JP2009021726A - Surface-mount crystal oscillator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は表面実装用の水晶発振器(以下、表面実装発振器とする)を技術分野とし、特にICチップからの熱の影響を抑制した表面実装発振器に関する。 The present invention relates to a surface mount crystal oscillator (hereinafter referred to as a surface mount oscillator), and more particularly to a surface mount oscillator that suppresses the influence of heat from an IC chip.
(発明の背景)
表面実装発振器は小型・軽量であることから、特に携帯型の電子機器に周波数や時間の基準源として内蔵される。近年では、小型化に伴い、ICチップの発熱による影響が問題視されている。
(Background of the Invention)
Since surface-mounted oscillators are small and lightweight, they are built in as a frequency and time reference source, especially in portable electronic devices. In recent years, with the miniaturization, the influence of heat generated by the IC chip has been regarded as a problem.
(従来技術の一例)
第3図は一従来例を説明する図で、同図(a)は表面実装発振器の断面図、同図(b)は水晶片の平面図である。
(Example of conventional technology)
FIGS. 3A and 3B are diagrams for explaining a conventional example. FIG. 3A is a cross-sectional view of a surface-mount oscillator, and FIG. 3B is a plan view of a crystal piece.
表面実装発振器は容器本体1にICチップ2と水晶片3を収容し、カバー4を被せて密閉封入される。容器本体1は底壁1a、中間枠1b及び上壁1cを有する積層セラミックからなり、両端側に内壁段部を有して凹状とする。そして、容器本体1の内底面には例えば第1水晶端子や電源、出力、アース、スタンバイ端子とする回路端子5を有する。
The surface mount oscillator contains an
回路端子5のうちの第1水晶端子は配線路を経て内壁段部上の第2水晶端子6に接続し、これを除く回路端子5は容器本体1の外底面の外部端子7に接続する。ICチップ2は少なくとも発振回路を集積化し、回路機能面の図示しないIC端了が、バンプ8を用いた超音波熱圧着によって凹部の内底面に固着する(所謂フリップチップボンディング)。
Of the
水晶片3はATカットとして両主面に励振電極9を有し、引出電極10の延出した一端部両側が導電性接着剤11によって容器本体1の一端側の内壁段部に固着される。そして、水晶片3の他端部は他端側の内壁段部の上方に位置して、衝撃時等における振幅の揺れ幅を小さくする。
The
水晶振動子(水晶片3)の周波数温度特性はATカットしたことにより、常温25℃近傍に変曲点を有する三次曲線とする(第4図の曲線a)。三次曲線は切断角度に依存して3次、2次及び1次の係数が変化する。この例では、常温25℃近傍以下の温度点に極大値T1(例えば−5℃)を、25℃以上の温度点に極小値T2(同65℃)を有する。なお、これらの温度特性は切断角度に依存して変化する。
The frequency-temperature characteristic of the crystal resonator (crystal piece 3) is AT-cut, so that a cubic curve having an inflection point in the vicinity of
この場合、例えば3次項のみとした直線状の3次曲線に比較し、常温25℃近傍の発振周波数を公称周波数とすることによって、温度が常温25℃近傍から低温側及び高温側に変化しても周波数変化を小さくできる。通常では、極大値T1から極小値T2までの傾斜特性(勾配)を緩やかにして、極大値T1以下及び極小値T2以上の傾斜特性を急峻にする。 In this case, for example, compared with a linear cubic curve having only a third-order term, the temperature changes from near 25 ° C. to low temperature and high temperature by setting the oscillation frequency around 25 ° C. to the nominal frequency. Can also reduce the frequency change. Normally, the slope characteristic (gradient) from the maximum value T1 to the minimum value T2 is made gentle, and the slope characteristics below the maximum value T1 and the minimum value T2 are made steep.
これにより、例えば−10℃から70℃までの範囲をα(10)ppm以内とした温度規格を満足する。水晶発振器の周波数温度特性は、水晶振動子の周波数温度特性が支配的になって基本的にはほぼ同一特性となる。なお、カバー4はシーム溶接やガラス封止等によって容器本体1の開口端面に接合される。
(従来技術の問題点)
しかしながら、上記構成の表面実装発振器では、ICチップ2の発熱温度によって、容器本体1内の温度も上昇する。このため、水晶発振器の常温25℃近傍での発振周波数も変化し、公称周波数からのズレを生じる。このことから、従来では、発振器の組み立て後の公称周波数からのズレを見込んで、例えば水晶片3の切断角度を代えて対応する必要があった。
(Problems of conventional technology)
However, in the surface mount oscillator configured as described above, the temperature inside the
しかし、表面実装発振器の小型化が進行するほど、例えば平面外形が5.0×3.2mm、高さが1.2mm以下になって内積が小さくなるほど、ICチップ2の発熱の影響が大きくなる。この場合、常温25℃での周波数変化よりも、高温側及び低温側の周波数変化の方が大きくなる。すなわち、前述のように常温時付近での温度に対する傾斜特性よりも、高温側及び低温側での傾斜特性が急峻なため、温度変化に対する周波数変化も大きくなる(第4図の曲線b)。
However, the smaller the surface-mount oscillator, the greater the influence of heat generated by the
そして、特に80℃付近以上となる高温側の周波数温度特性は、基準周波数(公称周波数)からの+方向の周波数偏差Δf/fも大きくなって、周波数温度特性の上限規格から離れる方向なので問題となる。一方、−20℃付近以下となる低温側は基準周波数に接近する方向なので、格別に問題にはならない。 In particular, the frequency temperature characteristic on the high temperature side, which is about 80 ° C. or higher, has a problem in that the frequency deviation Δf / f in the + direction from the reference frequency (nominal frequency) also increases and is away from the upper limit specification of the frequency temperature characteristic. Become. On the other hand, since the low temperature side below −20 ° C. approaches the reference frequency, there is no particular problem.
これらのことから、常温のみならず特に高温側での周波数偏差を規格内にしなければならないので、水晶片3の切断角度を単に代えるのみでは、充分に対応できずに生産性を低下させる問題があった。なお、フリップチップボンディングによる固着なので、回路機能面とは反対面を固着してワイヤーボンディングによって電極を導出する場合に比較して放熱効果が小さいことに起因する。
For these reasons, the frequency deviation not only at room temperature but particularly at the high temperature side must be within the standard. Therefore, simply changing the cutting angle of the
(発明の目的)
本発明は、ICチップの発熱による周波数温度特性への影響を軽減して生産性を高めた表面実装発振器を提供することを目的とする。
(Object of invention)
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a surface mount oscillator in which productivity is improved by reducing influence on frequency temperature characteristics due to heat generation of an IC chip.
(第1解決手段)
本発明は、特許請求の範囲(請求項1)に示したように、凹状とした容器本体の内底面にICチップを固着し、前記容器本体の内壁段部には水晶片と電気的に接続する第1水晶端子を有する表面実装用の水晶発振器において、前記内壁段部は前記容器本体の内周を周回して形成され、前記内壁段部には絶縁基板を配置して前記ICチップの固着された空間部を遮断し、前記水晶片の引出電極の延出した外周部を前記絶縁基板上に固着するとともに前記水晶片の引出電極と前記第1水晶端子とを電気的に接続した構成とする。
(First solving means)
According to the present invention, as shown in the claims (Claim 1), an IC chip is fixed to the inner bottom surface of the concave container body, and a crystal piece is electrically connected to the inner wall step portion of the container body. In the surface-mount crystal oscillator having the first crystal terminal, the inner wall step is formed around the inner periphery of the container body, and an insulating substrate is disposed on the inner wall step to fix the IC chip. A structure in which the space portion formed is cut off, an outer peripheral portion of the extraction electrode of the crystal piece is fixed on the insulating substrate, and the extraction electrode of the crystal piece is electrically connected to the first crystal terminal; To do.
(第2解決手段)
凹状とした容器本体の内底面にICチップを固着し、前記容器本体の内壁段部には水晶片と電気的に接続する第1水晶端子を有する表面実装用の水晶発振器において、前記内壁段部は上下段の2段とし、前記下段は前記容器本体の内周を周回して形成され、前記下段には絶縁基板を配置して前記ICチップの固着された空間部を遮断し、前記水晶片の引出電極の延出した外周部は前記上段の第1水晶端子に固着された構成とする。
(Second solution)
In the crystal oscillator for surface mounting, the IC chip is fixed to the inner bottom surface of the concave container body, and the first wall terminal is electrically connected to the crystal piece on the inner wall step of the container body. Is a two-stage upper and lower stages, the lower stage is formed around the inner circumference of the container body, an insulating substrate is disposed in the lower stage to block the space where the IC chip is fixed, and the crystal piece The extended outer peripheral portion of the lead electrode is fixed to the upper first crystal terminal.
このような第1及び第2の解決手段の構成であれば、絶縁基板によってICチップと水晶片とが別空間となり、特にICチップと水晶片との間が遮断される。したがって、ICチップの発熱による直射熱を遮るとともに対流熱も阻止できる。また、絶縁基板なので金属板に比較して伝熱性も劣ることから、絶縁基板からの熱によっての温度上昇も抑制できる。 With such a configuration of the first and second solving means, the IC chip and the crystal piece are separated from each other by the insulating substrate, and in particular, the gap between the IC chip and the crystal piece is blocked. Therefore, direct heat due to heat generated by the IC chip can be blocked and convection heat can be blocked. Moreover, since it is an insulating substrate, its heat conductivity is inferior to that of a metal plate, so that an increase in temperature due to heat from the insulating substrate can also be suppressed.
(第1実施形態)
第1図は本発明の第1実施形態を説明する表面実装発振器の断面図である。なお、前従来例と同一部分には同番号を付与してその説明は簡略又は省略する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a sectional view of a surface mount oscillator for explaining a first embodiment of the present invention. In addition, the same number is attached | subjected to the same part as a prior art example, and the description is simplified or abbreviate | omitted.
表面実装発振器は前述したように、内壁段部を有して凹状とした容器本体1の内底面にICチップ2のIC端子を、バンプ8を用いた超音波熱圧着によって固着する。ICチップ2のIC端子は内底面の回路端子に接続する。ICチップ2の上方には水晶片3が配置される。
As described above, the surface mount oscillator has the IC terminal of the
この実施形態では、容器本体1の内壁段部は内周の全周に設けられ、前述のように一端部両側にICチップの第1水晶端子と電気的に接続する第2水晶端子6を有する。そして、例えばセラミックとした絶縁基板12の下面外周が内壁段部に絶縁性接着剤13によって固着され、ICチップ2の固着された空間部を遮断する。
In this embodiment, the inner wall step portion of the
絶縁基板12は上面の一端部両側に第3水晶端子14を有し、例えば外側面を経て下面の第4水晶端子15と電気的に接続する。そして、先ず、例えば上面の第3水晶端子14に予め水晶片の一端部両側を導電性接着剤11によって固着する。次に、容器本体1における内壁段部の第2水晶端子6に図示しない導電性接着剤を、その外側を含む表面全周に絶縁性接着剤13を塗付し、加熱硬化する。
The
あるいは、絶縁基板12を同様にして内壁段部上に固着した後、水晶片の一端部両側を第3水晶端子に導電性接着剤によって固着する。そして、最後に、容器本体1の開口端面にカバー4を被せて、ICチップ2と水晶片3とを密閉封入する。
Alternatively, after the
(第2実施形態)
第2図は本発明の一実施形態を説明する表面実装発振器の断面図である。なお、第1実施形態と同一部分の説明は省略又は簡略する。
(Second Embodiment)
FIG. 2 is a cross-sectional view of a surface mount oscillator for explaining an embodiment of the present invention. In addition, description of the same part as 1st Embodiment is abbreviate | omitted or simplified.
第2実施形態では容器本体1の段部を上下段の2段とする。そして、下段は内周の全周を周回する。そして、下段には絶縁基板12の下面外周を絶縁性接着剤13によって固着し、ICチップ2の固着される空間部を遮断する。水晶片3は引出電極の延出した一端部両側が上段の第2水晶端子6に導電性接着剤11によって固着される。
In 2nd Embodiment, the step part of the container
これらの各実施形態では、絶縁基板12によつてICチップ2と水晶片3とが独立した空間部に収容されて、特に絶縁基板12によってICチップ2と水晶片3とが遮断される。したがって、発明の効果の欄でも記載する通り、ICチップ2の発熱による直射熱を遮るとともに対流熱も阻止できる。また、絶縁基板12なので金属板に比較して伝熱性も劣ることから、絶縁基板12からの熱によっての温度上昇も抑制できる。
In each of these embodiments, the
1 容器木体、2 ICチップ、3 水晶片、4 カバー、5 回路端子、6 第2水晶端子、7 外部端子、8 バンプ、9 励振電極、10 引出電極、11 導電性接着剤、12 絶縁基板、13 絶縁性接着剤、14 第3水晶端子、15 第4水晶端子
DESCRIPTION OF
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2007181632A JP2009021726A (en) | 2007-07-11 | 2007-07-11 | Surface-mount crystal oscillator |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2007181632A JP2009021726A (en) | 2007-07-11 | 2007-07-11 | Surface-mount crystal oscillator |
Publications (1)
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JP2007181632A Pending JP2009021726A (en) | 2007-07-11 | 2007-07-11 | Surface-mount crystal oscillator |
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Cited By (1)
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JP2020191574A (en) * | 2019-05-23 | 2020-11-26 | セイコーエプソン株式会社 | Vibration device, electronic apparatus, and movable body |
-
2007
- 2007-07-11 JP JP2007181632A patent/JP2009021726A/en active Pending
Cited By (2)
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