JP2015050483A - Electronic device, electronic apparatus, and mobile - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子デバイス、電子機器および移動体に関するものである。 The present invention relates to an electronic device, an electronic apparatus, and a moving object.
従来から、水晶振動素子を用いた発振器(電子デバイス)として、水晶振動素子をパッケージに収容したものが広く知られている。また、発振器の小型化を図るために、パッケージの一部に、発振回路が形成された集積回路基板を用いている構成も知られている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1の発振器は、凹部を有する箱状のベースと、凹部を塞ぐ板状の集積回路基板とを有するパッケージを有しており、凹部内に水晶振動素子が収容されている。また、集積回路基板の能動面が凹部の内側に位置しており、この能動面に水晶振動素子が固定されている。
しかしながら、特許文献1の発振器では、集積回路基板が板状をなしており、ベースに対して引っ掛かりがない。そのため、ベースに対する集積回路基板の位置決めを精度よく行うことができず、例えば、端子同士の接触不良等が発生する問題がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, as an oscillator (electronic device) using a crystal resonator element, a crystal resonator element accommodated in a package is widely known. In addition, in order to reduce the size of an oscillator, a configuration is also known in which an integrated circuit substrate in which an oscillation circuit is formed is used as part of a package (see, for example, Patent Document 1).
The oscillator of Patent Document 1 has a package having a box-shaped base having a recess and a plate-like integrated circuit substrate that closes the recess, and a crystal resonator element is accommodated in the recess. In addition, the active surface of the integrated circuit substrate is located inside the recess, and the crystal resonator element is fixed to the active surface.
However, in the oscillator of Patent Document 1, the integrated circuit board has a plate shape and is not caught by the base. Therefore, the integrated circuit board cannot be accurately positioned with respect to the base, and there is a problem that, for example, poor contact between terminals occurs.
本発明の目的は、集積回路基板とベースとの位置決めを精度よく行うことのできる電子デバイス、電子機器および移動体を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an electronic device, an electronic apparatus, and a moving body capable of accurately positioning an integrated circuit board and a base.
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の適用例として実現することが可能である。
[適用例1]
本発明の電子デバイスは、振動素子と、
前記振動素子を収容するパッケージと、を含み、
前記パッケージは、
板状をなし一方の主面に開放する有底の凹部が形成されているベースと、
前記凹部に嵌め込まれた状態で前記凹部の内周面と接合され、前記振動素子を駆動させる電気回路を備える能動面が前記凹部の内側に臨む集積回路基板と、を有し、
前記振動素子は、前記凹部と前記集積回路基板とにより形成された収容空間に収容され、且つ、固定部材を介して前記能動面に固定されており、
前記電気回路は、前記ベースに形成された貫通電極を介して前記ベースの他方の主面に引き出されていることを特徴とする。
これにより、集積回路基板とベースとの位置決めを精度よく行うことのできる電子デバイスが得られる。
SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following application examples.
[Application Example 1]
The electronic device of the present invention includes a vibration element,
A package containing the vibration element,
The package is
A base that is plate-shaped and has a bottomed recess that opens on one main surface;
An integrated circuit board that is joined to the inner peripheral surface of the recess in a state of being fitted into the recess and has an active surface including an electric circuit that drives the vibration element, facing the inside of the recess,
The vibration element is accommodated in an accommodation space formed by the recess and the integrated circuit substrate, and is fixed to the active surface via a fixing member,
The electric circuit is drawn out to the other main surface of the base through a through electrode formed in the base.
Thereby, an electronic device capable of accurately positioning the integrated circuit substrate and the base is obtained.
[適用例2]
本発明の電子デバイスでは、前記凹部は、前記一方の主面に開放する有底の第1凹部と、前記第1凹部の底面の中央部に開放する有底の第2凹部とを有し、
前記集積回路基板は、前記第1凹部に嵌め込まれていることが好ましい。
これにより、第2凹部によって振動素子の収容空間を確保しつつ、ベースと集積回路基板との位置決めを正確かつ簡単に行うことができる。
[Application Example 2]
In the electronic device of the present invention, the recess has a bottomed first recess that opens to the one main surface, and a bottomed second recess that opens to the center of the bottom surface of the first recess,
The integrated circuit board is preferably fitted in the first recess.
Thereby, positioning of a base and an integrated circuit board can be performed correctly and easily, ensuring the accommodation space of a vibration element by a 2nd recessed part.
[適用例3]
本発明の電子デバイスでは、前記集積回路基板は、板状をなし、前記能動面を有する本体部と、前記本体部よりも薄く前記本体部の外縁に設けられた外縁部とを有し、
前記本体部の側面と前記第1凹部の内周面とが対面し、前記外縁部の前記ベース側の面と前記ベースの前記一方の主面とが対面していることが好ましい。
これにより、ベースと集積回路基板との位置決めを正確かつ簡単に行うことができる。
[Application Example 3]
In the electronic device of the present invention, the integrated circuit board has a plate shape, and has a main body portion having the active surface, and an outer edge portion that is thinner than the main body portion and provided on an outer edge of the main body portion,
It is preferable that a side surface of the main body portion and an inner peripheral surface of the first recess face each other, and a surface of the outer edge portion on the base side and the one main surface of the base face each other.
Thereby, the positioning of the base and the integrated circuit board can be performed accurately and easily.
[適用例4]
本発明の電子デバイスでは、前記外縁部は、前記ベースの前記一方の主面に接合されているのが好ましい。
これにより、集積回路基板とベースとをより強固に接合することができる。
[適用例5]
本発明の電子デバイスでは、前記電気回路は、前記収容空間内に配置された導電性部材を介して前記貫通電極と電気的に接続されていることが好ましい。
これにより、前記電気回路と貫通電極とを簡単に接続することができる。
[Application Example 4]
In the electronic device according to the aspect of the invention, it is preferable that the outer edge portion is bonded to the one main surface of the base.
Thereby, an integrated circuit board and a base can be joined more firmly.
[Application Example 5]
In the electronic device according to the aspect of the invention, it is preferable that the electric circuit is electrically connected to the through electrode through a conductive member disposed in the housing space.
Thereby, the electric circuit and the through electrode can be easily connected.
[適用例6]
本発明の電子デバイスは、振動素子と、
前記振動素子を収容するパッケージと、を含み、
前記パッケージは、
板状をなし一方の主面に開放する有底の凹部を有し、前記凹部の底面が前記振動素子を駆動させる電気回路を備える能動面である集積回路基板と、
前記凹部に嵌め込まれた状態で前記凹部の内周面と接合されたベースと、を有し、
前記振動素子は、前記凹部と前記ベースとにより形成された収容空間に収容され、且つ、固定部材を介して前記能動面に固定されており、
前記電気回路は、前記凹部の内周面に形成された配線を介して前記パッケージの外面に引き出されていることを特徴とする。
これにより、集積回路基板とベースとの位置決めを精度よく行うことのできる電子デバイスが得られる。
[Application Example 6]
The electronic device of the present invention includes a vibration element,
A package containing the vibration element,
The package is
An integrated circuit board having a plate-like recess having a bottom and opening on one main surface, the bottom of the recess being an active surface including an electric circuit for driving the vibration element;
A base joined to the inner peripheral surface of the recess in a state fitted in the recess;
The vibration element is accommodated in an accommodation space formed by the concave portion and the base, and is fixed to the active surface via a fixing member,
The electrical circuit is drawn out to the outer surface of the package through wiring formed on the inner peripheral surface of the recess.
Thereby, an electronic device capable of accurately positioning the integrated circuit substrate and the base is obtained.
[適用例7]
本発明の電子デバイスでは、前記凹部は、前記一方の主面に開放する有底の第1凹部と、前記第1凹部の底面の中央部に開放する有底の第2凹部とを有し、
前記ベースは、前記第1凹部に嵌め込まれていることが好ましい。
これにより、第2凹部によって振動素子の収容空間を確保しつつ、ベースと集積回路基板との位置決めを正確かつ簡単に行うことができる。
[Application Example 7]
In the electronic device of the present invention, the recess has a bottomed first recess that opens to the one main surface, and a bottomed second recess that opens to the center of the bottom surface of the first recess,
The base is preferably fitted in the first recess.
Thereby, positioning of a base and an integrated circuit board can be performed correctly and easily, ensuring the accommodation space of a vibration element by a 2nd recessed part.
[適用例8]
本発明の電子デバイスでは、前記ベースは、板状の本体部と、前記本体部よりも薄く前記本体部の外縁に設けられた外縁部とを有し、
前記本体部の側面と前記第1凹部の内周面とが対面し、前記本体部の前記集積回路基板側の面と前記第1凹部の底面とが対面していることが好ましい。
これにより、ベースと集積回路基板との位置決めを正確かつ簡単に行うことができる。
[Application Example 8]
In the electronic device of the present invention, the base has a plate-like main body portion, and an outer edge portion that is thinner than the main body portion and provided on the outer edge of the main body portion,
It is preferable that a side surface of the main body portion and an inner peripheral surface of the first concave portion face each other, and a surface of the main body portion on the integrated circuit board side and a bottom surface of the first concave portion face each other.
Thereby, the positioning of the base and the integrated circuit board can be performed accurately and easily.
[適用例9]
本発明の電子デバイスでは、前記本体部の前記集積回路基板側の面は、第1凹部の底面に接合されていることが好ましい。
これにより、集積回路基板とベースとをより強固に接合することができる。
[適用例10]
本発明の電子デバイスでは、前記ベースは、ガラス材料で構成されていることが好ましい。
これにより、ベースの加工がし易くなる。
[Application Example 9]
In the electronic device according to the aspect of the invention, it is preferable that a surface of the main body portion on the integrated circuit substrate side is bonded to a bottom surface of the first recess.
Thereby, an integrated circuit board and a base can be joined more firmly.
[Application Example 10]
In the electronic device of the present invention, the base is preferably made of a glass material.
Thereby, it becomes easy to process the base.
[適用例11]
本発明の電子デバイスでは、前記固定部材は、導電性を有しており、
前記固定部材を介して前記電気回路と前記振動素子とが電気的に接続されていることが好ましい。
これにより、部品点数の低減を図ることができ、電子デバイスの構成が簡単なものとなる。
[Application Example 11]
In the electronic device of the present invention, the fixing member has electrical conductivity,
It is preferable that the electric circuit and the vibration element are electrically connected via the fixing member.
As a result, the number of parts can be reduced, and the configuration of the electronic device can be simplified.
[適用例12]
本発明の電子デバイスでは、前記電気回路は、前記振動素子を発振させるための発振回路を含むことが好ましい。
これにより、発振回路で生成された発振出力を、例えば、クロック信号等の基準信号として利用することができる。
[Application Example 12]
In the electronic device according to the aspect of the invention, it is preferable that the electric circuit includes an oscillation circuit for causing the vibration element to oscillate.
As a result, the oscillation output generated by the oscillation circuit can be used as a reference signal such as a clock signal, for example.
[適用例13]
本発明の電子機器は、本発明の電子デバイスを備えていることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い電子機器が得られる。
[適用例14]
本発明の移動体は、本発明の電子デバイスを備えていることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い移動体が得られる。
[Application Example 13]
An electronic apparatus according to the present invention includes the electronic device according to the present invention.
As a result, a highly reliable electronic device can be obtained.
[Application Example 14]
The moving body of the present invention includes the electronic device of the present invention.
Thereby, a mobile body with high reliability is obtained.
以下、本発明の電子デバイス、電子機器および移動体を図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
1.電子デバイス
図1は、本発明の第1実施形態にかかる電子デバイスを示す断面図である。図2は、図1に示す電子デバイスが有する振動素子の平面図および透過図である。図3は、図1に示す電子デバイスが有するベースの上面図である。図4および図5は、図1に示す電子デバイスの製造方法を示す断面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図1中の上側を「上」と言い、下側を「下」と言う。
図1に示すように、電子デバイス1は、パッケージ2と、パッケージ2内に収容された振動素子3と、を有している。
Hereinafter, an electronic device, an electronic apparatus, and a moving body of the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the drawings.
1. Electronic Device FIG. 1 is a cross-sectional view showing an electronic device according to a first embodiment of the present invention. 2 is a plan view and a transparent view of a vibration element included in the electronic device shown in FIG. FIG. 3 is a top view of a base included in the electronic device shown in FIG. 4 and 5 are cross-sectional views showing a method for manufacturing the electronic device shown in FIG. In the following, for convenience of explanation, the upper side in FIG. 1 is referred to as “upper” and the lower side is referred to as “lower”.
As shown in FIG. 1, the electronic device 1 includes a
−振動素子−
図2(a)、(b)に示すように、振動素子3は、平面視形状が長方形の板状をなす圧電基板31と、圧電基板31の表面に形成された電極32とを有している。
圧電基板31は、主として厚み滑り振動をする水晶素板である。本実施形態では、圧電基板31としてATカットと呼ばれるカット角で切り出された水晶素板を用いている。なお、ATカットとは、水晶の結晶軸であるX軸とZ軸とを含む平面(Y面)をX軸回りにZ軸から反時計方向に約35度15分程度回転させて得られる主面(X軸とZ’軸とを含む主面)を有するように切り出すことを言う。このような圧電基板31では、その長手方向が水晶の結晶軸であるX軸と一致し、短手方向がZ’軸と一致し、厚さ方向がY’軸と一致する。
-Vibration element-
As shown in FIGS. 2A and 2B, the
The
電極32は、圧電基板31の上面に配置された励振電極321と、圧電基板31の下面に励振電極321と対向配置された励振電極322と、圧電基板31の上面の基端部に並んで配置されたボンディングパッド323、324と、励振電極321とボンディングパッド323を電気接続する配線325と、励振電極322とボンディングパッド324を電気接続する配線326と、を有している。
このような振動素子3は、一対の導電性接着材(固定部材)41、42を介してパッケージ2に固定されている。
The
Such a
以上、振動素子3について説明したが、パッケージ2に収容される振動素子3としては、これに限定されない。例えば、本実施形態の振動素子3では、圧電基板31が平板状をなしているが、振動部が突出した「メサ型」であってもよいし、振動部が凹んだ「逆メサ型」であってもよい。また、ATカットに替えてBTカットの圧電基板31を用いてもよい。また、本実施形態の振動素子3は、厚みすべり型の振動素子であるが、その他、2本の振動腕を有し、これらが互いに接近・離間を繰り返して振動する面内屈曲振動型の振動素子であってもよいし、並設された3本の振動腕を有し、隣り合う振動腕同士が厚さ方向反対側に振動する面外屈曲振動型(ウォーク型)の振動素子であってもよい。
Although the
−パッケージ−
パッケージ2は、上面に開放する凹部211を有するキャビティ状(箱状)のベース21と、凹部211の開口を塞ぐ板状の集積回路基板22とを有し、これらが接合部材5を介して接合されている。接合部材5としては、ベース21と集積回路基板22とを気密的に接合することができれば、特に限定されず、例えば、Au、半田等の金属ろう材、各種接着材、低融点ガラス等を用いることができる。
また、パッケージ2の内部には気密な収容空間Sが形成されており、この収容空間Sに振動素子3が収容されている。収容空間Sは、例えば、大気圧状態となっていてもよいし、減圧状態(特に、真空状態)となっていてもよいし、窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガスが封入されていてもよい。
−Package−
The
An airtight housing space S is formed inside the
ベース21に形成された凹部211は、2段になっており、ベース21の上面の縁部を除く中央部に開放する有底の第1凹部211aと、第1凹部211aの底面の縁部を除く中央部に開放する有底の第2凹部211bとを有している。そして、第1凹部211aに集積回路基板22が嵌め込まれており、集積回路基板22と凹部211とで収容空間Sが形成されている。第1凹部211aに集積回路基板22を嵌め込むことで、ベース21と集積回路基板22との位置決めを正確かつ簡単に行うことができる。
The
このようなベース21の構成材料としては、特に限定されず、例えば、アルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア等の各種セラミックス材料、石英ガラス、テンパックスガラス、パイレックスガラス(ただし「パイレックス」は登録商標)等の各種ガラス材料、各種樹脂材料等を用いることができるが、これらの中でもガラス材料を用いることが好ましい。ガラス材料によれば、形状精度の良いベース21を簡単かつ安価に製造することができる。
The constituent material of the
このようなベース21には、図1および図3に示すように、収容空間Sの内外を連通する電気配線6が形成されている。電気配線6は、4つの内部電極61と、4つの外部電極(出入力端子やグランド端子)62と、4つの貫通電極63とを有している。4つの内部電極61は、第1凹部211aの底面にその周方向に沿って離間して配置され、4つの外部電極62は、ベース21の底面にその周方向に沿って離間して配置されている。そして、1つの内部電極61と1つの外部電極62が1つの貫通電極63によって電気的に接続されている。
As shown in FIGS. 1 and 3, the
図1に示すように、集積回路基板22は、例えば単結晶シリコンからなる板状の基体23と、基体23の能動面(下面)23aに形成された振動素子3を駆動するための電気回路(図示せず)とを有している。
電気回路には、例えば、周囲の温度状態を検知する感温素子、振動素子3の温度特性を補償する温度補償データを格納するとともにその温度補償データに基づいて振動素子3の振動特性を温度変化に応じて補正する温度補償回路、この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含まれており、発振回路で生成された発振出力は、例えば、クロック信号等の基準信号として利用される。
As shown in FIG. 1, the
In the electric circuit, for example, a temperature sensing element for detecting an ambient temperature state, temperature compensation data for compensating the temperature characteristic of the
また、電気回路は、図1に示すように、前述した各回路と電気的に接続された2つの端子241と、4つの端子242とを有している。ただし、図1では、端子242が2つしか図示されていない。2つの端子241は、振動素子3のボンディングパッド323、324と対向して配置されており、4つの端子242は、ベース21に形成された4つの内部電極61と対向して配置されている。
基体23は、第1凹部211aに嵌め込まれ、その下面が能動面23aとなっている板状の本体部231と、本体部231の外縁に設けられ、本体部231よりも厚みが薄い枠状の外縁部232とを有している。また、本体部231の能動面(下面)23aは、外縁部232の下面よりも下方側に位置し、これらの間に段差が形成されている。
Further, as shown in FIG. 1, the electric circuit has two
The
また、基体23の能動面23aには、導電性接着材41、42を介して振動素子3が搭載(固定)されている。導電性接着材41は、一方の端子241とボンディングパッド323とを電気的に接続し、導電性接着材42は、他方の端子241とボンディングパッド324とを電気的に接続している。これにより、電気回路と振動素子3とが電気的に接続された状態となる。なお、導電性接着材41、42としては、接着性および導電性を有していれば、特に限定されず、例えば、金属フィラー(銀粉、銅粉等の金属微粒子)やカーボンファイバー等の導電性粒子を混合したシリコーン系、エポキシ系、ポリイミド系等の接着材を用いることができる。
In addition, the
また、基体23の本体部231は、第1凹部211a内へ嵌め込むことができるように、その平面視にて、第1凹部211aよりも若干小さく形成されている。本体部231を第1凹部211aよりも若干小さく形成することで、本体部231を第1凹部211aへ嵌め込んだときのがたつきを抑制でき、ベース21に対する集積回路基板22の位置決め(平面方向の位置決め)を精度よく行うことができる。また、本体部231の側面と第1凹部211aの内周面との間に、接合部材5を介在させるスペースを適度に確保することができるため、集積回路基板22とベース21とを確実かつ強固に接合することができる。なお、本体部231の側面と第1凹部211aの内周面との離間距離は、特に限定されないが、例えば、1μm以上5μm以下程度であるのが好ましい。これにより、上記効果がより顕著となる。
Further, the
一方、外縁部232は、ベース21の上面に引っ掛かるように、第1凹部211aよりも大きく形成されている。そのため、外縁部232は、集積回路基板22をベース21に嵌め込む際のストッパーとして機能し、これによって、ベース21に対する集積回路基板22の位置決め(高さ方向の位置決め)を精度よく行うことができる。
このようなパッケージ2では、本体部231の側面が第1凹部211aの内周面と対面し、外縁部232の下面がベース21の上面と対面している。そして、本体部231の側面と第1凹部211aの内周面との間および外縁部232の下面とベース21の上面との間には接合部材5が設けられており、この接合部材5によって、ベース21と集積回路基板22とが接合されている。
On the other hand, the
In such a
接合部材5をこのように配置することによって、接合部材5と内部電極61とが異なる面に分かれて配置されるとともに、接合部材5と内部電極61の離間距離を十分に広く確保することができるため、接合部材5と各内部電極61との接触を防止することができる。そのため、特に、接合部材5が金属ろう材である場合に、接合部材5を介した電気回路のショートを防止することができる。また、接合部材5を広範囲に亘って配置することができるため、ベース21と集積回路基板22とをより強固にかつ気密に接合することができる。さらには、接合部材5が、水平な面(外縁部232の下面とベース21の上面)と、それとは直交する垂直な面(本体部231の側面と第1凹部211aの内周面)とを接合しているため、例えば熱膨張によってどのような方向の応力が加わったとしても、その応力に対する高い耐久性を有するパッケージ2となる。
By disposing the
また、パッケージ2の収容空間S内であって、能動面23aと第1凹部211aの底面との間には、4つの導電性バンプ(導電性部材)7が配置されている。4つの導電性バンプ7は、端子242と内部電極61の各組の間に位置し、これらを電気的に接続している。これにより、電気回路が導電性バンプ7、内部電極61、貫通電極63および外部電極62によって、パッケージ2の外面(ベース21の底面)へ引き出された状態となる。
Further, four conductive bumps (conductive members) 7 are arranged in the accommodation space S of the
導電性バンプ7としては、導電性を有していれば特に限定されず、例えば、半田等の金属ろう材や、金属フィラー(銀粉、銅粉等の金属微粒子)やカーボンファイバー等の導電性粒子を混合したシリコーン系、エポキシ系、ポリイミド系等の接着材を用いることができる。
以上、電子デバイス1について説明した。
The
The electronic device 1 has been described above.
次に、電子デバイス1の製造方法について説明する。
−第1工程(集積回路ウエハ準備工程)−
まず、図4(a)に示すように、複数の集積回路基板22が行列状に一体形成された集積回路ウエハ220を用意する。具体的には、例えば、まず、単結晶シリコンのインゴットを所定厚みにスライスしてシリコンウエハを得る。次に、シリコンウエハの下面にフォトリソグラフィー技法およびエッチング技法を用いて有底の溝2320を格子状に形成することで、本体部231および外縁部232を有する複数の基体23を形成する。さらに、各基体23の本体部231の下面に、周知の半導体製造技術を用いて電気回路を形成する。これにより、複数の集積回路基板22が一体形成された集積回路ウエハ220が得られる。
Next, a method for manufacturing the electronic device 1 will be described.
-First step (integrated circuit wafer preparation step)-
First, as shown in FIG. 4A, an
−第2工程(振動素子搭載工程)−
次に、図4(b)に示すように、導電性接着材41、42を用いて、各集積回路基板22の下面(能動面)に振動素子3を搭載する。
−第3工程(ガラス基板準備工程)−
一方で、第1工程および第2工程との順番は問わずに、図4(c)に示すように、複数のベース21が行列状に一体形成されたガラス基板210を用意する。具体的には、例えば、まず、板状のガラス母材を用意し、その上面に、フォトリソグラフィー技法およびエッチング技法を用いて有底の凹部211(第1、第2凹部211a、211b)を行列状に複数形成する。次に、例えば、レーザー加工等によって、各第1凹部211aの底面とガラス母材の下面とを貫通する貫通孔を形成し、この貫通孔内にAu、Cu等の金属材料を充填して貫通電極63を形成する。次に、フォトリソグラフィー技法およびエッチング技法を用いて各第1凹部211aの底面に内部電極61を形成するとともに、ガラス母材の下面に外部電極62を形成する。これにより、複数のベース21が一体形成されたガラス基板210が得られる。
-Second step (vibration element mounting step)-
Next, as shown in FIG. 4B, the
-Third step (glass substrate preparation step)-
On the other hand, regardless of the order of the first step and the second step, as shown in FIG. 4C, a
−第4工程(積層工程)−
次に、図5(a)に示すように、ガラス基板210の上面(各凹部211を囲む枠状の面)に金属ろう材からなる接合部材5を塗布するとともに、各凹部211内の内部電極61上にも金属ろう材からなる導電性バンプ7を配置する。その後、集積回路ウエハ220の各本体部231をガラス基板210の凹部211に嵌め込むようにして、集積回路ウエハ220とガラス基板210とを重ね合わせることで積層体を得る。
-Fourth step (lamination step)-
Next, as shown in FIG. 5A, the
−第5工程(溶融工程)−
次に、真空環境下で、集積回路ウエハ220をガラス基板210に軽く抑えつけながら、積層体を加熱し、接合部材5および導電性バンプ7を溶融させる。これにより、図5(b)に示すように、接合部材5によって、集積回路ウエハ220とガラス基板210とが接合されるとともに、導電性バンプ7によって、端子242と内部電極61とが電気的に接続される。なお、この際、溶融した接合部材5が本体部231の側面と第1凹部211aの内周面との間の隙間に濡れ広がるため、溶融後は、接合部材5によって、ガラス基板210の上面と集積回路ウエハ220の溝2320の底面(外縁部232の下面)とが接合されるとともに、本体部231の側面と第1凹部211aの内周面とが接合された状態となる。これにより、集積回路ウエハ220とガラス基板210とを強固に接合することができる。
−第6工程(個片化工程)−
次に、図5(c)に示すように、例えばダイシングソーを用いて、積層体を溝2320の中心線に沿って個片化することによって、複数の電子デバイス1が多数同時に得られる。
-Fifth step (melting step)-
Next, in a vacuum environment, the laminated body is heated while lightly holding the
-Sixth step (individualization step)-
Next, as illustrated in FIG. 5C, for example, a dicing saw is used to divide the stacked body along the center line of the
<第2実施形態>
次に、本発明の電子デバイスの第2実施形態について説明する。
図6は、本発明の第2実施形態にかかる電子デバイスの断面図である。
以下、第2実施形態の電子デバイスについて、前述した第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
Second Embodiment
Next, a second embodiment of the electronic device of the present invention will be described.
FIG. 6 is a cross-sectional view of an electronic device according to the second embodiment of the present invention.
Hereinafter, the electronic device according to the second embodiment will be described focusing on the differences from the first embodiment described above, and description of similar matters will be omitted.
本発明の第2実施形態にかかる電子デバイスは、パッケージの構成が異なること以外は、前述した第1実施形態と同様である。なお、前述した第1実施形態と同様の構成には同一符号を付してある。
図6に示す電子デバイス1Aが有するパッケージ2Aは、上面に開放する凹部291を有するキャビティ状(箱状)の集積回路基板22と、凹部291の開口を塞ぐ凸板状のベース21とを有し、これらが接合部材5を介して接合されている。本実施形態では、集積回路基板22が第1実施形態のベースと同様の形状をなし、反対に、ベースが第1実施形態の集積回路基板と同様の形状をなしている。以下、集積回路基板22およびベース21について詳細に説明する。
The electronic device according to the second embodiment of the present invention is the same as the first embodiment described above except that the package configuration is different. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structure similar to 1st Embodiment mentioned above.
A
集積回路基板22は、例えば単結晶シリコンからなり凹部291が形成された箱状の基体23と、基体23の能動面(凹部291の底面)23aに形成された振動素子3を駆動するための電気回路(図示せず)とを有している。
基体23に形成された凹部291は、2段になっており、集積回路基板22の上面の縁部を除く中央部に開放する有底の第1凹部291aと、第1凹部291aの底面の縁部を除く中央部に開放する有底の第2凹部291bとを有している。そして、第1凹部291aにベース21が嵌め込まれており、集積回路基板22と凹部291とで収容空間Sが形成されている。
The
The
また、能動面23aに設けられている電気回路には、例えば、周囲の温度状態を検知する感温素子、振動素子3の温度特性を補償する温度補償データを格納するとともにその温度補償データに基づいて振動素子3の振動特性を温度変化に応じて補正する温度補償回路、この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含まれており、発振回路で生成された発振出力は、例えば、クロック信号等の基準信号として利用される。
The electric circuit provided on the
また、電気回路には、能動面23aに設けられた2つの端子241と、集積回路基板22の上面に設けられ、パッケージ2Aの外部へ露出した4つの外部端子243とが含まれている。各外部端子243は、それぞれ、凹部291の内面(底面および内周面)に形成された配線244によって、能動面23aから集積回路基板22の上面に引き出されている。ただし、図6では、外部端子243が2つしか図示されていない。
In addition, the electric circuit includes two
基体23の能動面23aには、導電性接着材41、42を介して振動素子3が搭載(固定)されている。導電性接着材41は、一方の端子241とボンディングパッド323とを電気的に接続し、導電性接着材42は、他方の端子241とボンディングパッド324とを電気的に接続している。これにより、電気回路と振動素子3とが電気的に接続された状態となる。
The
一方のベース21は、第1凹部291aに嵌め込まれている板状の本体部218と、本体部218の外縁に設けられ、本体部218よりも厚みが薄い枠状の外縁部219とを有している。また、本体部218の下面は、外縁部219の下面よりも下方側に位置し、これらの間に段差が形成されている。
また、本体部218は、第1凹部291a内へ嵌め込むことができるように、その平面視にて、第1凹部291aよりも若干小さく形成されている。本体部218を第1凹部291aよりも若干小さく形成することで、本体部218を第1凹部291aへ嵌め込んだときのがたつきを抑制でき、集積回路基板22に対するベース21の位置決め(平面方向の位置決め)を精度よく行うことができる。また、本体部218の側面と第1凹部291aの内周面との間に、接合部材5を介在させるスペースを適度に確保することができるため、集積回路基板22とベース21とを確実かつ強固に接合することができる。
One
Moreover, the main-
これに対して、本体部218の周囲にある外縁部219は、集積回路基板22の上面に引っ掛かるように、第1凹部291aよりも大きく形成されている。そのため、外縁部219は、ベース21を集積回路基板22に嵌め込む際のストッパーとして機能し、これによって、集積回路基板22に対するベース21の位置決め(高さ方向の位置決め)を精度よく行うことができる。また、外縁部219は、集積回路基板の上面よりも小さく形成されており、集積回路基板22の上面に配置された4つの外部端子243をパッケージ2A外へ露出させることができるようになっている。
On the other hand, the
このようなパッケージ2Aでは、本体部218の側面が第1凹部291aの内周面と対面し、本体部218の下面が第1凹部291aの底面と対面している。そして、本体部218の側面と第1凹部291aの内周面との間および本体部218の下面と第1凹部291aの底面との間には絶縁性の接合部材5が設けられており、接合部材5によって、集積回路基板22とベース21とが接合されている。
In such a
このようなパッケージ2Aによれば、接合部材5を広範囲に亘って配置することができるため、ベース21と集積回路基板22とをより強固にかつ気密に接合することができる。さらには、接合部材5が、水平な面(本体部218の下面と第1凹部291aの底面)と、それとは直交する垂直な面(本体部218の側面と第1凹部291aの内周面)とを接合しているため、例えば熱膨張によってどのような方向の応力が加わったとしても、その応力に対する高い耐久性を有するパッケージ2Aとなる。
また、本実施形態では、各外部端子243上には、例えば半田ボールで構成された金属バンプ8が設けられている。これにより、リフロー等によって、電子デバイス1を他の回路基板等へ簡単に実装することができる。
According to such a
In the present embodiment, metal bumps 8 made of, for example, solder balls are provided on each
2.電子機器
次に、本発明の電子デバイスを適用した電子機器(本発明の電子機器)について説明する。
図7は、本発明の電子機器を適用したモバイル型(またはノート型)のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図である。この図において、パーソナルコンピューター1100は、キーボード1102を備えた本体部1104と、表示部1108を備えた表示ユニット1106とにより構成され、表示ユニット1106は、本体部1104に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。このようなパーソナルコンピューター1100には、フィルター、共振器、基準クロック等として機能する電子デバイス1が内蔵されている。
2. Next, an electronic apparatus to which the electronic device of the present invention is applied (electronic apparatus of the present invention) will be described.
FIG. 7 is a perspective view showing a configuration of a mobile (or notebook) personal computer to which the electronic apparatus of the present invention is applied. In this figure, a
図8は、本発明の電子機器を適用した携帯電話機(PHSも含む)の構成を示す斜視図である。この図において、携帯電話機1200は、複数の操作ボタン1202、受話口1204および送話口1206を備え、操作ボタン1202と受話口1204との間には表示部1208が配置されている。このような携帯電話機1200には、フィルター、共振器、基準クロック等として機能する電子デバイス1が内蔵されている。
FIG. 8 is a perspective view showing a configuration of a mobile phone (including PHS) to which the electronic apparatus of the invention is applied. In this figure, a
図9は、本発明の電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、ディジタルスチルカメラ1300は、被写体の光像をCCD(Charge Coupled Device)などの撮像素子により光電変換して撮像信号(画像信号)を生成する。
FIG. 9 is a perspective view showing the configuration of a digital still camera to which the electronic apparatus of the present invention is applied. In this figure, connection with an external device is also simply shown. Here, an ordinary camera sensitizes a silver halide photographic film with a light image of a subject, whereas a
ディジタルスチルカメラ1300におけるケース(ボディー)1302の背面には、表示部1310が設けられ、CCDによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、表示部1310は、被写体を電子画像として表示するファインダーとして機能する。また、ケース1302の正面側(図中裏面側)には、光学レンズ(撮像光学系)やCCDなどを含む受光ユニット1304が設けられている。
A
撮影者が表示部に表示された被写体像を確認し、シャッターボタン1306を押下すると、その時点におけるCCDの撮像信号が、メモリー1308に転送・格納される。また、このディジタルスチルカメラ1300においては、ケース1302の側面に、ビデオ信号出力端子1312と、データ通信用の入出力端子1314とが設けられている。そして、図示されるように、ビデオ信号出力端子1312にはテレビモニター1430が、デ−タ通信用の入出力端子1314にはパーソナルコンピューター1440が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、メモリー1308に格納された撮像信号が、テレビモニター1430や、パーソナルコンピューター1440に出力される構成になっている。このようなディジタルスチルカメラ1300には、フィルター、共振器、基準クロック等として機能する電子デバイス1が内蔵されている。
When the photographer confirms the subject image displayed on the display unit and presses the
なお、本発明の電子デバイスを備える電子機器は、図7のパーソナルコンピューター(モバイル型パーソナルコンピューター)、図8の携帯電話機、図9のディジタルスチルカメラの他にも、例えば、インクジェット式吐出装置(例えばインクジェットプリンター)、ラップトップ型パーソナルコンピューター、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳(通信機能付も含む)、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、POS端末、医療機器(例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡)、魚群探知機、各種測定機器、計器類(例えば、車両、航空機、船舶の計器類)、フライトシュミレーター等に適用することができる。 In addition to the personal computer (mobile personal computer) in FIG. 7, the mobile phone in FIG. 8, and the digital still camera in FIG. Inkjet printers), laptop personal computers, televisions, video cameras, video tape recorders, car navigation devices, pagers, electronic notebooks (including those with communication functions), electronic dictionaries, calculators, electronic game devices, word processors, workstations, televisions Telephone, crime prevention TV monitor, electronic binoculars, POS terminal, medical equipment (for example, electronic thermometer, blood pressure monitor, blood glucose meter, electrocardiogram measuring device, ultrasonic diagnostic device, electronic endoscope), fish detector, various measuring devices, instruments (E.g., vehicle, aircraft, Instruments of 舶), can be applied to a flight simulator or the like.
3.移動体
次に、本発明の電子デバイスを適用した移動体(本発明の移動体)について説明する。
図10は、本発明の移動体の一例としての自動車を概略的に示す斜視図である。自動車1500には、電子デバイス1が搭載されている。電子デバイス1は、キーレスエントリー、イモビライザー、カーナビゲーションシステム、カーエアコン、アンチロックブレーキシステム(ABS)、エアバック、タイヤ・プレッシャー・モニタリング・システム(TPMS:Tire Pressure Monitoring System)、エンジンコントロール、ハイブリッド自動車や電気自動車の電池モニター、車体姿勢制御システム、等の電子制御ユニット(ECU:electronic control unit)に広く適用できる。
以上、本発明の電子デバイス、電子機器および移動体について、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、前述した各実施形態を適宜組み合わせてもよい。
3. Next, the moving body (the moving body of the present invention) to which the electronic device of the present invention is applied will be described.
FIG. 10 is a perspective view schematically showing an automobile as an example of the moving body of the present invention. An electronic device 1 is mounted on the
As described above, the electronic device, the electronic apparatus, and the moving body of the present invention have been described based on the illustrated embodiment. However, the present invention is not limited to this, and the configuration of each part is an arbitrary function having the same function. It can be replaced with the configuration of In addition, any other component may be added to the present invention. Moreover, you may combine each embodiment mentioned above suitably.
1、1A……電子デバイス 2、2A……パッケージ 21……ベース 210……ガラス基板 211……凹部 211a……第1凹部 211b……第2凹部 218……本体部 219……外縁部 22……集積回路基板 220……集積回路ウエハ 23……基体 23a……能動面 231……本体部 232……外縁部 2320……溝 241……端子 242……端子 243……外部端子 244……配線 291……凹部 291a……第1凹部 291b……第2凹部 3……振動素子 31……圧電基板 32……電極 321、322……励振電極 323、324……ボンディングパッド 325、326……配線 41、42……導電性接着材 5……接合部材 6……電気配線 61……内部電極 62……外部電極 63……貫通電極 7……導電性バンプ 8……金属バンプ 1100……パーソナルコンピューター 1102……キーボード 1104……本体部 1106……表示ユニット 1108……表示部 1200……携帯電話機 1202……操作ボタン 1204……受話口 1206……送話口 1208……表示部 1300……ディジタルスチルカメラ 1302……ケース 1304……受光ユニット 1306……シャッターボタン 1308……メモリー 1310……表示部 1312……ビデオ信号出力端子 1314……入出力端子 1430……テレビモニター 1440……パーソナルコンピューター 1500……自動車 S……収容空間
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1A ...
Claims (14)
前記振動素子を収容するパッケージと、を含み、
前記パッケージは、
板状をなし一方の主面に開放する有底の凹部が形成されているベースと、
前記凹部に嵌め込まれた状態で前記凹部の内周面と接合され、前記振動素子を駆動させる電気回路を備える能動面が前記凹部の内側に臨む集積回路基板と、を有し、
前記振動素子は、前記凹部と前記集積回路基板とにより形成された収容空間に収容され、且つ、固定部材を介して前記能動面に固定されており、
前記電気回路は、前記ベースに形成された貫通電極を介して前記ベースの他方の主面に引き出されていることを特徴とする電子デバイス。 A vibration element;
A package containing the vibration element,
The package is
A base that is plate-shaped and has a bottomed recess that opens on one main surface;
An integrated circuit board that is joined to the inner peripheral surface of the recess in a state of being fitted into the recess and has an active surface including an electric circuit that drives the vibration element, facing the inside of the recess,
The vibration element is accommodated in an accommodation space formed by the recess and the integrated circuit substrate, and is fixed to the active surface via a fixing member,
The electronic device is characterized in that the electric circuit is drawn out to the other main surface of the base through a through electrode formed in the base.
前記集積回路基板は、前記第1凹部に嵌め込まれている請求項1に記載の電子デバイス。 The concave portion has a bottomed first concave portion that opens to the one main surface, and a bottomed second concave portion that opens to a central portion of the bottom surface of the first concave portion,
The electronic device according to claim 1, wherein the integrated circuit board is fitted in the first recess.
前記本体部の側面と前記第1凹部の内周面とが対面し、前記外縁部の前記ベース側の面と前記ベースの前記一方の主面とが対面している請求項1または2に記載の電子デバイス。 The integrated circuit board has a plate shape and has a main body having the active surface, and an outer edge provided on an outer edge of the main body thinner than the main body.
The side surface of the main body part and the inner peripheral surface of the first recess face each other, and the base side surface of the outer edge part and the one main surface of the base face each other. Electronic devices.
前記振動素子を収容するパッケージと、を含み、
前記パッケージは、
板状をなし一方の主面に開放する有底の凹部を有し、前記凹部の底面が前記振動素子を駆動させる電気回路を備える能動面である集積回路基板と、
前記凹部に嵌め込まれた状態で前記凹部の内周面と接合されたベースと、を有し、
前記振動素子は、前記凹部と前記ベースとにより形成された収容空間に収容され、且つ、固定部材を介して前記能動面に固定されており、
前記電気回路は、前記凹部の内周面に形成された配線を介して前記パッケージの外面に引き出されていることを特徴とする電子デバイス。 A vibration element;
A package containing the vibration element,
The package is
An integrated circuit board having a plate-like recess having a bottom and opening on one main surface, the bottom of the recess being an active surface including an electric circuit for driving the vibration element;
A base joined to the inner peripheral surface of the recess in a state fitted in the recess;
The vibration element is accommodated in an accommodation space formed by the concave portion and the base, and is fixed to the active surface via a fixing member,
The electronic device is characterized in that the electric circuit is drawn out to an outer surface of the package through a wiring formed on an inner peripheral surface of the recess.
前記ベースは、前記第1凹部に嵌め込まれている請求項6に記載の電子デバイス。 The concave portion has a bottomed first concave portion that opens to the one main surface, and a bottomed second concave portion that opens to a central portion of the bottom surface of the first concave portion,
The electronic device according to claim 6, wherein the base is fitted in the first recess.
前記本体部の側面と前記第1凹部の内周面とが対面し、前記本体部の前記集積回路基板側の面と前記第1凹部の底面とが対面している請求項6または7に記載の電子デバイス。 The base has a plate-shaped main body portion, and an outer edge portion that is thinner than the main body portion and provided at an outer edge of the main body portion,
The side surface of the main body and the inner peripheral surface of the first recess face each other, and the surface of the main body on the side of the integrated circuit board and the bottom surface of the first recess face each other. Electronic devices.
前記固定部材を介して前記電気回路と前記振動素子とが電気的に接続されている請求項1ないし10のいずれか1項に記載の電子デバイス。 The fixing member has conductivity,
The electronic device according to claim 1, wherein the electric circuit and the vibration element are electrically connected via the fixing member.
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Cited By (2)
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-
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- 2013-08-29 JP JP2013178566A patent/JP2015050483A/en active Pending
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