JP2010136340A - 表面実装用の水晶発振器 - Google Patents

Abstract

【課題】励振電極とＩＣ端子とを接続する導電路による浮遊容量を小さくして発振周波数の変化を防止した表面実装発振器を提供する。
【解決手段】容器本体１の内底面と対面した水晶片２の下面の励振電極７ａ、７ｂから延出した引出電極８ａ、８ｂは容器本体１の内底面に設けた導電路１３ａ、１３ｂによってＩＣチップ２の水晶端子１１ａ、１１ｂに接続するとともに、前記導電路１３ｂは、前記下面の励振電極７ａと平面的に見て重畳し、前記下面の励振電極７ａと前記導電路１３ｂとは同電位として浮遊容量の発生を抑制した構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は水晶片とＩＣチップとを並列に配置した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、励振電極と導電路との間の浮遊容量を抑制した表面実装発振器に関する。

（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。このようなものの一つに、例えばＳＩＭカードを含む厚みの小さい電子カード用として、水晶片とＩＣチップとを水平方向に並列に配置したものがある。

（従来技術の一例）
第３図は一従来例を説明する表面実装発振器の図で、同図（ａ）は断面図、同図（ｂ）はカバーを除く平面図である。

表面実装発振器は凹状とした容器本体１に水晶片２とＩＣチップ３とを収容し、開口端面に金属カバー４を接合して密閉封入する。開口端面には例えば金属リング５が設けられ、シーム溶接によって金属カバー４が接合される。容器本体１は平面外形を矩形状とした積層セラミックからなり、外底面の４角部に電源、出力、アース及び機能端子（例えばＡＦＣ端子）等の実装端子６を有する。また、必要に応じて、外底面を含む外表面には図示しない水晶検査端子や温度補償データの書込端子等の通信端子を有する。

水晶片２は矩形状として両主面の中央領域に励振電極７（ａｂ）を有し、長さ方向の一端部両側に引出電極８（ａｂ）を延出する。引出電極８（ａｂ）の延出した一端部両側は長さ方向の一辺側の角部及び他辺側の角部となる。ここでは、各引出電極８（ａｂ）はそれぞれ反対面に折り返された折返部を有する。そして、容器本体１の幅方向を水晶片２の長さ方向として、容器本体１の内底面に配置される。内底面には水晶保持端子９（ａｂ）を有し、引出電極８（ａｂ）の延出した一端部両側が導電性接着剤１０によって固着される。

ＩＣチップ３は矩形状として、少なくとも図示しない発振回路や必要に応じての温度補償機構を集積化し、回路機能面としての一主面にＩＣ端子１１を有する。そして、水晶片２の長さ方向の一辺にＩＣチップ３の一辺を隣接して対向させ、容器本体１の内底面の回路端子１２に例えばバンプ１５を用いた超音波熱圧着によって固着される（所謂フリップチップボンディング）。これにより、容器本体１の内底面に水晶片２とＩＣチップ３を水平方向に並列に配置して収容される。

この場合、水晶保持端子９（ａｂ）は導電路１３（ａｂ）「及び回路端子１２（ａｂ）」を経てＩＣ端子１１中の水晶端子１１（ａｂ）に電気的に接続する。また、ＩＣ端子１１中の電源、出力、アース及び機能端子は前述したこれに対応する実装端子６に図示しない導電路によって電気的に接続する。この場合、例えば引出電極８（ａｂ）の延出した水晶片２の一端部と対応したＩＣチップの一端部から順にＩＣチップ３の２個のＩＣ端子１１を水晶端子１１（ａｂ）とする。これにより、水晶保持端子９（ａｂ）とＩＣ端子１１の水晶端子１１（ａｂ）との間の導電路１３（ａｂ）の距離を短くして配線容量を小さくすることが考えられた。
特開平０９−８３２４８号公報

（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、水晶保持端子９（ａｂ）とＩＣ端子１１の水晶端子１１（ａｂ）との間の導電路１３（ａｂ）の距離を短くするには、ＩＣチップ３と隣接する一辺側の角部の引出電極８ａはＩＣチップ３の角部となる一方の水晶端子１１ａに接続する。そして、ＩＣチップ３から離間して、水晶片２の一辺側と対向する他辺側の角部の引出電極８ｂは、水晶片２の下面を経てＩＣチップ３の中央となる他方の水晶端子１１ｂに接続する。

この場合、容器本体１の内底面と対面した水晶片２の一主面（下面）とは対向した他主面、即ち水晶片２の上面の励振電極７ｂから延出した引出電極８ｂが、ＩＣチップ３と隣接した水晶片２の一辺と対向する他辺の角部に位置した場合には、ＩＣチップ３の中央となる他方の水晶端子１１ｂに接続する導電路１３ｂは水晶片２の一主面（下面）の励振電極７ａと重畳して対面する。

したがって、他主面（上面）の励振電極７ｂと電気的に接続する導電路１３ｂと一主面（下面）の励振電極７ａとの間で浮遊容量を生じて、周波数変化を生ずる問題があった。なお、第４図は他主面（上面）の励振電極７ｂと電気的に接続した導電路１３ｂと一主面（下面）の励振電極７ａとが重畳して対面した状態を示す便宜的な一部断面図である。

これらのことから、水晶片２の一端部両側の引出電極８（ａｂ）とＩＣ端子１１の水晶端子１１（ａｂ）と電気的に接続する導電路１３（ａｂ）は、いずれも水晶片２の励振電極７とは重畳せず（非重畳とし）、水晶片２の外周を経て水晶端子１１（ａｂ）に接続することが考えられる。しかし、この場合は、水晶片２の他辺の角部に対応した外底面の実装端子６とＩＣ端子１１とを接続する図示しない導電路が交錯して配線パターンを複雑にしたり、容器本体１の内底面の面積を大きくしたりする。

（発明の目的）
本発明は励振電極とＩＣ端子とを接続する導電路による浮遊容量を小さくして発振周波数の変化を防止した表面実装発振器を提供することを目的とする。

本発明は、特許請求の範囲（請求項１）に示したように、両主面の励振電極から長さ方向の一端部となる一辺側の角部と他辺側の角部に引出電極を延出した矩形状の水晶片と、少なくとも発振回路を集積化して回路機能面の一主面にＩＣ端子を有するＩＣチップと、前記水晶片と前記ＩＣチップとを収容する容器本体とを備え、前記水晶片の長さ方向の一辺と前記ＩＣチップの一辺とは対向して前記容器本体の内底面に水平方向として並列に配置されるとともに、前記引出電極の延出した水晶片の一端部となる一辺側の角部と他辺側の角部は前記内底面の一方と他方の水晶保持端子に電気的に接続して固着され、前記水晶片の一端部と対応した前記ＩＣチップの一端部から順に一方と他方とした水晶端子を含むＩＣ端子はフリップチップボンディングによって前記内底面の回路端子に電気的に接続して固着された表面実装水晶発振器において、前記容器本体の内底面と対面した前記水晶片の一主面の励振電極から延出した引出電極は前記水晶片の長さ方向の前記一辺と対向した他辺の角部に延出して前記他方の水晶保持端子に電気的に接続し、前記他方の水晶保持端子は前記一主面の励振電極とは平面的に見て重畳した導電路によって前記ＩＣチップの他方の水晶端子と電気的に接続し、前記水晶片の一主面と対向した他主面の励振電極から延出した引出電極は、前記ＩＣチップと対向した前記水晶片の長さ方向の一辺の角部に延出して前記一方の水晶保持端子に電気的に接続し、前記一方の水晶保持端子は前記一主面の励振電極とは平面的に見て非重畳した導電路によって前記ＩＣチップの一方の水晶端子と電気的に接続した構成とする。

このような構成であれば、容器本体の内底面と対面した水晶片の一主面（下面）の励振電極から延出して、ＩＣチップと隣接した水晶片の一辺とは対向した他辺の角部に延出する引出電極は、一主面（下面）の励振電極と重畳した導電路によって、一方の水晶端子よりも中央寄りとなる他方の水晶端子に接続する。したがって、一主面の励振電極と導電路とは同電位として浮遊容量を生じないことから、発振周波数の変化を防止できる。

第１図は本実施例の一実施形態を説明する表面実装発振器の図で、同図（ａ）はカバーを除く平面図、同図（ｂ）は便宜的な一部断面図である。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。

表面実装発振器は、前述したように、いずれも矩形状とした水晶片２とＩＣチップ３とを容器本体１の内底面に固着して水平方向に並列に配置される。水晶片２は両主面の励振電極７（ａｂ）から長さ方向の一端部となる一辺側の角部と他辺側の角部に引出電極８（ａｂ）を延出する。そして、容器本体１の内底面の一方と他方の水晶保持端子９（ａｂ）に導電性接着剤１０によって固着され、長さ方向を容器本体１の幅方向とする。

ＩＣチップ３は発振回路及び温度補償機構を集積化して回路機能面（一主面）にＩＣ端子１１を有する。そして、回路機能面のＩＣ端子１１がバンプ１５を用いた超音波熱圧着によって固着され（フリップチップボンディング）、ＩＣチップ３の一辺が水晶片２の長さ方向の一辺と隣接するとともに対向して配置される。ＩＣ端子１１の水晶端子１１（ａｂ）は、水晶片２の一辺と対向する一辺の、水晶片２の一端部と対応したＩＣチップ３の一端部から順に一方と他方とする。

ここでは、容器本体１の内底面と対面した水晶片２の一主面（下面）の励振電極７ａから延出した引出電極８ａは、水晶片２の長さ方向の一辺と対向した他辺の角部に延出し、他方の水晶保持端子９ｂに電気的に接続する。他方の水晶保持端子９ｂは一主面の励振電極７ａとは平面的に見て重畳した導電路１３ｂによって、ＩＣチップ３の他方の水晶端子１１ｂと電気的に接続する。

水晶片２の一主面と対向した他主面の励振電極７ｂから延出した引出電極８ｂは、水晶片２の長さ方向の一辺の角部に延出して一方の水晶保持端子９ａに電気的に接続する。一方の水晶保持端子９ａは一主面の励振電極７ａとは平面的に見て重ならない非重畳した導電路１３ａによって、ＩＣチップ３の一方の水晶端子１１ａと電気的に接続する。要するに、従来例では、水晶片２の一主面（下面）の励振電極７ａから一端部の右側に延出した引出電極８ａを、ここでは一端部の左側に延出する。そして、従来例では水晶片２の他主面（上面）の励振電極７ｂから一端部の左側に延出した引出電極７ｂを、ここでは一端部の右側に延出する。

このような構成であれば、発明の効果の欄でも記載するように、容器本体１の内底面と対面した水晶片２の一主面（下面）の励振電極７ａから延出し、ＩＣチップ３と隣接する水晶片２の一辺とは対向した他辺の角部に延出した引出電極８ａは、一主面（下面）の励振電極７ａと重畳した導電路１３ｂによって、ＩＣチップ３の水晶端子１１ｂに接続する。したがって、一主面（下面）の励振電極７ａと導電路１３ｂとは同電位となって浮遊容量を生じないことから、発振周波数の変化を防止できる。

（他の事項）
上記実施形態では容器本体１の底壁は単層として示したが、例えば第２図に示したように底壁を複数層として、実装端子６のアース端子に接続するシールド電極１４を積層面に形成することもできる。そして、水晶片２の引出電極８（ａｂ）はいずれも反対面に折返部を形成するので、ＩＣチップ３の高さ寸法との兼ね合いから導電性接着剤１０は水晶片２の下面のみに塗布してもよく、その他、必要に応じて任意に可変できる。

本発明の実施形態の一実施形態を説明する表面実装発振器の図で、同図（ａ）はカバーを除く平面図、同図（ｂ）は便宜的な一部断面図である。 本発明の他の適用例を説明する表面実装発振器の断面図である。 従来例を説明する表面実装発振器の図で、同図（ａ）は断面図、同図（ｂ）はカバーを除く平面図である。 従来例の問題点を説明する表面実装発振器の便宜的な断面図である。

１ 容器本体、２ 水晶片、３ ＩＣチップ、４ 金属カバー、５ 金属リング、６ 実装端子、７ 励振電極、８ 引出電極、９ 水晶保持端子、１０ 導電性接着剤、１１ ＩＣ端子、１２ 回路端子、１３ 導電路、１４ シールド電極、１５ バンプ。

Claims (1)

1. 両主面の励振電極から長さ方向の一端部となる一辺側の角部と他辺側の角部に引出電極を延出した矩形状の水晶片と、少なくとも発振回路を集積化して回路機能面の一主面にＩＣ端子を有するＩＣチップと、前記水晶片と前記ＩＣチップとを収容する容器本体とを備え、
   前記水晶片の長さ方向の一辺と前記ＩＣチップの一辺とは対向して前記容器本体の内底面に水平方向として並列に配置されるとともに、
   前記引出電極の延出した水晶片の一端部となる一辺側の角部と他辺側の角部は前記内底面の一方と他方の水晶保持端子に電気的に接続して固着され、前記水晶片の一端部と対応した前記ＩＣチップの一端部から順に一方と他方とした水晶端子を含むＩＣ端子はフリップチップボンディングによって前記内底面の回路端子に電気的に接続して固着された表面実装水晶発振器において、
   前記容器本体の内底面と対面した前記水晶片の一主面の励振電極から延出した引出電極は前記水晶片の長さ方向の前記一辺と対向した他辺の角部に延出して前記他方の水晶保持端子に電気的に接続し、前記他方の水晶保持端子は前記一主面の励振電極とは平面的に見て重畳した導電路によって前記ＩＣチップの他方の水晶端子と電気的に接続し、前記水晶片の一主面と対向した他主面の励振電極から延出した引出電極は、前記ＩＣチップと対向した前記水晶片の長さ方向の一辺の角部に延出して前記一方の水晶保持端子に電気的に接続し、前記一方の水晶保持端子は前記一主面の励振電極とは平面的に見て非重畳した導電路によって前記ＩＣチップの一方の水晶端子と電気的に接続したことを特徴とする表面実装用の水晶発振器。