JP2010171572A - 表面実装用の水晶発振器 - Google Patents

Abstract

【課題】シールリングが金属ロウで容器本体に接合した場合であっても、容器本体の外側面に形成された側面端子と金属ロウとが電気的に接続する可能性を低減できて、固着強度を高めた表面実装用の水晶発振器を提供する。
【解決手段】底壁１ａ、下枠壁１ｂ及び上枠壁１ｃからなる容器本体１と、水晶片３と、水晶片３と電気的に接続して発振回路を形成するＩＣチップ２と、上枠壁１ｃの上面に金属ロウである銀ロウ８を用いて接合したシールリング４と、シールリング４に接合して水晶片３及びＩＣチップ２を密閉封入した金属カバー５とを備え、容器本体１の厚み方向に貫通した切欠溝が容器本体１の外側面に形成されて、下枠壁１ｂの切欠溝面に側面端子７が設けられた表面実装用の水晶発振器において、上枠壁１ｃにおける切欠溝６ａの幅が下枠壁１ｂにおける切欠溝６ｂの幅より小さい構成とする。
【選択図】図１

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、容器本体の外側面に設けられた切欠溝に側面端子が設けられ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、特に携帯電話に代表される携帯型の電子機器に周波数及び時間の基準源として広く用いられている。そして、近年では電子機器の小型化に伴い、表面実装発振器に対する小型化の要求が一層強まっている。このようなものの一つに、容器本体に水晶片及びＩＣチップを収容して、金属カバーで密閉封入した表面実装発振器がある。

（従来技術の一例）
第３図は一従来例を説明する表面実装用発振器の図で、同図（ａ）は斜視図、同図（ｂ）は同図（ａ）におけるＡ−Ａ断面図、同図（ｃ）は水晶片の斜視図である。

特許文献１に「従来技術の一例」として示される表面実装発振器は、容器本体１にＩＣチップ２と水晶片３とを収容し、容器本体１の開口端面となる枠壁上面に設けられたシールリング４に金属カバー５を接合してなる。容器本体１は底壁１ａ及び下枠壁１ｂ、上枠壁１ｃからなり、凹部及び段部を有して、多層構造としたセラミックの焼成によって形成される。

また、容器本体１の厚み方向に貫通した切欠溝６が容器本体１の対向する一対の外側面に形成される。そして、下枠壁１ｂの切欠溝面に側面端子７が形成される。容器本体１の開口端面には図示しない金属膜が設けられ、シーム溶接用のシールリング４が金属ロウ例えば銀ロウ８によって接合される。

ＩＣチップ２は発振回路を構成する増幅器等の各素子を集積し、図示しない複数のＩＣ端子を回路機能面としての一主面に有する。そして、容器本体１の凹部底面に、ＩＣチップ２の一主面側が例えばバンプ９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）。ＩＣチップ２の各ＩＣ端子（例えば電源、アース、出力、ＡＦＣ端子）は容器本体１の外底面の４隅に形成された実装端子１０に電気的に接続する。

水晶片３は両主面の励振電極１１ａから例えば一端部両側に引出電極１１ｂを延出する。そして、引出電極１１ｂの延出した一端部両側を導電性接着剤１２によって段部に固着し、水晶保持端子１３に電気的・機械的に接続する。水晶保持端子１３はＩＣチップ２の図示しない水晶端子に電気的に接続する。この結果、水晶片３はＩＣチップ２と物理的な接触をせずに、ＩＣチップ２に重なって配置される。また、水晶保持端子１３は図示しない導電路によって側面端子７に電気的に接続する。そして、表面実装発振器を形成した後に、側面端子７を用いて、水晶振動子（水晶片３）のクリスタルインピーダンス等の振動特性を独立的に測定することができる。

金属カバー５はシーム溶接によって、容器本体１の開口端面に設けられたシールリング４に接合される。金属カバー５は、電極貫通孔１４及び導電路１５を経由してアースとなる実装端子１０に電気的に接続する。そして、これらによる表面実装発振器は、例えば携帯機器のセット基板に高熱炉を搬送しての半田等によって表面実装される。

このようなものでは、第４図に示すように、セラミックからなる底壁１ａ及び下枠壁１ｂ、上枠壁１ｃの集合体としてのシート状底壁１Ａ及びシート状下枠壁１Ｂ、シート状上枠壁１Ｃを形成する。そして、シート状底壁１Ａ及びシート状下枠壁１Ｂ、シート状上枠壁１Ｃには、貫通孔１６ａ及び貫通孔１６ｂを設ける。なお、貫通孔１６ａは容器本体１を形成したときに切欠溝６となる。また、シート状下枠壁１Ｂ及びシート状上枠壁１Ｃには、電極貫通孔１４となる貫通孔１６ｃを設ける。シート状下枠壁１Ｂには貫通孔１６ｄを設けて、シート状上枠壁１Ｃには貫通孔１６ｅを設ける。この貫通孔１６ｄ及び１６ｅは容器本体１の凹部及び段部を形成する。

次に、シート状底壁１Ａにおける貫通孔１６ｂの内周、及びシート状下枠壁１Ｂにおける貫通孔１６ａの内周に、タングステン（Ｗ）やモリブテン（Ｍo）の印刷によって、それぞれ導電路１５及び側面端子７の下地電極を形成する。また、シート状下枠壁１Ｂ及びシート状上枠壁１Ｃの貫通孔１６ｃにはタングステンを埋め込んで電極貫通孔１４を形成する。さらに、シート状下枠壁１Ｂ及びシート状底壁１Ａには、ＷやＭｏの印刷によって、それぞれ水晶保持端子１３及び実装端子１０等の下地電極を形成する。

次に、シート状底壁１Ａとシート状下枠壁１Ｂとシート状上枠壁１Ｃとを順次積層した後に焼成する。そして、シールリング４は、シート状上枠壁１Ｃの開口端面に予め形成された図示しない金属膜に、溶融した銀ロウ８を用いて接合する。その後、積層したシート状底壁１Ａ及びシート状下枠壁１Ｂ、シート状上枠壁１Ｃを電解メッキ溶液に浸けて、表面に露出した金属部分にＮｉ膜、Ａｕ膜を順次形成する。これにより、導電路１５及び実装端子１０、水晶保持端子１３、側面端子７等が形成される。

次に、シート状上枠壁１Ｃに予め形成した分割線Ｘ−Ｘ、Ｙ−ＹとしてのＶ字溝１７に沿って分割して容器本体１を形成する。最後に、容器本体１にＩＣチップ２及び水晶片３を収容して、パラレルシーム溶接により金属カバー５をシールリング４に接合する。これにより、ＩＣチップ２及び水晶片３を密閉封入した表面実装発振器が形成される。

特開２００７−２８８２６８号公報（「従来技術の一例」参照）

（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、第５図に示すように、側面端子７と銀ロウ８とが電気的に接続する場合がある。ここで、銀ロウ８は、電極貫通孔１４及び導電路１５を経由してアースとなる実装端子１０に電気的に接続する。そして、側面端子７は、水晶片３に形成された引出電極１１ｂに電気的に接続する。したがって、水晶片３の引出電極１１ｂがアースとなり、表面実装発振器が正常に動作しないという問題があった。

側面端子７と銀ロウ８との電気的接続は次のように生じる。シールリング４は溶融した銀ロウ８によって容器本体１に接合する。このとき、銀ロウ８はシールリング４の側面に這い上がって、這い上がり部（フィレット）１８を形成する。この這い上がり部１８によって、シールリング４と容器本体１との接合強度が確保される。

しかし、銀ロウ８は這い上がり部１８を形成するのみならず、切欠溝６に流れ込むことがある。このとき、銀ロウ８が側面端子７部分まで流れ込めば、銀ロウ８と側面端子７とが電気的に接続することになる。また、第５図（ｂ）に示すように、銀ロウ８が側面端子７部分にまで流れ込まない場合であっても、Ｎｉ膜１９ａやＡｕ膜１９ｂの形成により、Ｎｉ膜１９ａやＡｕ膜１９ｂを通じて銀ロウ８と側面端子７とが電気的に接続することがある。

このような問題点を解消するために、切欠溝６は底壁１ａ及び下枠壁１ｂにのみ設けて、上枠壁１ｃには切欠溝６を設けない表面実装発振器が有効とも考えられる。なぜなら、上枠壁１ｃに切欠溝６が無ければ、銀ロウ８が側面端子７まで流れ込む可能性が無いからである。しかし、上枠壁１ｃに切欠溝６が無い場合は、シート状上枠壁１Ｃに貫通孔１６ａを形成しない。ここで、側面端子７の金属膜は、「従来技術の一例」に記載したように、積層したセラミックシート１Ａ〜１Ｃを電解メッキ溶液に浸けることによって形成する。よって、シート状上枠壁１Ｃの貫通孔１６ａが無いと、電解メッキ溶液が、シート状下枠壁１Ｂにおける貫通孔１６ａ部分に溜まるため、電解メッキ溶液の流出入が妨げられてメッキを不充分にする問題が生じる。

また、銀ロウ８の使用量を減らして、銀ロウ８が側面端子７まで流れ込む可能性を低減させることも考えられる。しかし、この場合には、銀ロウ８は、「従来技術の一例」に記載したように、シールリング４の側面に這い上がり部１８を形成して、シールリング４と容器本体１との固着強度を高める。したがって、銀ロウ８の使用量を減らすと、這い上がり部１８が小さくなってシールリング４と容器本体１との固着強度を確保できない虞が生じる。

（発明の目的）
本発明は、シールリングが金属ロウで容器本体に接合した場合であっても、容器本体の外側面に形成された側面端子と金属ロウとが電気的に接続する可能性を低減できて、固着強度を高めた表面実装発振器の提供を目的とする。

本発明は、特許請求の範囲（請求項１）に示すように、底壁及び下枠壁及び上枠壁からなる凹状とした容器本体と、前記容器本体に収容された水晶片と、前記水晶片と電気的に接続して発振回路を形成するＩＣチップと、前記上枠壁の上面に金属ロウを用いて接合したシールリングと、前記シールリングに接合して前記水晶片及び前記ＩＣチップを密閉封入した金属カバーとを備え、前記容器本体の厚み方向に貫通した切欠溝が前記容器本体の外側面に形成されて、前記下枠壁の前記切欠溝面に側面端子が設けられた表面実装用の水晶発振器において、前記上枠壁における前記切欠溝の幅が前記下枠壁における前記切欠溝の幅より小さい構成とする。

このような構成であれば、上枠壁における切欠溝の幅が小さいことから、金属ロウが付着する上枠壁上面の領域を十分に確保できる。したがって、金属ロウの切欠溝への流れ込みを防止できて、切欠溝に形成された側面端子と金属ロウとが電気的に接続することを回避できる。また、上枠壁における切欠溝の幅を小さくして上枠壁上面の領域を大きくすることで、金属ロウの這い上がり部の領域も増加するので、シールリングと容器本体との固着強度を高められる。

（実施態様項）
本発明の請求項２では、請求項１において、前記上枠壁における前記切欠溝の深さが前記下枠壁における前記切欠溝の深さより浅い構成とする。これにより、上枠壁における切欠溝の平面視方向での断面積が十分小さくなることから、金属ロウが付着する上枠壁上面の領域をより十分に確保できる。したがって、請求項１の効果を確実にする。さらに、金属ロウの這い上がり部の領域も増加するので、シールリングと容器本体との固着強度をさらに高められる。

本発明の第１実施形態を説明する表面実装発振器の図で、同図（ａ）は斜視図、同図（ｂ）は金属カバー及びシールリングを除いた平面図である。 本発明の第２実施形態を説明する表面実装発振器の金属カバー及びシールリングを除いた平面図である。 一従来例を説明する表面実装発振器の図で、同図（ａ）は斜視図、同図（ｂ）は同図（ａ）におけるＡ−Ａ断面図、同図（ｃ）は水晶片の斜視図である。 一従来例を説明するセラミックシートの図で、同図（ａ）はシート状上枠壁の平面図、同図（ｂ）はシート状下枠壁の平面図、同図（ｃ）はシート状底壁の平面図である。 一従来例を説明する表面実装発振器の図で、同図（ａ）は斜視図、同図（ｂ）は同図（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図である。

（第１実施形態、請求項１に相当）
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図で、同図（ａ）は斜視図、同図（ｂ）は金属カバー及びシールリングを除いた平面図である。なお、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。

本実施形態の表面実装発振器は、容器本体１にＩＣチップ２と水晶片３とを収容し、容器本体１の開口端面となる枠壁上面に設けられたシールリング４に金属カバー５を接合してなる。容器本体１は底壁１ａ及び下枠壁１ｂ、上枠壁１ｃからなり、凹部及び段部を有して、多層構造としたセラミックの焼成によって形成される。

また、容器本体１の厚み方向に貫通した切欠溝６が容器本体１の対向する一対の外側面に形成される。また、下枠壁１ｂの切欠溝面に側面端子７が形成される。側面端子７は、図示しない導電路によって水晶片３と電気的に接続する。そして、表面実装発振器を形成した後に、側面端子７を用いて、水晶振動子（水晶片３）のクリスタルインピーダンス等の振動特性を独立的に測定することができる。容器本体１の開口端面には図示しない金属膜が設けられ、シーム溶接用のシールリング４が金属ロウである銀ロウ８によって接合される。

そして、第１図（ａｂ）に示すように、上枠壁１ｃにおける切欠溝６ａの容器本体１における側周方向の幅が、下枠壁１ｂにおける切欠溝６ｂの容器本体１における側周方向の幅より小さい。但し、上枠壁１ｃにおける切欠溝６ａ及び下枠壁１ｂにおける切欠溝６ｂの深さは同一である。したがって、上枠壁１ｃにおける切欠溝６ａの平面視方向の断面積が、下枠壁１ｂにおける切欠溝６ｂの断面積より小さくなる。

このようなものでは、先ず、従来例と同様にセラミックからなるシート状底壁１Ａ、シート状下枠壁１Ｂ、シート状上枠壁１Ｃを形成する。そして、切欠溝６となる貫通孔１６ａを形成する。このとき、シート状上枠壁１Ｃの貫通孔１６ａの幅を、シート状下枠壁１Ｂの貫通孔１６ａの幅より小さくする。その後は従来例と同様に表面実装発振器を形成する。

このような構成であれば、発明の効果の欄でも記載したように、上枠壁１ｃにおける切欠溝６ａの幅が小さいことから、銀ロウ８が付着する上枠壁１ｃ上面の領域を十分に確保できる。したがって、銀ロウ８の切欠溝６ａへの流れ込みを防止できて、切欠溝６ｂに形成された側面端子７と銀ロウ８とが電気的に接続することを回避できる。また、上枠壁１ｃにおける切欠溝６ａの幅を小さくして上枠壁１ｃ上面の領域を大きくすることで、銀ロウ８の這い上がり部１８の領域も増加するので、シールリングと容器本体との固着強度を高められる。

（第２実施形態、請求項１、２に相当）
第２図は本発明の第２実施形態を説明する表面実装発振器の金属カバー及びシールリングを除いた平面図である。なお、前実施形態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。

第２実施形態では、上枠壁１ｃにおける切欠溝６ａの深さ２０ａが、下枠壁１ｂにおける切欠溝６ｂの深さ２０ｂより浅くなっている。これにより、上枠壁１ｃ上面の領域が第１実施形態より大きくなるため、第１実施形態の効果を確実にする。さらに、銀ロウ８の這い上がり部１８の領域も増加するので、シールリングと容器本体との固着強度をさらに高められる。

（他の事項）
前記の各実施形態において、底壁１ａ及び下枠壁１ｂ、上枠壁１ｃが多層から形成されていてもよいことは勿論である。また、前記の各実施形態において、側面端子７は水晶片３と電気的に接続している。しかし、温度補償型とした表面実装発振器等においては、側面端子７がＩＣチップと電気的に接続する場合があるので、この場合でも同様に適用できることは勿論である。この場合、側面端子７は温度補償データの書込み等に使用される。なお、上枠壁１ｃの切欠溝６ａの断面積を小さくすることに特段の困難性がないことから、表面実装発振器の生産性を維持できる。

１ 容器本体、２ ＩＣチップ、３ 水晶片、４ シールリング、５ 金属カバー、６ 切欠溝、７ 側面端子、８ 銀ロウ、９ バンプ、１０ 実装端子、１１ａ 励振電極、１１ｂ 引出電極、１２ 導電性接着剤、１３ 水晶保持端子、１４ 電極貫通孔、１５ 導電路、１６ 貫通孔、１７ Ｖ字溝、１８ 這い上がり部、１９ 金属膜、２０ 切欠溝の深さ。

Claims (2)

1. 底壁及び下枠壁及び上枠壁からなる凹状とした容器本体と、前記容器本体に収容された水晶片と、前記水晶片と電気的に接続して発振回路を形成するＩＣチップと、前記上枠壁の上面に金属ロウを用いて接合したシールリングと、前記シールリングに接合して前記水晶片及び前記ＩＣチップを密閉封入した金属カバーとを備え、
   前記容器本体の厚み方向に貫通した切欠溝が前記容器本体の外側面に形成されて、前記下枠壁の前記切欠溝面に側面端子が設けられた表面実装用の水晶発振器において、
   前記上枠壁における前記切欠溝の幅が前記下枠壁における前記切欠溝の幅より小さいことを特徴とする表面実装用の水晶発振器。
2. 請求項１において、前記上枠壁における前記切欠溝の深さが前記下枠壁における前記切欠溝の深さより浅い表面実装用の水晶発振器。