JP2013143607A - 表面実装用水晶発振器 - Google Patents

Abstract

【課題】ＩＣ実装基板に実装するＩＣチップの搭載スペースを、水晶振動子接続端子と水晶振動子端子とをＩＣ実装基板の長辺側または短辺側の片側に寄せて、導電体により接続することにより拡げ、より大きなＩＣチップの搭載スペースを確保する。
【解決手段】本発明は、ＩＣチップ４を上面に搭載したＩＣ実装基板７と、気密封止された水晶片３と水晶パッケージとからなる水晶振動子２と、を積層・接合して構成した表面実装用水晶振動子１であって、該ＩＣ実装基板７の水晶振動子接続端子９ａと水晶振動子端子９ｂとを、前記ＩＣ実装基板７の長辺側または短辺側の片側の縁部に寄せて設け、前記水晶振動子接続端子９ａと前記水晶振動子端子９ｂとを導電体６ａ、例えばコアなし半田ボールまたは異方性導電シート、により接続したことを特徴とする表面実装用水晶発振器に関する。
【選択図】図１

Description

本発明は、表面実装用水晶発振器に係り、とくに、ＩＣ実装基板に実装するＩＣチップの搭載スペースを、水晶振動子接続端子と水晶振動子端子とをＩＣ実装基板の長辺側または、短辺側の片側に寄せて接続することにより拡げ、より大きなＩＣチップの搭載スペースを確保することを可能とした温度補償型水晶発振器（ＴＣＸＯ）に関する。

水晶振動子とＩＣチップとを一体化させた水晶デバイスの代表的なものとして、水晶振動子と、この水晶振動子に用いる発振回路を集積したＩＣチップとを一体化させた表面実装用水晶発振器がある。

表面実装用水晶発振器は、小型かつ軽量であることから、とくに携帯型の電子機器、例えば、携帯電話機において、周波数や時間の基準源として広く用いられている。

このような、表面実装用水晶発振器の代表的なものとして、図９に示すように、セラミック板２ａの両主面に開口部を形成したセラミック板２ｂ，２ｃを、それぞれ焼成・積層して凹部１２ａ，１２ｂを形成して、断面がＨ型のセラミックパッケージ２を構成する。そして、一方の凹部１２ａに、水晶片３を水晶保持端子３ｂに導電性接着剤３ａにより接合してから金属リング１３を介してリッド８により密閉封入し、また、他方の凹部１２ｂに、ＩＣ実装基板７にＩＣ実装用バンプ５と異方性導電樹脂１４によりＩＣチップ４を固定し、接合端子１５ａ，１５ｂにより水晶振動子に接合してから、凹部内に格納してＨ型の表面実装用水晶発振器を構成する。そして、実装基板（図示せず）に、発振器実装端子を介して、水晶発振器を実装する（特許文献１）。

とくに、温度補償型水晶発振器（ＴＣＸＯ）は、その小型化が最近進んでおり、外形寸法が２．０ｍｍ×１．６ｍｍ×０．８ｍｍのサイズまでの発振器が生産されているが、さらなる小型化が要求されており、現在、サイズが１．６ｍｍ×１．２ｍｍ×０．７ｍｍのＴＣＸＯの開発が進められている。しかしながら、ＴＣＸＯが小型化するに従い、その製造が困難になる反面、その価格は、昨今、下がらざるを得ない傾向にある。そのため、製造が簡単で、低価格、かつ、同一外形寸法であっても、ＩＣチップの搭載スペースがより大きな小型化したＴＣＸＯの実現が渇望されている。

特開２００９−１０５６２８号公報 特開２００４−１８００１２号公報 特願２０１１−２３７３６０号

しかしながら、この種の従来の表面実装用水晶発振器では、セラミック板を複数枚（例えば３枚）焼成・積層してＨ型断面のパッケージを形成し、それぞれの凹部に水晶片とＩＣチップを樹脂で覆ってから格納してから密閉封入していたが、セラミックパッケージが極めて高価であるため、水晶発振器がコスト高になるとともに、ＩＣチップを樹脂で覆う際に、樹脂がパッケージの凹部からはみ出さないように注入することが非常に難しいため、その生産性が極めて低い等の問題点があった。

また、圧電発振器において、外部端子と接続端子を電気的に接続するための導電体として半田ボールを用い、発振回路基板に位置規制手段を設け、半田ボールと接続端子と外部端子に対して水平方向に正確に配置するものがあるが、ＩＣチップの高さを位置決めの基準として利用するものではなく、そのためＩＣチップの位置設定が不正確であった（特許文献２）。

そこで、上記した問題点を解決するため、ＩＣチップを接合したＩＣ実装基板と、気密封止された水晶片と水晶パッケージとからなる水晶振動子と、を積層して接合し、該ＩＣ実装基板、水晶振動子接続端子と水晶振動子端子を、ＩＣ実装基板の四隅部でコアなし半田ボール等の導電体により接続した発明がなされていた。

すなわち、特許文献３に記載の発明は、図１０（ａ），（ｂ）に示すように、セラミックまたは水晶板あるいはガラス板からなるＩＣ実装基板７の上面主面上にＩＣ実装用バンプ（半田または金バンプ）５、あるいはフリップチップ・ボンディングにより実装されたＩＣチップ４と、このＩＣチップ４の上面主面上に、セラミックまたは水晶板あるいはガラス板２ａ，２ｂからなり、かつ、その内部に水晶片３を水晶保持端子３ｂに導電性接着剤３ａにより接合保持して構成した水晶パッケージ２（以下、“水晶振動子”という）を、コアなし半田ボール６ａを介して、接着し、水晶パッケージ２の上部開口をコバールまたは水晶板からなるリッド８をシーム溶接等により、密封封入して、構成されていた。

そして、半田ボール６ａがコアなしのため、接合の際、上から加熱押圧すると変形してしまうので、ＩＣ実装基板７にＩＣ実装バンプ５を介して接合したＩＣチップ４の垂直方向の高さｈを位置決めの基準位置として用い、ＩＣ実装基板７の四隅部に設けた水晶振動子接続端子９ａと水晶振動子２の底面の四隅部に設けた水晶振動子端子９ｂとをコアなし（内部にコア部分がない中実の）の半田ボール６ａ（導電体）を介在させ、半田ボール６ａを加熱・溶融させて機械的・電気的に水晶振動子２とＩＣ実装基板の７とに接続していた。

さらに、図１０（ｂ）に示したＩＣ実装基板７の下面（底面）主面には、図１１（ｂ）に示すように、顧客の実装基板（図示せず）に発振器を実装するための発振器実装端子３０（外部端子）（ＶＤＤ：電源端子、ＧＮＤ：接地端子、ＯＵＴ：発振出力端子、ＡＦＣ：自動周波数制御端子）が設けられている。これらの発振器実装端子３０は、とくに、ＩＣ実装基板７を貫通するビアホールに形成した貫通電極３０ａによりＩＣ実装バンプ５のＩＣ接続端子５ａに接続されていた。

また、ＩＣ実装基板７の上面主面には、前述したように、半田ボール６ａを用いて水晶振動子２とＩＣ実装基板７とを接続するために、水晶振動子接続端子（ＧＮＤ，Ｘ１，Ｘ２端子）９ａが設けられ、これらの水晶振動子接続端子９ａはＩＣチップ４をＩＣ実装基板７に実装するためのＩＣ接続端子５ａに接続されていた。

また、図１１（ａ）に示すように、ＩＣチップ４をＩＣ実装基板７に実装した状態では、水晶振動子接続端子９ａ（ＧＮＤ）はＩＣ端子５０（ＧＮＤ）に、Ｘ１端子９ａ（Ｘ１）は端子Ｘ１に、また、Ｘ２端子９ａ（Ｘ２）はＸ２端子にそれぞれ接続されていた。

しかしながら、特許文献３に示した従来例の表面実装用水晶発振器では、図１１（ａ）に示すように、ＩＣ実装基板７の実装面の四隅部に４個の水晶振動子接続端子９ａ（Ｘ１，Ｘ２，ＧＮＤ）が形成されているため、これらの水晶振動子接続端子９ａとＩＣチップ４とが接触するおそれがあり、そのため、十分なＩＣチップ４の搭載スペースを確保しにくい問題点があった。そのため、ＴＣＸＯの外形寸法が接触を回避する分だけ大きくなり、小型化に適したＴＣＸＯを得ることが極めて困難であった。

上記した課題を解決するため、本発明の表面実装用水晶発振器は、ＩＣチップを上面に搭載したＩＣ実装基板と、気密封止された水晶片と水晶パッケージとからなる水晶振動子と、を積層・接合して表面実装用水晶振動子を構成し、該ＩＣ実装基板の水晶振動子接続端子と水晶振動子端子とを前記ＩＣ実装基板の長辺側または短辺側の片側の縁部に寄せて設け、前記水晶振動子接続端子と前記水晶振動子端子とを導電体により接続する。

また、本発明の表面実装用水晶発振器では、前記導電体が、コアなし半田ボールからなることを特徴とする。

ここで、前記コアなし半田ボールの直径が、５０μｍから３００μｍであることを特徴とする。

さらに、前記導電体が、異方性導電シートからなることを特徴とする。

また、前記異方性導電シートが、接着性を有し、または、前記異方性導電シートが、接着性を有しないことを特徴とする。

また、本発明の表面実装用水晶発振器では、前記ＩＣチップが、金バンプにより前記ＩＣ実装基板に接合されていることを特徴とする。

また、前記ＩＣチップが、半田バンプにより前記ＩＣ実装基板に接合されていることを特徴とする。

さらに、前記ＩＣチップと前記ＩＣ実装基板との接合部を絶縁性のエポキシ系接着剤で保護したことを特徴とする。

またさらに、前記ＩＣ実装基板と前記ＩＣチップの間に絶縁性のエポキシ系接着剤を充填したことを特徴とする。

また、本発明の表面実装用水晶発振器では、前記ＩＣ実装基板の内部にＧＮＤ層を埋設して形成したことを特徴とする。

ここで、前記ＩＣ実装基板の内部に前記ＩＣ実装基板に形成した配線の下に対応するようにＧＮＤ層を埋設して形成したことを特徴とする。

またさらに、前記ＩＣ実装基板の内部にＧＮＤ層を埋設して形成して、該ＧＮＤ層が四隅の水晶接続用端子を除き全面に形成したことを特徴とする。

さらに、前記表面実装用水晶発振器が、温度補償型水晶発振器であることを特徴とする。

ここで、前記ＩＣチップが、温度補償電圧を発生させる温度センサ回路と、該温度センサ回路の出力を用いて温度補償電圧を発生させる温度補償回路と、温度補償量を決定するための不揮発性メモリと、水晶発振回路と、該水晶発振回路が出力するアナログ信号を出力するためのバッファ回路と、を格納していることを特徴とする。

ＩＣ実装基板の水晶振動子接続端子と水晶振動子端子とを、ＩＣ実装基板の長辺側または短辺側の片側に寄せて配置し、これらの両端子を導電体、例えば、コアなし半田ボール、または異方性導電シートで、電気的・機械的に接続したので、ＩＣチップの搭載スペースが拡がり、ＩＣチップが両端子と接触しなくなり、ＩＣチップの搭載スペースが大となるので、同一外形寸法の水晶発振器でも、従来例に比べてより大きなＩＣチップの搭載が可能となる。

本発明の表面実装用水晶発振器の実施例である、温度補償型水晶発振器の実施例１を示し、ＩＣ実装基板の水晶振動子接続端子と水晶振動子端子とをＩＣ実装基板の長辺方向に直列に配置したコアなし半田ボールで接続した実施例１を示し、（ａ）は、リッドを外して上から見た平面図、（ｂ）は、リッドを被せたそのＩ−Ｉ矢視方向から見たＩ−Ｉ矢視縦断面図を示す、（ｃ）は、そのII−II矢視方向から見た断面図を示す。 図１に示した本発明の温度補償型水晶発振器の底面図を示す。 図１に示した本発明の温度補償型水晶発振器において、水晶パッケージを外して実装したＩＣチップをＩＣ実装基板の上面に実装した状態を上から見た平面図である。 図１に示した本発明の温度補償型水晶発振器の水晶振動子の底面図である。 図１に示した本発明の実施例１の温度補償型水晶発振器のブロック図である。 本発明の表面実装用水晶発振器の実施例２である、温度補償型水晶発振器の縦断面図を示し、ＩＣ実装基板の水晶振動子接続端子と水晶振動子の端子とを異方性導電シートで接続した実施の形態を示す。 本発明の温度補償型水晶発振器の実施例３の縦断面図を示し、ＩＣ実装基板の水晶振動子接続端子と水晶振動子の端子とを接着力のある異方性導電シートで接続した実施の形態を示す。 本発明の温度補償型水晶発振器の実施例４の縦断面図を示し、ＩＣ実装基板の水晶振動子接続端子と水晶振動子の端子とを接着力のない異方性導電シートで接続した実施の形態を示す。 従来例のＨ字状断面のパッケージをもつ表面実装型水晶発振器の縦断面図を示す。 他の従来例のＩＣ実装基板の水晶振動子接続端子と水晶振動子端子をＩＣ実装基板の四隅部で４個のコアなし半田ボールで接続した温度補償型水晶発振器を示し、（ａ）は、リッドを取り外して上から見た平面図、（ｂ）は、その縦断面図、を示す。 図１０に示した他の従来例の温度補償型水晶発振器において、（ａ）は、ＩＣチップをＩＣ実装基板の上面に実装した状態を上から見た平面図、（ｂ）は、その底面図である。

以下、本発明の表面実装用水晶発振器の実施例を添付した図面に基づいて説明する。

実施例１
実施例１は、ＩＣ実装基板と水晶振動子を接続する導電体に、コアなし半田ボールを用いたものである。

すなわち、図１（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、本発明の表面実装用水晶発振器の実施例１の温度補償型水晶発振器は、セラミックまたは水晶板あるいはガラス板からなるＩＣ実装基板７の上面主面上にＩＣ実装用バンプ（半田または金バンプ）５、あるいはフリップチップ・ボンディング、により実装されたＩＣチップ４と、このＩＣチップ４の上面主面上に、セラミックまたは水晶板あるいはガラス板２ａ，２ｂからなり、かつ、その内部に水晶片３を水晶保持端子３ｂに導電性接着剤３ａにより接合保持して構成した水晶パッケージ２（以下、“水晶振動子”という）を半田ボール６ａを介して接着し、水晶パッケージ２の上部開口をコバールまたは水晶板からなるリッド８をシーム溶接等により、密封封入して、構成されている。

ここで、本発明の実施例１の温度補償型水晶発振器では、複数個の、例えば３個の水晶振動子接続端子９ａを前述した他の従来例のように、ＩＣ実装基板７の四隅に設けるのではなく、図１（ａ）に点線で示すように、ＩＣ実装基板７の長辺の片側に寄せて直列に設け、これらの水晶振動子接続端子９ａを３個のコアなし半田ボール６ａを介して、水晶振動子端子９ｂに電気的に接続させる。これにより、ＩＣ実装基板７の上面におけるＩＣチップ４の搭載スペースが拡がり、同一の外形寸法をもつ水晶発振器であっても、より大きなＩＣチップ４の搭載が可能となり、小型化したＴＯＸＯが得られる。なお、複数の水晶振動子接続端子９ａをＩＣ実装基板７の長辺方向ではなく、この長辺に直角な短辺方向に直列に配置してもよい。

なお、ＩＣ実装基板７の上面主面にＩＣ実装バンプ５またはフリップチップ・ボンディングにより実装されたＩＣチップ４の下面主面と該上面主面との間に、熱応力による接続端子のクラック防止のため絶縁性のエポキシ樹脂を充填し、また、ＩＣチップ４の接合部４ａを絶縁性のエポキシ樹脂を介して水晶パッケージ２と接合してもよい。

そして、半田ボール６ａがコアなしのため水晶振動子２とＩＣ実装基板７との接合の際、上から加熱押圧すると変形してしまうので、ＩＣ実装基板７にＩＣ実装バンプ５を介して接合したＩＣチップ４の垂直方向の高さｈを位置決めの基準位置として用い、ＩＣ実装基板７の水晶振動子接続端子９ａと水晶振動子２の底面に設けた水晶振動子端子９ｂとをコアなし（内部にコア部分がない中実の）の半田ボール６ａ（導電体）を介在させ、半田ボール６ａを加熱・溶融させて、機械的・電気的に、水晶振動子２とＩＣ実装基板の７とに接続する。ここで、接続後、塵埃の侵入を防止するため、コアなし半田ボール６ａの周囲を樹脂封止してもよい。

ここで、コアなし半田ボール６ａを直接ＩＣ実装基板７の上面に設けた水晶振動子接続端子９ａ上に載置してもよいが、予めＩＣ実装基板７上に半田を印刷した後、溶融してコアなし半田ボール６ａを個片またはウエハレベルで形成してもよい。あるいは、予め水晶振動子端子９ｂ上に半田を印刷した後、溶融してコアなし半田ボール６ａを個片またはウエハレベルで形成してもよい。

とくに、本実施例１で、コアなし半田ボール（例えば、鉛フリー半田ボール）を水晶振動子とＩＣ実装基板の接続に用いることにより、例えば、銅コアボールにＳｎＡｇメッキしたコアありボールに比べて廉価な導電体としての半田ボールが得られるようになる。

ここで、できるだけ、水晶発振器の低背化をはかるため、接続に用いる半田ボール６ａの直径は、５０μｍ〜３００μｍの範囲内とする。

さらに、ＩＣ実装基板７の下面（底面）主面７ａには、図２に示すように、顧客の実装基板（図示せず）に発振器を実装するための発振器実装端子３０（外部端子）（ＶＤＤ：電源端子、ＧＮＤ：接地端子、ＯＵＴ：発振出力端子、ＡＦＣ：自動周波数制御端子）が設けられている。これらの発振器実装端子３０は、とくに、図１（ａ）及び図３に詳細に示すように、ＩＣ実装基板７を貫通するビアホールに形成した貫通電極３０ａによりＩＣ実装バンプ５のＩＣ接続端子５ａに接続されている。

また、ＩＣ実装基板７の上面主面には、図３に示すように、半田ボール６ａを用いて水晶振動子２とＩＣ実装基板７とを接続するために、水晶振動子接続端子（ＧＮＤ，ＸＴ，ＸＴＢ端子）９ａが設けられ、これらの水晶振動子接続端子９ａは、ＩＣチップ４をＩＣ実装基板７に実装するためのＩＣ接続端子５ａに接続されている。

また、図３に詳しく示すように、ＩＣチップ４をＩＣ実装基板７に６個のＩＣ実装用バンプ５で実装した状態では、水晶振動子接続端子９ａ（ＧＮＤ）はＩＣ接続端子５ａ（ＧＮＤ）に、水晶振動子接続端子９ａ（ＸＴ）はＩＣ接続端子５ａ（ＸＴ）に、また、水晶振動子接続端子９ａ（ＸＴＢ）はＩＣ接続端子５ａ（ＸＴＢ）にそれぞれ接続されている。

また、図４に示すように、水晶振動子２の底面部の長辺側の片側には、直列に、例えば、３個の水晶振動子端子９ｂ（ＸＴ，ＸＴＢ，ＧＮＤ）が設けられ、ＩＣ実装基板７に配置されたコアなし半田ボール６ａと電気的・機械的に接続されている。

さらに、図５に示すように、本発明の表面実装用水晶発振器の実施例１である温度補償型水晶発振器の温度補償回路は、温度補償電圧を発生させる温度センサ回路２０と、温度センサ回路２０の出力を用いて温度補償電圧を発生させる温度補償回路２１と、温度補償量を決定するための不揮発性メモリ２５と、水晶発振回路２３と、水晶発振回路２３に接続された自動周波数制御入力調整回路２６と、定電圧回路２７と、水晶発振回路２３が出力するアナログ信号を出力するための出力バッファ回路２４と、から構成されている。

ここで、この温度補償回路の作用を詳述すると、温度センサ回路２０は、温度変化に対し出力が１次関数的に変化する電圧を発生し、温度補償回路２１は、温度センサ回路２０の出力電圧から水晶振動子２の周波数温度変化分を補償するための電圧を発生する。不揮発性メモリ２５は、温度補償に用いるデータを格納し、自動周波数制御入力調整回路２６は、ＡＦＣ入力電圧に対する電圧利得を調整し、ＡＦＣ入力電圧による周波数可変幅を調整する。また、水晶発振回路２３は、ＩＣチップ４の外部に接続された水晶振動子２と内蔵した増幅器、可変容量素子により電圧制御水晶発振器を構成している。さらに、定電圧回路２７は、ＤＣ電源電圧から温度や電源電圧に依存しないＩＣチップ内部で使用する電圧を発生し、出力バッファ回路２４は、水晶発振回路の出力をバッファし、発振出力として出力する。

また、図１（ｂ）に示すように、ＩＣ実装基板７の内部に、ＧＮＤ層（ベタアース）７ｂを、あるいはＩＣ実装基板７の配線の下に、ＧＮＤ層７ｂを、ＧＮＤ層７ｂの最大外形寸法が水晶振動子接続端子９ａ及びＩＣチップ４の配線パターンの外枠寸法よりも大きくなるように埋設して形成して、顧客の実装基板に本発明の表面実装用水晶発振器１を実装した際に、水晶発振器の発振周波数が変動しないようにする。

このようにして、ＩＣ実装基板７の配線パターン及びＩＣ実装電極の下にＧＮＤ層を形成したので、携帯電話などの実装基板に本発明の表面実装用水晶発振器１を実装した場合、水晶振動子接続端子９ａ及び水晶振動子端子９ｂとＩＣチップ４の配線パターンと実装基板間の容量が変化して発振周波数が変化することが回避される。

このように、本発明の表面実装用水晶発振器１の実施例１である温度補償型水晶発振器では、コアあり半田ボールと比較して廉価なコアなし半田ボール６ａにより、ＩＣ実装基板７に実装したＩＣチップ４の高さを位置決めの基準として用いて、ＩＣ実装基板７の水晶振動子接続端子９ａと水晶振動子端子９ｂを接続したので、正確、廉価かつ高生産性で、水晶発振器を、個片またはウエハレベルで、製造することができるようになるとともに、複数の水晶振動子接続端子９ａをＩＣ実装基板７の長辺方向または短辺方向の片側に寄せて配置したので、ＩＣ実装基板７の上面のＩＣチップ４の実装スペースが拡がり、同一外形寸法の水晶発振器であっても、従来例のものと比べて、より大きな外形寸法のＩＣチップ４の搭載が可能となる。

実施例２
実施例２は、ＩＣ実装基板と水晶振動子を接続する導電体に異方性導電シートを用いたものである。

すなわち、図６に示すように、本発明の表面実装用水晶発振器の実施例２の温度補償型水晶発振器は、セラミックまたは水晶板あるいはガラス板からなるＩＣ実装基板７の上面主面上にＩＣ実装用バンプ（半田または金バンプ）５、あるいはフリップチップ・ボンディングにより実装されたＩＣチップ４と、このＩＣチップ４の上面主面上に、セラミックまたは水晶板２ａ，２ｂからなり、かつ、その内部に水晶片３を水晶保持端子３ｂに導電性接着剤３ａにより接合保持して構成した水晶パッケージ２（水晶振動子という）を接着し、水晶パッケージ２の上部開口をコバールまたは水晶板からなるリッド８を溶接などにより、密封封入して、構成されている。

ＩＣ実装基板７の上面主面にＩＣ端子５ａ及びＩＣ電極パッド５ｂを介してＩＣ実装バンプ５またはフリップチップ・ボンディングにより実装されたＩＣチップ４の下面主面と該上面主面との間に、絶縁性のエポキシ樹脂１１を充填してもよい。

そして、ＩＣ実装基板７にＩＣ実装バンプ５を介して接合されたＩＣチップ４の垂直方向の高さｈを位置決めの基準として用い、ＩＣ実装基板７の水晶振動子接続端子９ａと水晶振動子２の底面に設けた水晶振動子の端子９ｂに導電体である環状（枠型の）異方性導電シート６ｂを、例えば３個、介在させて接続し、ＩＣチップ４と水晶振動子２を接着剤４ａで固定する。

この異方性導電シート６ｂは、シートの面方向に絶縁性を保持し、その厚み方向に導通性をもち、厚み方向に挟んで加圧することにより、電気的に水晶振動子接続端子９ａと水晶振動子の端子９ｂとが接続される。

しかし、加圧により異方性導電シート６ｂが厚み方向に変形するので、実施例１と同様にＩＣチップ４の垂直方向の高さｈを位置決めの基準位置として用いる。

ここで、異方性導電シート６ａとしては、例えば、厚みが、３０μｍ、導電粒子として粒子径が２μｍのニッケル粒子をバインダー中に含有させたもの（接着力がある）、または、カーボン系導電繊維を絶縁性シリコーンの厚さ方向に高密度に配向した異方性導電シート（接着力なし）であって、シートの厚さが、例えば、２００μｍ、導通繊維径が３０μｍのもの（例えば、信越ポリマー社・ＭＡＦタイプ）が用いられる。この異方性導電シート６ｂは、個片の水晶発振器のＩＣ実装基板７の上面に環状に打ち抜いたものを個々に貼りつけてもよいし、あるいはウエハレベルで水晶発振器を製造する際、無駄を省くため、ウエハ上にテープ状の異方性導電シートを十文字に貼りつけた後、個片に分割してもよい。

また、実施例１と同様に、ＩＣ実装基板７の内部にＧＮＤ層を埋設して形成してもよい。

実施例３
実施例３は、水晶振動子接続基板と水晶振動子とを市販の接着力のある、または接着力のない導電体としての異方性導電シートで接続した温度補償型水晶発振器の実施例に関する。

この実施例３の接着力のある異方性導電シート６ｃを用いた水晶発振器では、図７に示すように、セラミックまたは水晶板あるいはガラス板からなる水晶振動子接続基板２９の水晶接続用端子９ａに接続用半田バンプ２８を形成する。ＩＣチップ４の上面主面上にＩＣ接続端子５ａ及びＩＣ電極パッド５ｂを介してＩＣ実装用バンプ（半田または金）５を載置し、セラミックまたは水晶板あるいはガラス板からなり、内部に水晶片３を載置した水晶パッケージ２ａ，２ｂからなる水晶振動子２の底面に電極パッド５ａを介して接続する。次に、例えば、３個の水晶振動子接続端子９ｂと環状（枠型）異方性導電シート６ｃを載置後に水晶振動子接続端子９ａを対向させて重ね、加圧加熱して接続する。この時、補強のためＩＣチップ４を接着剤４ａで固定してもよい。

また、実施例１と同様に水晶振動子接続基板２９の内部にＧＮＤ層を埋設して形成してもよい。

実施例４
前述した実施例３の接着力のある異方性導電シートでは、異方性導電シート６ｃを加圧して、バインダー中の導電粒子同士を接触させて接続用半田バンプ２８と水晶接続端子９ｂを導通させる。そのとき、バインダーを加熱することにより水晶振動子２と水晶振動子接続基板２９を接着できる。

これに対して、実施例４の接着力がない異方性導電シートを用いた水晶発振器では、図８に示すように、水晶振動子接続端子９ａに接続用半田バンプ２８（図７参照）を形成することなく、異方性導電シートを加圧することで水晶接続端子９ｂと導通できる。そのとき、位置決めと機械的な強度を保つため、ＩＣチップ４と水晶振動子接続基板２９の間に接着剤４ａを塗布、加熱することで両方を固定する。ここで、上記した接着剤４ａとしては、温度を付加して接着する絶縁性のあるエポキシ系接着剤が好適である。

１ 温度補償型水晶発振器（表面実装用水晶発振器）
２ 水晶パッケージ（水晶振動子）
２ａ，２ｂ，２ｃ セラミック板
３ 水晶片
３ａ 導電性接着剤
４ ＩＣチップ
５ ＩＣ実装用バンプ
５ａ ＩＣ接続端子
５ｂ ＩＣ電極パッド
６ａ コアなし半田ボール
６ｂ，６ｃ 異方性導電シート
７ ＩＣ実装基板
７ａ ＩＣ実装基板底面
７ｂ ＧＮＤ層
８ リッド
９ａ 水晶振動子接続端子
９ｂ 水晶振動子端子
２０ 温度センサ回路
２１ 温度補償回路
２３ 水晶発振回路
２４ 出力バッファ回路
２５ 不揮発性メモリ
２６ 自動周波数制御入力調整回路（ＡＦＣ）
２７ 定電圧回路
３０ 発振器実装端子
５０ ＩＣ端子

Claims (15)

1. ＩＣチップを上面に搭載したＩＣ実装基板と、気密封止された水晶片と水晶パッケージとからなる水晶振動子と、を積層・接合して構成した表面実装用水晶振動子において、該ＩＣ実装基板の水晶振動子接続端子と水晶振動子端子とを前記ＩＣ実装基板の長辺側または短辺側の片側の縁部に寄せて設け、前記水晶振動子接続端子と前記水晶振動子端子とを導電体により接続したことを特徴とする表面実装用水晶発振器。
2. 前記導電体が、コアなし半田ボールからなることを特徴とする請求項１に記載の表面実装用水晶発振器。
3. 前記コアなし半田ボールの直径が、５０μｍから３００μｍであることを特徴とする請求項２に記載の表面実装用水晶発振器。
4. 前記導電体が、異方性導電シートからなることを特徴とする請求項１に記載の表面実装用水晶発振器。
5. 前記異方性導電シートが、接着性を有することを特徴とする請求項４に記載の表面実装用水晶発振器。
6. 前記異方性導電シートが、接着性を有しないことを特徴とする請求項４に記載の表面実装用水晶発振器。
7. 前記ＩＣチップが、金バンプにより前記ＩＣ実装基板に接合されていることを特徴とする請求項１に記載の表面実装用水晶発振器。
8. 前記ＩＣチップが、半田バンプにより前記ＩＣ実装基板に接合されていることを特徴とする請求項１に記載の表面実装用水晶発振器。
9. 前記ＩＣチップと前記ＩＣ実装基板との接合部を絶縁性のエポキシ系接着剤で保護したことを特徴とする請求項１に記載の表面実装用水晶発振器。
10. 前記ＩＣ実装基板と前記ＩＣチップの間に絶縁性のエポキシ系接着剤を充填したことを特徴とする請求項１に記載の表面実装用水晶発振器。
11. 前記ＩＣ実装基板の内部にＧＮＤ層を埋設して形成したことを特徴とする請求項１に記載の表面実装用水晶発振器。
12. 前記ＩＣ実装基板の内部に前記ＩＣ実装基板に形成した配線の下に対応するようにＧＮＤ層を埋設して形成したことを特徴とする請求項１に記載の表面実装用水晶発振器。
13. 前記ＩＣ実装基板の内部にＧＮＤ層を埋設して形成し、該ＧＮＤ層が四隅の水晶接続用端子を除き全面に形成したことを特徴とする請求項１に記載の表面実装用水晶発振器。
14. 前記表面実装用水晶発振器が、温度補償型水晶発振器であることを特徴とする請求項１から１３に記載の表面実装用水晶発振器。
15. 前記ＩＣチップが、温度補償電圧を発生させる温度センサ回路と、該温度センサ回路の出力を用いて温度補償電圧を発生させる温度補償回路と、温度補償量を決定するための不揮発性メモリと、水晶発振回路と、該水晶発振回路が出力するアナログ信号を出力するためのバッファ回路と、を格納していることを特徴とする請求項１４に記載の温度補償型水晶発振器。

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