板状をなしており、前記容器体の下面には少なくとも前記ＩＣ素子の高さ以上の厚みを有したスペーサ部が設けられていることを特徴とする。

本発明の水晶発振器によれば、水晶発振器の小型化に対応して、ＩＣ素子の小型化をおこなっても、ＩＣ素子の接合信頼性を維持向上させながら、発振器全体の小型化に大きく寄与できる。

以下、本発明の請求項１に対応する温度補償水晶発振器を添付図面に基づいて詳細に説明する。

図１は本発明の一実施形態に係る温度補償水晶発振器の斜視図、図２は図１の温度補償水晶発振器の断面図である。

これらの図に示す温度補償水晶発振器は、内部に水晶振動素子５を収容した容器体１の下面に、ＩＣ素子７を取着させた平板状の実装用基体６が接合された構造を有している。

前記容器体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積層基板２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３と、シールリング３と同様の金属から成る蓋体４とから成り、前記積層基板２の上面にシールリング３を取着させ、その上面に蓋体４を載置・固定させることによって容器体１が構成され、シールリング３の内側に位置する積層基板２の上面に水晶振動素子５が実装される。

前記容器体１は、積層基板２の上面、シールリング３の内面及び蓋体４の下面とで囲まれる空間を有し、この空間内に水晶振動素子５を収容して気密封止している。積層基板２の上面には水晶振動素子５の振動電極に接続される一対の搭載パッド８ａ、８ｂ（尚、８ｂは図には現れない）が形成されている。

また、前記積層基板２は、図２に示すように、その下面側に脚部２ｃ、２ｄを有するものである。この脚部２ｃ、２ｄは、積層基板２と同質の材料によって形成され、脚部２ｃ、２ｄの下面には、複数の容器体側接合電極１３が形成されている。

また、脚部２ｃ、２ｄを含む積層基板２の内部には、第１のビアホール導体９ａ、第５のビアホール導体９ｆ及び配線導体９ｂを有している。

尚、前記容器体１の積層基板２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搭載パッド８ａ、８ｂや配線導体９ｂ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、第１のビアホール導体９ａ、第５のビアホール導体９ｆとなる導体が形成され、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。

また前記容器体１のシールリング３及び蓋体４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３を積層基板２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５を導電性接合部材１６を用いて積層基板２の上面に実装・固定した後、水晶振動素子５の初期周波数調整を行なった後、所定雰囲気にして上述の蓋体４を従来周知の抵抗溶接等によってシールリング３の上面に接合することによって容器体１が組み立てられるこのようにシールリング３と蓋体４とを抵抗溶接によって接合する場合、シールリング３や蓋体４の表面には予めＮｉメッキ層やＡｕメッキ層等を被着させておく。

また、容器体１の内部に収容される水晶振動素子５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、所定の周波数で振動を起こす。水晶振動素子５は、一対の振動電極を導電性接合部材１６を介して積層基板２上面の搭載パッド８ａ、８ｂ（図面では、８を付している）に電気的に接続させることによって積層基板２の上面に搭載され、これによって水晶振動素子５と容器体１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１の金属製蓋体４を容器体１の積層基板２や実装用基体６の各電極、配線導体を介して後述するグランド端子用の外部端子１４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、水晶振動素子５や後述するＩＣ素子７を外部からの不要な電磁ノイズから保護することができる。

次に、実装用基体６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６ａ、６ｂを積層してなり、実装用基体６の内部には、第１のビアホール導体９ａ、第５のビアホール導体９ｆ及び配線導体９ｂを有しており、第４のビアホール導体９ｅ、第２のビアホール導体９ｃ、第３のビアホール導体９ｄ及び配線導体９ｂを有する。

この実装用基体６をガラス−セラミック等のセラミック材料から形成する場合には、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配線導体９ｂ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、第４のビアホール導体９ｅ、第２のビアホール導体９ｃ、第３のビアホール導体９ｄとなる導体が形成され、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、実装用基体６上面中央には、前記容器体１の脚部２ｃ、２ｄの間に配されるＩＣ素子７の接続パッド１１に接続される複数個の電極パッド１０が形成されている。すなわち、前記脚部２ｃ、２ｄは、それによって出来た容器体１の凹部底面と実装用基体６の上面との間にＩＣ素子７を実装させるための空間を確保するスペーサとして機能するものである。

実装用基体６の上面のＩＣ素子７が実装される領域には、図３（a）に示すように、ＩＣ素子７の接続パッド１１に半田などの導電性接合部材１７を介して接続する２つ水晶電極パッド１０ｄ、１０ｆ、発振出力電極パッド１０ａ、グランド電極パッド１０ｈ、電源電圧電極パッド１０ｃ、発振制御電極パッド１０ｉ及び少なくもと２以上の書き込み制御用電極パッド１０ｂ、１０ｅ、１０ｇ（全体で符号１０を付す）が、例えば３行３例となる行列状に配置されている。そして、ＩＣ素子７の接続パッド１１と該各電極パッド１０とが半田バンプで接続される場合には、接続パッド１１の電極形状が、それに対応する電極パッド１０を包含する形状、即ち、若干大きく形成しておくことが望ましい。このようにすると、接続パッド１１に半田ボールを形成しても、ボール落ちなどがなく、また、ＩＣ素子が若干位置ずれしても、隣接しあう導電性接合部材１７との短絡を回避できる。

ここで、縦横に、すなわちｍ行×ｎ列（ｍ、ｎは２以上の自然数）の行列状に配置された複数の電極パッド１０において、それぞれの行または列に配置される電極パッド１０は、図３（a）に示すような正規な行列状の配置ではなく、図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示すような配置にしても良い。すなわち、２以上の電極パッド１０が直線状に配置されている場合には、１行または１列であるものとみなす。たとえばＩＣ素子７の実装領域に複数個の電極パッド１０が図３（ｂ）に示すように配置されている場合、各電極パッド１０の配列は３×２の行列状の配置となり、また、図３（ｃ）に示すような場合には、各電極パッド１０の配列は３×４の行列状の配置となる。

なお、上述のように、温度補償水晶発振の動作のために８つの電極パッドが必要とする場合、電極パッド全体を３×３の行列状に配列させるために、１つダミー電極パッドを設ける。また、書き込み制御用電極パッド１０の増加によって、電極パッド数の全体が増える場合、ダミー電極パッドを含めて，３×４の行列状に配列させたり、４×４の行列状に配列させたり、４×５の行列状に配列させる。

また、実装用基体６の内部には、図４に示すように、配線導体９ｂと、配線導体９ｂに接続し、実装用基体６の下方に延びる第４のビアホール導体９ｅと、この配線導体９ｂから上方に延びる第２のビアホール導体９ｃ及び第３のビアホール導体９ｄが形成されている。これらの配線導体９ｂや第１乃至第３のビアホール導体９ａ、９ｃ、９ｄは、通常の実装用基体６の製造方法によって形成される。

他方、積層基板２の内部には、配線導体９ｂと、配線導体９ｂに接続し、積層基板２の上方に延びる第１のビアホール導体９ａと、この配線導体９ｂから下方に延びる第５のビアホール導体９ｆとが形成されている。これらの配線導体９ｂや第４乃至第５のビアホール導体９ｅ、９ｆは、通常の積層基板２の製造方法によって形成される。

第４のビアホール導体９ｅは、外部端子１４と所定配線導体９ｂとを接続するものである。

第５のビアホール導体９ｆは、積層基板２の下面の容器体側接合電極１３と所定配線導体９ｂとを接続するものである。

ここで、第１のビアホール導体９ａは、積層基板２の上面に位置する水晶振動素子５が接続される搭載パッド８と所定配線導体９ｂとを接続するものである。また、同様に、グランド電位となる配線導体９とシールリング３とを接続するものである。

第２のビアホール導体９ｃは、実装用基体６の上面の各電極パッド１０と所定配線導体９ｂと接続するものである。

また、第３のビアホール導体９ｄは、実装用基体６の上面の実装用基体側接合電極１２と所定配線導体９ｂと接続するものである。

従って、水晶電極パッド１０ｄ、１０ｆは、図７の分解図のように、第２のビアホール導体９ｃ、配線導体９ｂ、第３のビアホール導体９ｄ、実装用基体側接合電極１２、容器体側接合電極１３、第５のビアホール導体９ｆ、配線導体９ｂ、第１のビアホール導体９ａを介して水晶振動素子５の搭載パッド８に接続している。また、第２のビアホール導体９ｃ、配線導体９ｂ、第３のビアホール導体９ｄを介して実装用基体側接合電極１２に接続している。

また、発振出力電極パッド１０ａは、図８の分解図の右側のように、第２のビアホール導体９ｃ、配線導体９ｂ、第３のビアホール導体９ｄを介して実装用基体側接合電極１２に接続している。

グランド電極パッド１０ｈは、図８の分解図の左側のように第２のビアホール導体９ｃ、配線導体９ｂ、第３のビアホール導体９ｄを介して実装用基体側接合電極１２に接続している。同時に、この実装用基体側接合電極１２は、容器体側接合電極１３、第５のビアホール導体９ｆ、第１のビアホール導体９ａを介してシールリング３に接続している。

また、電源電圧電極パッド１０ｃ、発振制御電極パッド１０ｉは、発振出力電極パッド１０ａと同様に、第２のビアホール導体９ｃ、配線導体９ｂ、第３のビアホール導体９ｄを介して実装用基体側接合電極１２に接続している。

さらに、書き込み制御用電極パッド１０ｂ、１０ｅ、１０ｇは、第２のビアホール導体９ｃ、配線導体９ｂ、第３のビアホール導体９ｄを介して実装用基体側接合電極１２に接続している。

また、実装用基体６は、図５の下面図に示すように、その上面には容器体１下面の対応する容器体側接合電極１３に電気的及びまたは機械的に接続される複数個の実装用基体側接合電極１２（図面では、点線で示す）が形成されている。また実装用基体６の下面には４つの外部端子１４ａ〜１４ｄ（発振出力端子１４ａ、グランド端子１４ｂ、電源電圧端子１４ｃ、発振制御端子１４ｄ）が実装用基体６下面の四隅にそれぞれ設けられており、これらの接合電極１２と外部端子１４とは実装用基体６の角部に形成した導体膜等を介して電気的に接続されている。また、外部端子１４と接合電極１２とが厚み方向に重なる場合には、ビアホール導体９によって接続してもよい。

ここで、容器体１の下面の容器体側接合電極１３と実装用基体６の上面の実装用基体側接合電極１２は、一対一に対応して、その間に導電性接合部材１８を介して強固に接合される。本実施形態では、実装用基体６上面には一方側につき５つの実装用基体側接合電極１２が形成されている。これらの合計１０つの実装用基体側接合電極１２のうち、容器体１の対応する１０つの容器体側接合電極１３を通じて延出するものは、水晶電極パッド１０ｄ、１０ｆ及び書き込み電極パッド１０ｂ、１０ｅ、１０ｇに接続する実装用基体側接合電極１２のみであり、グランド電極パッド１０ｈ、電源電圧電極パッド１０ｃ、発振制御電極パッド１０ｉ、発振出力電極パッド１０ａは実装用基体側接合電極１２に接続されていない。なお、これらグランド電極パッド１０ｈ、電源電圧電極パッド１０ｃ、発振制御電極パッド１０ｉ、発振出力電極パッド１０ａは、実装用基体側接合電極１２を介さず、第２のビアホール導体９ｃ、配線導体９ｂおよび第４のビアホール導体９ｅを介して外部端子１４に電気的に接続している。

水晶電極パッド（水晶振動素子５）に接続する容器体側接合電極１３は、水晶振動素子５の気密封止状態の振動特性を測定する測定用パッドとして用いる。また、測定用パッドとしては、ＩＣ素子７を実装する前の水晶電極パッド１０ｄ、１０ｆを大きく形成して、これを用いて測定することもできる。

また、書き込み制御電極パッドに接続する容器体側接合電極１３は、発振器の側面に設けた温度補償回路に温度補償データを書き込むための書込端子に接続している。例えば、図９に示すように、容器体１の脚部２ｃ、２ｄと実装用基体６との接合部分の凹みを利用して、この凹部１a内に容器体側接合電極１３の一部を露出させておき、これらの書込端子にデータ書込装置のプローブ針を当て、ＩＣ素子７の温度補償回路内に設けられているメモリに水晶振動素子５の温度特性に応じた温度補償データを書き込むことができる。この経路は、容器体側接合電極１３または実装用基体側接合電極１２から第３のビアホール導体９ｄ、配線導体９ｂ、第２のビアホール導体９ｃを介して接続されることになる。また、このような書込端子は、容器体１の脚部２ｃ、２ｄ等と一体的に設けられる外部の捨代部に配置させておき、温度補償データの書き込みが終了した後でこの捨代部を容器体１の脚部２ｃ、２ｄ等から切り離すようにしても良い。

上述の４個の外部端子１４は、温度補償水晶発振器をマザーボードの所定回路配線と電気的に接続させる。外部端子１４のうち、グランド外部端子１４ｂおよび発振出力外部端子１４ａを、電源電圧外部端子１４ｃおよび発振制御外部端子１４ｄから離れて配するようにすれば、発振出力にノイズの干渉するのを有効に防止することができる。

前記実装用基体６の各電極パッド１０に接続されるＩＣ素子７は、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、半導体素子７ａの一主面上にＩＣ素子７の各接続パッドを各電極パッド形成位置に対応させるための再配線層７ｂを配設してなる矩形状のフリップチップ型ＩＣが用いられている。半導体素子７ａには、周囲の温度状態を検知する感温度素子、水晶振動素子５の温度特性を補償する温度補償データが書き込まれる記憶素子、周囲の温度に対応する所定温度補償データに基づいて前記水晶振動素子５の振動特性を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ている。

また、半導体素子７ａの実装面側に内部接続電極７ｃが形成されている。この内部接続電極７ｃの配列は、半導体素子７ａに集積された各素子、各回路形成領域に避けて形成されることから全く規則性がない。

そこで、半導体素子７ａの実装面には、複数の絶縁層７ｄ、所定配線層（絶縁層の厚み方向のビアホール導体を含む）７ｅ及び接続パッド１１を有する再配線層７ｂが形成される。これにより、再配線層７ｂの実装面には、規則がなく形成された内部接続電極７ｃを電極パッド１０の形成位置に対応するように行列状に変換した接続パッド１１が形成されている。しかも、これらの接続パッド１１は、実装面に均一に分散して形成されることになり、電極パッド１０に接合されたときに、接合部分を均等に分散でき、接合強度の向上を図ることができる。

なお、ＩＣ素子７と電極パッド１０との接合強度を向上させるために、この接続パッド１１として、内部接続電極７ｃに接続しないダミー接続パッドを形成してもよい。

このようなＩＣ素子７は、その下面に設けた複数の接続パッド１１を、実装用基体６上面の対応する電極パッド１０に半田や金バンプ等の導電性接合部材１７を介して電気的に接続させることによって実装用基体６の上面に取着される。これによってＩＣ素子７内の所定素子、回路が、第２のビアホール導体９ｃ、配線導体９ｂ等を介して水晶振動素子５や実装用基体６下面の外部端子１４等と電気的に接続される。

以上のように、本発明の温度補償水晶発振器によれば、水晶電極パッド１０ｄ、１０ｆ、外部端子１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄに接続する発振出力電極パッド１０ａ、グランド電極パッド１０ｈ、電源電圧電極パッド１０ｃ、発振制御電極パッド１０ｉ及び少なくとも２つの書き込み制御用電極パッド１０ｂ、１０ｅ、１０ｇが、それぞれ縦横に行列状に形成されている。そして、ＩＣ素子７の接続パッド１１は、該各電極パッド１０に対応して形成されて、電気的に接続されている。従って、電極パッド１０をＩＣ素子７の実装領域の全域に、行列状に均等に分散されるように配置されている。

これにより、ＩＣ素子７が小型化しても、ＩＣ素子７の実装領域内に電極パッド１０を効率よく形成でき、占有率を高めることができる。即ち、実装用基体６の無駄なスペースであるＩＣ素子７実装領域内におけるデッドスペースを削減でき、温度補償水晶発振器の小型化に大きく寄与できる。

また、ＩＣ素子７が導電性接合部材１７を介して電極パッド１０に極接合するにあたり、この接合部分をＩＣ素子７の実装領域内に均一に分散させることができるため、ＩＣ素子７の安定した接合が可能となる。

ＩＣ素子７は、半導体素子７ａの一主面上にＩＣ素子７の各接続パッドを各電極パッド形成位置に対応させるための再配線層７ｂを配設してなる構造であり、接続パッド１１を簡単、確実に電極パッド１０に電気的に接続することができる。

また、電極パッド１０には、ＩＣ素子７に接続するダミー電極パッドを形成しても構わない。たとえば、最低数である８つの電極パッドが必要など、ダミー電極パッドを１つ設けることにより、電極パッドを３×３の正規な行列状に配列することができる。これにより、このダミー電極は、ＩＣ素子７の全く機能しない接続パッド１１に対応させることにより、ＩＣ素子７の接合強度が向上し、従来、広く用いられていたＩＣ素子の接合強度を向上させるアンダーフィル樹脂が不要とすることも可能となる。

また、図３（a）の点線に示すように、複数個の電極パッド１０は、行方向及び列方向に一定間隔で一直線状に配列し、且つ全ての行と全ての列とが直交するように配置されている。これにより、ＩＣ素子７の接合点に偏りがなくなり、ＩＣ素子７の接合信頼性が向上するとともに、ＩＣ素子７の再配線層７ｂの設計が非常に簡単となる。

また、実装用基体６の内部の第２のビアホール導体９ｃが、電極パッド１０にそのまま接続しているため、電極パッド１０から実装用基体６の上面に引き回す配線導体を減少させることができ、配線導体に異物の付着によるショートの発生を低減できるとともに、引き回し配線導体の設計自由度が向上する。なお、すべての電極パッドを第２のビアホール導体９ｃで接続する必要はない。これは、実装用基体６の強度を考慮してのことであり例えば、縦横に配列された電極パッド１０のうち、最外周に配置した電極パッド、例えば、水晶電極パッド１０ｄ、１０ｆについては、実装用基体６の上面を引き回しても構わない。このようにすれば、実質的に水晶電極パッド１０ｄ、１０ｆの形状を大きくできるため、水晶振動素子５の初期特性を測定するためのパッドとして好都合である。

また、配線導体９ｂに第２のビアホール導体９ｃを介して接続する電極パッド１０は、行列状に配置された電極パッド１０のうち周囲に他の電極パッド１０が取り囲むように配置された電極パッド１０ｅである。これにより、内部領域に位置する電極パッド１０から、実装用基体６の上面に引き回し配線導体を形成する必要がないため、電極パッド間のショートを防止することができる。

また、実装用基体６の上面には、前記外部端子１４に導通しない実装用基体側接合電極１２が形成され、前記積層基板２下面には、前記実装用基体側接合電極１２に対応して容器体側接合電極１３が形成され、前記容器体側接合電極１３と前記実装用基体側接合電極１３とが導電性接合部材１８を介して接合されている。これらの構造により、容器体側接合電極１３に電気的な機能があっても、なくとも、その間で機械的な接合が達成できるため、容器体１と実装用基体６との機械的な接合強度を向上させることができる。

また、前記発振出力電極パッド１０ａ、グランド電極パッド１０ｈ、発振制御パッド１０ｉ及び電源電圧電極パッド１０ｃは、前記配線導体９ｂを介して前記外部端子１４に接続されている。これにより、実装用基体６下面における各外部端子１４の配置の最適化を図ることができ、温度補償水晶発振器の小型化に大きく寄与できる。

これらにより、本発明では、温度補償水晶発振器の小型化に対応して、ＩＣ素子７の小型化をしても、ＩＣ素子７の接合信頼性を維持、向上させながら、発振器全体の小型化に充分に対応できる。

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を介して積層基板２に接合させるようにしたが、これに代えて、積層基板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、容器体１の積層基板２上面に直接シールリング３を取着させるようにしたが、これに代えて、積層基板２の上面に基板２と同材質のセラミック材料等から成る枠体を一体的に取着させた上、該枠体の上面にシールリング３を取着させるようにしても構わない。

更に上述した実施形態においては、蓋体４を容器体１の本体に対し溶接することによって蓋体４を接合するようにしたが、これに代えて、蓋体４をＡｕ−Ｓｎ等のロウ材を介して容器体１の本体に接合するようにしても構わない。

また更に上述した実施形態においては、容器体１の下面に一対の脚部２ｃ、２ｄを取着させるように形成したが、これに代えて、各脚部２ｃ、２ｄをそれぞれ２個に分断して得た４個の脚部を容器体１の下面に取着させるようにしたり、或いは、脚部２ｃ、２ｄのうち一方のみを２つに分断して得た３個の脚部を容器体１の下面に取着させるようにしても良い。

更にまた上述した実施形態においては、実装用基体６上面と容器体１の下面との接合により出来た空間には、ＩＣ素子７のみを配置しているが、電源電圧の配線導体とグランド電位との間や、発振出力の配線導体とグランド電位との間に接続されるコンデンサなどの電子部品素子を配置させるようにしても構わない。

次に、本発明の他の実施の形態について説明する。この実施の形態では、図１０に示すように、実装用基体６の上面にはＩＣ素子を収容するキャビティが形成されているとともに、該実装用基体６のキャビティ開口周囲の上面と容器体１の下面とが接合されている。この実装用基体６は、積層された基板６ａ、６ｂに、略矩形状の脚部６ｃ、６ｄが形成されたものである。

そして脚部６ｃ、６ｄによって前記実装用基体６の上面と前記容器体１の下面の間にできる空間にＩＣ素子７を配置するように、図３（a）に示すように実装用基体６の上面に各電極パッド１０を形成することにより、本実施の形態の温度補償水晶発振器が形成される。

このような温度補償水晶発振器を構成する場合においても、先に述べた図１の実施の形態と同様の効果を有する。

また、本発明のさらに他の実施の形態について説明する。この実施の形態では、図１１に示すように、前記実装用基体６が、容器体１の下面に接合されているとともに、実装用基体６の下面にＩＣ素子を収容したキャビティが形成されている。この実装用基体６は、積層された基板６ａ、６ｂに、略矩形状の脚部６ｃ、６ｄが形成されたものであり、容器体１とは、該容器体１下面と実装用基体６の基板６ａ、６ｂ側との接合により取付けられている。

このような温度補償水晶発振器を構成する場合においても、先に述べた図１の実施の形態と同様の効果を有する。

次に、本発明の請求項１０に対応する温度補償水晶発振器を図１２、図１３に基づいて詳細に説明する。なお、上述の請求項１に対応する温度補償水晶発振器と同様の構成については説明を省略し、相違する点についてのみ説明することとする。

温度補償水晶発振器は、図１２及び図１３のように構成される。

これらの図に示す温度補償水晶発振器１は、キャビティ部にＩＣ素子７を取着させた実装用基体６の上面に、水晶振動素子５が接合された構造を有している。

温度補償水晶発振器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平板状基板６ａ，６ｂ及び枠状基体６ｃが積層された実装用基体６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３と、シールリング３と同様の金属から成る蓋体４とから成り、前記実装用基体６の上面にシールリング３を取着させ、その上面に蓋体４を載置・固定させることによって構成され、前記実装用基体６のキャビティ内にＩＣ素子７を取着させ、且つ実装用基体６の上面にシールリング３の内側に位置するように水晶振動素子５が実装されている。枠状基体６ｃの上面には水晶振動素子５の振動電極に接続される一対の搭載パッド８ａ、８ｂ（尚、８ｂは図には現れない）が形成されている。

また、平板状基板６ｂの上面中央のＩＣ素子７が実装される領域には、図１４に示すように、ＩＣ素子７の接続パッド１１に半田などの導電性接合部材１７を介して接続する一対の水晶電極パッド１０ｄ、１０ｆ、発振出力電極パッド１０ａ、グランド電極パッド１０ｈ、電源電圧電極パッド１０ｃ、発振制御電極パッド１０ｉ及び少なくとも２以上の温度補償データ書込用の書込電極パッド１０ｂ、１０ｅ、１０ｇ（全体で符号１０を付す）が、例えば３行３列となる行列状に配置されている。

このような温度補償水晶発振器を構成する場合においても、先に述べた本発明の請求項１に係る温度補償水晶発振器と同様の効果を有する。

本発明の一実施形態に係る温度補償水晶発振器の斜視図である。 図１の温度補償水晶発振器の断面図である。 （a）は図１の温度補償水晶発振器を構成する実装用基体を上方より見た平面図であり、（ｂ）及び（ｃ）は実装用基体のＩＣ素子実装領域における電極パッドの他の配列を示す平面図である。 実装用基体を構成する積層基板の内部の配線導体及びビアホール導体を示す平面図である。 図１の温度補償水晶発振器を構成する実装用基体を下方より見た透視状態の平面図である。 図１の温度補償水晶発振器に用いるＩＣ素子を示す図であり、（a）は断面図、（ｂ）は下方からみた平面図である。 本発明の他の実施形態に係る温度補償水晶発振器の分解断面図であり、水晶電極パッドの接続構造を示す。 本発明の他の実施形態に係る温度補償水晶発振器の別の分解断面図であり、電極パッドから外部端子までの接続構造を示す。 本発明の他の実施形態に係る温度補償水晶発振器の別の分解断面図であり、書き込み制御電極パッドの導出構造を示す。 本発明の他の実施の形態に係る温度補償水晶発振器を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図である。 本発明のさらに他の実施の形態に係る温度補償水晶発振器を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図である。 本発明の他の実施の形態に係る温度補償水晶発振器を示す斜視図である。 図１２の温度補償水晶発振器の断面図である。 （a）は図１２の温度補償水晶発振器を構成する実装用基体を上方より見た平面図であり、（ｂ）及び（ｃ）は実装用基体のＩＣ素子実装領域における電極パッドの他の配列を示す平面図である。 図１２の温度補償水晶発振器を構成する実装用基体の内部の配線導体及びビアホール導体を示す平面図である。 図１２の温度補償水晶発振器を下方より見た平面図である。 図１２の温度補償水晶発振器に用いるＩＣ素子を示す図であり、（a）は断面図、（ｂ）は下方からみた平面図である。 本発明の他の実施の形態に係る温度補償水晶発振器の断面図であり、水晶電極パッドの接続構造を示す。 ・BR>{発明の他の実施の形態に係る温度補償水晶発振器の別の断面図である。 本発明の他の実施の形態に係る温度補償水晶発振器の別の断面図である。

符号の説明

１・・・容器体
２・・・積層基板
２ｃ，２ｄ・・・一対の脚部
３・・・シールリング
４・・・蓋体
５・・・水晶振動素子
６・・・実装用基体
６ａ・・平板状基板
６ｂ・・平板状基板
６ｃ・・枠状基体
７・・・ＩＣ素子
８・・・搭載パッド
９・・・ビアホール導体
９ａ・・・第１のビアホール導体
９ｂ・・・積層基板の配線導体
９ｃ・・・第２のビアホール導体
９ｄ・・・第３のビアホール導体
９ｅ・・・第４のビアホール導体
９ｆ・・・第５のビアホール導体
１０・・・電極パッド
１１・・・接続パッド
１２・・・実装用基体側接合電極
１３・・・容器体側接合電極
１４・・・外部端子
１６・・・導電性接合部材
１７・・・導電性接合部材
１８・・・導電性接合部材

Claims (9)

1. 水晶振動素子を収容した容器体と、
   前記容器体の下面に一対の脚部を介して配置された実装用基体と、
   前記容器体及び前記実装用基体の間に設けられ、前記脚部の存在しない方向に開口する素子収納領域と、
   前記素子収納領域に、一対の側面を前記脚部に対向させた状態で収納されるＩＣ素子と、を備えた水晶発振器。
2. 請求項１に記載の水晶発振器において、
   前記一対の脚部は、前記ＩＣ素子の両側に該ＩＣ素子と離間して配置されていることを特徴とする水晶発振器。
3. 請求項１に記載の水晶発振器において、
   前記容器体内に前記水晶振動子の一端を保持する保持部が形成されており、該保持部が形成された側の前記容器体の端部に、前記脚部の一方が設けられていることを特徴とする水晶発振器。
4. 請求項１に記載の水晶発振器において、
   前記容器体の下面に、表面実装用外部端子が形成されており、
   前記実装用基体のＩＣ素子実装領域には、前記水晶振動素子に接続する複数の水晶電極パッド、前記表面実装用外部端子に接続する発振出力電極パッド、グランド電極パッド、電源電圧電極パッド及び前記端子に接続する複数の書き込み制御用電極パッドを含む複数の電極パッドがｍ行×ｎ列（ｍ、ｎは２以上の自然数）の行列状に配置されており、前記ＩＣ素子の一主面に設けられる複数の接続パッドを対応する前記電極パッドに電気的に接続したことを特徴とする水晶発振器。
5. 請求項４に記載の水晶発振器において、
   前記電極パッドのうち少なくとも１個が、前記接続パッドに接合されるダミー電極パッドであることを特徴とする水晶発振器。
6. 請求項４に記載の水晶発振器において、
   前記複数個の電極パッドは、行方向及び列方向に一定間隔で一直線状に配列し、且つ全ての行と全ての列とが直交するように配置されていることを特徴とする水晶発振器。
7. 請求項４に記載の水晶発振器において、
   前記実装用基体は少なくとも２つの絶縁層を積層してなり、該２つの絶縁層間には、前記電極パッドの直下もしくは直上に配置されたビアホール導体と接続する配線導体が介在されていることを特徴とする水晶発振器。
8. 請求項４に記載の水晶発振器において、
   前記ＩＣ素子は、半導体素子の一主面上に前記ＩＣ素子の各接続パッドを各電極パッド形成位置に対応させるための再配線層を配設してなることを特徴とする水晶発振器。
9. 請求項１に記載の水晶発振器において、
   前記実装用基体は、平板状をなしており、前記容器体の下面には少なくとも前記ＩＣ素子の高さ以上の厚みを有したスペーサ部が設けられていることを特徴とする水晶発振器。

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