JP2016178629A5 - - Google Patents

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圧電振動デバイスPiezoelectric vibration device

本発明は表面実装型の圧電振動デバイスに関する。   The present invention relates to a surface mount type piezoelectric vibration device.

圧電振動デバイスとして、例えば表面実装型の水晶振動子や水晶発振器が広く用いられている。例えば表面実装型の水晶発振器は、絶縁性材料からなるベース(容器)に設けられた凹部の中に、水晶などからなる圧電振動素子と集積回路素子などの電子部品素子が実装され、蓋で凹部を気密封止した構造となっている。前記ベースの外底面には複数の外部接続端子が形成されており、これらの外部接続端子の一部は圧電振動素子や電子部品素子と電気的に接続されている。圧電振動デバイスは、外部接続端子で外部回路基板上の搭載パッドとはんだなどの導電性接合材により電気的機械的に接合されることで外部回路基板に搭載される。   As a piezoelectric vibration device, for example, a surface-mount type crystal resonator or a crystal oscillator is widely used. For example, a surface-mount crystal oscillator has a piezoelectric vibration element made of crystal and an electronic component element such as an integrated circuit element mounted in a recess provided in a base (container) made of an insulating material. Is hermetically sealed. A plurality of external connection terminals are formed on the outer bottom surface of the base, and some of these external connection terminals are electrically connected to the piezoelectric vibration element and the electronic component element. The piezoelectric vibration device is mounted on the external circuit board by being electrically and mechanically bonded to the mounting pad on the external circuit board by a conductive bonding material such as solder at the external connection terminal.

このような圧電振動デバイスの中には、特許文献1に開示されているように、水晶振動素子と電子部品素子とを別空間に収容したいわゆるH型パッケージ構造のものがある。より具体的には、特許文献1に記載の水晶発振器は、容器の表裏のキャビティ(凹部)の一方側に水晶片(圧電振動素子)が封入され、他方側にICチップ(電子部品素子)が実装された構造となっている。そして外部接続端子は、ICチップが実装される側のキャビティを包囲する枠部の上面(水晶発振器の底面)の4隅に形成されている。   Among such piezoelectric vibration devices, as disclosed in Patent Document 1, there is a so-called H-type package structure in which a crystal vibration element and an electronic component element are accommodated in separate spaces. More specifically, in the crystal oscillator described in Patent Document 1, a crystal piece (piezoelectric vibration element) is enclosed on one side of a cavity (concave part) on the front and back of a container, and an IC chip (electronic component element) is provided on the other side. It has an implemented structure. The external connection terminals are formed at the four corners of the upper surface (the bottom surface of the crystal oscillator) of the frame portion surrounding the cavity on the side where the IC chip is mounted.

特開2009−27469号JP 2009-27469 A

上述のような圧電振動デバイスでは、電子部品素子(ICチップ)が実装される側のキャビティの制約を受け、ベースの外底面の面積が前記キャビティの存在しない平坦な外底面のベースに比べて相対的に小さくなる。このため、枠部の上面(外底面)に形成できる外部接続端子の位置や面積も限られてくるので、各外部接続端子間の短絡を防止しながら外部接続端子と外部回路基板との接合領域を同時に確保することも難しくなってきている。   In the piezoelectric vibration device as described above, the area of the outer bottom surface of the base is relatively smaller than the base of the flat outer bottom surface where the cavity does not exist due to the restriction of the cavity on the side where the electronic component element (IC chip) is mounted. Become smaller. For this reason, since the position and area of the external connection terminals that can be formed on the upper surface (outer bottom surface) of the frame portion are also limited, a junction region between the external connection terminals and the external circuit board while preventing a short circuit between the external connection terminals. It is becoming more difficult to secure these at the same time.

また、上述のような圧電振動デバイスでは、上述のように小型化とともに外部接続端子の接合領域を確保することが難しいため、外部回路基板へ接合するためのはんだ塗布量が各外部接続端子の間でばらつくと、その影響度が大きくなる。つまり、はんだ塗布量のばらつきにより、外部回路基板に圧電振動デバイスを搭載してはんだを溶融して接合する際に、圧電振動デバイスが外部回路基板から傾いて搭載されたり、回転して搭載されたりする危険性が高まるものであった。   In addition, in the piezoelectric vibration device as described above, it is difficult to secure the bonding area of the external connection terminal as well as downsizing as described above, so the amount of solder applied for bonding to the external circuit board is different between the external connection terminals. If it varies, the influence will increase. In other words, due to variations in the amount of solder applied, when a piezoelectric vibration device is mounted on an external circuit board and solder is melted and joined, the piezoelectric vibration device is mounted tilted from the external circuit board or rotated and mounted. The risk of being increased.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、小型化に対応するとともに、圧電振動デバイスにおいて、外部回路基板との接合領域を確保しながら外部回路基板への搭載安定性を高めた圧電振動デバイスを提供することを目的とするものである。   The present invention has been made in view of such a point, and corresponds to downsizing, and in a piezoelectric vibration device, a piezoelectric device having improved mounting stability on an external circuit board while securing a bonding region with the external circuit board. The object is to provide a vibrating device.

上記目的を達成するために本発明は、上方が一主面で下方が他主面となる基板部と、前記基板部の他主面の外周部から下方に伸び外周縁と内周縁とが平面視略矩形の枠部と、前記枠部の上面の4隅に形成された外部接続端子とを備えたベースと、前記基板部の一主面に搭載される圧電振動素子と、前記枠部と前記基板部の他主面とで囲まれた凹部に搭載される電子部品素子と、前記圧電振動素子を気密封止する蓋とからなる圧電振動デバイスにおいて、前記枠部の内周縁の4隅には、当該内周壁の高さ方向に沿って伸長した柱状の導電ビアが埋設され、当該柱状の導電ビアの一部の側面が前記凹部に露出した状態で形成されており、前記凹部の内底面には、その4隅に伸びる配線パターンが形成されており、前記各外部接続端子と、前記各配線パターンとは、前記各導電ビアにより接続されてなる。   In order to achieve the above object, the present invention is directed to a substrate portion whose upper side is one main surface and whose lower side is the other main surface, and which extends downward from the outer peripheral portion of the other main surface of the substrate portion and has a flat outer peripheral edge and inner peripheral edge A base provided with a substantially rectangular frame portion, external connection terminals formed at four corners of the upper surface of the frame portion, a piezoelectric vibration element mounted on one main surface of the substrate portion, and the frame portion In a piezoelectric vibration device including an electronic component element mounted in a concave portion surrounded by the other main surface of the substrate portion and a lid for hermetically sealing the piezoelectric vibration element, the four corners of the inner peripheral edge of the frame portion are provided. Is formed such that a columnar conductive via extending along the height direction of the inner peripheral wall is embedded, and a part of the side surface of the columnar conductive via is exposed to the recess, and the inner bottom surface of the recess A wiring pattern extending to the four corners is formed on each of the external connection terminals and the wirings. The pattern, consisting the are connected by respective conductive vias.

上記発明によれば、枠部の4隅の外部接続端子は、当該枠部の内周縁の4隅に形成された柱状の導電ビアが形成されているので、圧電振動デバイスの小型化にともなって枠部の上面に形成された外部接続端子の面積の制約を受けても、導電ビアに外部回路基板と接合されるはんだ塗布領域を拡大することができる。このため、外部接続端子による平面的なはんだ接合部だけでなく、導電ビアに沿ってはんだフィレットが形成することによる立体的なはんだ接合部が得られる。   According to the above invention, the external connection terminals at the four corners of the frame portion are formed with the columnar conductive vias formed at the four corners of the inner peripheral edge of the frame portion. Even if the area of the external connection terminal formed on the upper surface of the frame portion is restricted, the solder application area bonded to the external circuit board can be expanded to the conductive via. For this reason, not only the planar solder joint part by an external connection terminal but the three-dimensional solder joint part by a solder fillet forming along a conductive via is obtained.

しかも、このはんだフィレットは、枠部の内周縁の4隅に形成された柱状の導電ビアに沿って4か所に形成されるため、圧電振動デバイスの中央方向にバランスよくはんだ接合による張力が生じるように作用させることができ、導電ビアによって形成されるはんだフィレットによるアンカー作用もより高めることができる。   In addition, since this solder fillet is formed at four locations along the columnar conductive vias formed at the four corners of the inner peripheral edge of the frame portion, tension is generated by solder bonding in a balanced manner in the center direction of the piezoelectric vibration device. The anchor action by the solder fillet formed by the conductive via can be further enhanced.

結果として、圧電振動デバイスの小型化に対応させながら、枠部の内周縁の4隅のはんだフィレットからなるアンカー部により、外部回路基板とのはんだ接合強度を高めることができる。   As a result, the solder joint strength with the external circuit board can be increased by the anchor portions made of the solder fillets at the four corners of the inner peripheral edge of the frame portion, while corresponding to the miniaturization of the piezoelectric vibration device.

また、4隅の外部接続端子に塗布されるはんだ塗布量にばらつきが生じても、外部接続端子から導電ビアに伝ってはんだの塗布を調整することができるので、4隅の外部接続端子のはんだ塗布量が均一化され、外部回路基板に圧電振動デバイスを搭載してはんだを溶融して接合する際に、圧電振動デバイスが外部回路基板から傾いて搭載されたり、回転して搭載されることが抑制できる。   In addition, even if the amount of solder applied to the external connection terminals at the four corners varies, the application of solder can be adjusted from the external connection terminals to the conductive vias, so the solder at the external connection terminals at the four corners can be adjusted. When the coating amount is made uniform and the piezoelectric vibration device is mounted on the external circuit board and the solder is melted and joined, the piezoelectric vibration device may be mounted tilted or rotated from the external circuit board. Can be suppressed.

また、上記構成において、前記各導電ビアを結ぶ線分の交点が前記ベースの重心点付近に位置してもよい。   In the above configuration, an intersection of line segments connecting the conductive vias may be located near the center of gravity of the base.

この場合、上述の作用効果に加えて、ベースの重心点を通り枠部の各辺と平行な中心線に対してそれぞれ線対称にはんだフィレットからなる4隅のアンカー部が構成されるので、圧電振動デバイスの重心点に向かって均一にはんだ接合による張力が生じるように作用させることができる。   In this case, in addition to the above-described effects, the four corner anchor portions made of solder fillets are formed symmetrically with respect to the center line passing through the center of gravity of the base and parallel to each side of the frame portion. It can be made to act so that the tension | tensile_strength by solder joining arises uniformly toward the gravity center point of a vibration device.

結果として、外部回路基板とのはんだ接合強度をより一層高めることができ、圧電振動デバイスが外部回路基板から傾いて搭載されたり、回転して搭載されることがより一層抑制することができる。   As a result, the solder joint strength with the external circuit board can be further increased, and the piezoelectric vibration device can be further restrained from being inclined and mounted with rotation.

また、上記構成において、前記外部接続端子は、略L字形状に形成され、当該略L字形状は前記枠部の内周縁の4隅に曲部を有し、前記枠部の内周縁の各辺に沿って伸びており、前記曲部に接した状態で前記導電ビアが形成されていてもよい。   In the above configuration, the external connection terminal is formed in a substantially L shape, and the substantially L shape has curved portions at four corners of the inner peripheral edge of the frame portion. The conductive via may extend along a side and be in contact with the curved portion.

この場合、上述の作用効果に加えて、4隅の外部接続端子は、枠部の内周縁の4隅に曲部を有し、枠部の内周縁との各辺の方向に沿った略L字形状に形成されているので、圧電振動デバイスの小型化にともなって枠部の上面に形成された外部接続端子の面積の制約を受けても、外部接続端子の面積を確保することができ、外部回路基板との接合強度を低下させるのを抑制することができる。   In this case, in addition to the above-described effects, the external connection terminals at the four corners have curved portions at the four corners of the inner peripheral edge of the frame portion, and are approximately L along the direction of each side with the inner peripheral edge of the frame portion. Since it is formed in a letter shape, the area of the external connection terminal can be secured even if the area of the external connection terminal formed on the upper surface of the frame portion is restricted due to the miniaturization of the piezoelectric vibration device, It is possible to suppress a decrease in bonding strength with the external circuit board.

また、略L字形状の各外部接続端子の曲部に接した状態で前記4隅の各柱状の導電ビアが形成されているので、枠部の各辺方向に沿った状態でバランスよくはんだ接合による張力が生じるように作用させることができる。また、外部接続端子から導電ビアへのはんだ流れ出しが促進されやすくなり、上述のはんだ塗布状態を調整する機能やアンカー部を構成する機能も高めることができる。   In addition, since the columnar conductive vias at the four corners are formed in contact with the curved portions of the substantially L-shaped external connection terminals, solder bonding is performed in a well-balanced state along each side direction of the frame portion. It can be made to act so that the tension by. Moreover, it becomes easy to promote the flow of solder from the external connection terminal to the conductive via, and the function of adjusting the solder application state and the function of forming the anchor portion can be enhanced.

結果として、外部回路基板とのはんだ接合強度をさらに高めることができ、圧電振動デバイスが外部回路基板から傾いて搭載されたり、回転して搭載されることがさらに抑制することができる。   As a result, the solder joint strength with the external circuit board can be further increased, and the piezoelectric vibration device can be further restrained from being tilted and mounted from the external circuit board.

また、上記構成において、前記導電ビアの枠部の内周縁に沿った寸法より、当該導電ビアと接する前記配線パターンの枠部の内周縁に沿った寸法の方が大きく形成されていてもよい。   In the above configuration, the dimension along the inner peripheral edge of the frame portion of the wiring pattern in contact with the conductive via may be larger than the dimension along the inner peripheral edge of the frame portion of the conductive via.

この場合、上述の作用効果に加えて、比較的幅の狭い導電ビアにより外部回路基板からのはんだの流れ出し量が制限され、比較的幅の広い配線パターンにより当該配線パターンの先端部へのはんだの流れ出しを抑えることができる、結果として、配線パターン先端部で接続された電子部品素子に対して外部回路基板と接合するための不要なはんだが流入するのを防ぐことができる。   In this case, in addition to the above-described effects, the amount of solder flowing out from the external circuit board is limited by the relatively narrow conductive via, and the relatively wide wiring pattern causes the solder to flow to the tip of the wiring pattern. As a result, it is possible to prevent the flow of unnecessary solder for joining the external circuit board to the electronic component elements connected at the leading end of the wiring pattern.

また、上記構成において、前記ベースはセラミック材料からなり、前記導電ビアはセラミック材料よりヤング率の高いタングステンやモリブデンのメタライズ材料からなってもよい。   In the above configuration, the base may be made of a ceramic material, and the conductive via may be made of a metallized material of tungsten or molybdenum having a higher Young's modulus than the ceramic material.

この場合、上述の作用効果に加えて、前記枠部の内周縁の4隅には、セラミック材料よりヤング率の高いタングステンやモリブデンのメタライズ材料で構成された柱状の導電ビアが埋設されているため、小型化対応により枠部の幅が縮小されたとしても枠部の4隅の硬度を高め、ベース全体としての強度を高めることができる。また、ベースの傾きを抑制することができる。   In this case, in addition to the above-described effects, columnar conductive vias made of a metallized material of tungsten or molybdenum having a higher Young's modulus than the ceramic material are embedded in the four corners of the inner peripheral edge of the frame portion. Even if the width of the frame portion is reduced due to downsizing, the hardness of the four corners of the frame portion can be increased, and the strength of the entire base can be increased. Further, the inclination of the base can be suppressed.

また、上記構成において、前記基板部と前記枠部とは、各外周縁が平面視略同一の矩形で形成され、かつ各外周縁の4隅に円弧状の切欠き部が形成されており、前記枠部の切欠き部には外部接続端子を形成せず、前記基板部の切欠き部にのみ前記圧電振動素子とのみ接続された圧電振動素子用外部接続端子が形成されていてもよい。   Further, in the above configuration, each of the substrate portion and the frame portion is formed in a rectangular shape whose outer peripheral edges are substantially the same in plan view, and arc-shaped notches are formed at four corners of each outer peripheral edge, The external connection terminal may be formed only in the notch portion of the substrate portion and connected to the piezoelectric vibration element only in the notch portion of the substrate portion without forming the external connection terminal in the notch portion of the frame portion.

この場合、上述の作用効果に加えて、小型化対応により枠部の幅が縮小されたとしても、幅に余裕のある4隅にのみ切欠き部を形成することで、ベース全体としての強度を弱めることがない。加えて、外部回路基板や蓋と電気的に干渉しない圧電振動素子のみの特性を計測できる圧電振動素子用外部接続端子をベースの外表面に構成することができる。また、側面の隅部に設けることで、検査プローブや測定用治具の端子を接触させやすい。   In this case, in addition to the above-described effects, even if the width of the frame portion is reduced due to the reduction in size, the notch portions are formed only at the four corners having a margin in width, thereby increasing the strength of the entire base. There is no weakening. In addition, an external connection terminal for a piezoelectric vibration element that can measure only the characteristics of the piezoelectric vibration element that does not electrically interfere with the external circuit board or the lid can be formed on the outer surface of the base. In addition, by providing at the corners of the side surfaces, it is easy to contact the terminals of the inspection probe and the measuring jig.

以上のように、小型化に対応するとともに、圧電振動デバイスにおいて、外部回路基板との接合領域を確保しながら外部回路基板への搭載安定性を高めた圧電振動デバイスを提供することができる。   As described above, it is possible to provide a piezoelectric vibration device that is compatible with downsizing and has improved mounting stability on an external circuit board while securing a bonding region with the external circuit board.

本発明の実施形態に係る水晶発振器の概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the crystal oscillator which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る水晶発振器の概略構成を示す底面図である。It is a bottom view which shows schematic structure of the crystal oscillator which concerns on embodiment of this invention. のICを搭載しない状態の底面図である。FIG. 3 is a bottom view of a state where the IC of FIG. 2 is not mounted. 図3の一部拡大図である。FIG. 4 is a partially enlarged view of FIG. 3. 図1、図2のP方向の側面図である。It is a side view of the P direction of FIG. 1, FIG. 本発明の他の実施形態に係る水晶振動子の概略構成を示す底面図である。It is a bottom view which shows schematic structure of the crystal resonator which concerns on other embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。以下に述べる本発明の実施形態において、圧電振動デバイスとして、例えば発振回路を有するICを内蔵した表面実装型水晶発振器を例に挙げて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the embodiments of the present invention described below, as a piezoelectric vibration device, for example, a surface-mount crystal oscillator incorporating an IC having an oscillation circuit will be described as an example.

本発明の実施形態を図1乃至図5を用いて説明する。水晶発振器1は略直方体状のパッケージであり、平面視では略矩形、断面では略H型となっている。水晶発振器1は、ベース2と、水晶振動素子3と、IC4と、蓋5とが主な構成部材となっている。本実施形態では水晶発振器1の平面視の外形サイズは縦横が約1.6mm×1.2mmとなっており、水晶発振器1は電子部品素子として発振回路を有するIC4を内蔵している。なお、前述の水晶発振器の平面視外形サイズは一例であり、前記外形サイズ以外のパッケージサイズであっても本発明は適用可能である。以下、水晶発振器1を構成する各部材の概略について詳述する。   An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The crystal oscillator 1 is a substantially rectangular parallelepiped package, and is substantially rectangular in a plan view and substantially H-shaped in cross section. The crystal oscillator 1 includes a base 2, a crystal resonator element 3, an IC 4, and a lid 5 as main constituent members. In this embodiment, the external size of the crystal oscillator 1 in plan view is about 1.6 mm × 1.2 mm in length and width, and the crystal oscillator 1 includes an IC 4 having an oscillation circuit as an electronic component element. Note that the external size of the above-described crystal oscillator in plan view is an example, and the present invention can be applied to package sizes other than the external size. Hereinafter, the outline of each member constituting the crystal oscillator 1 will be described in detail.

ベース2は絶縁性材料からなる長辺と短辺を有する平面視略矩形の容器である。ベース2は、平板状(平面視略矩形)の基板部20と、基板部20の一主面201の外周部200に沿って上方に伸び外周縁210と内周縁211とが平面視略矩形の第1枠部21と、基板部20の他主面202の外周部200に沿って下方に伸び外周縁220と内周縁221とが平面視略矩形の第2枠部22とが主な構成部材(断面略H型)となっている。   The base 2 is a substantially rectangular container in plan view having a long side and a short side made of an insulating material. The base 2 has a flat plate-shaped (substantially rectangular in plan view) substrate portion 20 and extends upward along the outer peripheral portion 200 of one main surface 201 of the substrate portion 20, and an outer peripheral edge 210 and an inner peripheral edge 211 are substantially rectangular in a plan view. Main components are the first frame portion 21 and the second frame portion 22 that extends downward along the outer peripheral portion 200 of the other main surface 202 of the substrate portion 20 and has an outer peripheral edge 220 and an inner peripheral edge 221 that are substantially rectangular in plan view. (The cross section is substantially H-shaped).

本形態ではより好ましい形態として、基板部20と第1枠部21と第2枠部22とは、各外周縁が平面視略同一の矩形で形成され、かつ各外周縁の4隅にのみ円弧状の切欠き部20cと21cと22cが形成されている。つまり、基板部20の外周縁の4隅には切欠き部20c1,20c2,20c3,20c4、第1枠部21の外周縁の4隅には切欠き部21c1,21c2,21c3,21c4、第2枠部22の外周縁の4隅には切欠き部22c1,22c2,22c3,22c4が形成されている。このため、小型化対応により第1枠部21と第2枠部22の幅が縮小されたとしても、幅に余裕のある4隅にのみ切欠き部20cと21cと22cを形成することで、ベース全体としての強度を弱めることがない。また第1枠部21と蓋5との封止領域も必要以上に狭めることもなくなるので、水晶振動素子2の気密封止性能を低下させることもない。   In the present embodiment, as a more preferable form, the substrate portion 20, the first frame portion 21, and the second frame portion 22 are each formed in a rectangular shape whose outer peripheral edges are substantially the same in plan view, and circles only at the four corners of each outer peripheral edge. Arc-shaped notches 20c, 21c, and 22c are formed. That is, the notches 20c1, 20c2, 20c3, and 20c4 are provided at the four corners of the outer peripheral edge of the substrate portion 20, and the notches 21c1, 21c2, 21c3, and 21c4 are provided at the four corners of the outer peripheral edge of the first frame portion 21. Cutout portions 22c1, 22c2, 22c3, and 22c4 are formed at the four corners of the outer peripheral edge of the frame portion 22. For this reason, even if the width of the first frame portion 21 and the second frame portion 22 is reduced due to miniaturization, by forming the notches 20c, 21c, and 22c only at the four corners that have a margin in width, The overall strength of the base is not reduced. In addition, since the sealing area between the first frame portion 21 and the lid 5 is not narrowed more than necessary, the hermetic sealing performance of the crystal resonator element 2 is not deteriorated.

本実施形態では基板部20と第1枠部21と第2枠部22の各々は、セラミックグリーンシート(アルミナ)となっており、これら3つのシートが積層された状態で焼成によって一体成形されている。なお、これらの各シート(基板部のシート・第1枠部のシート・第2枠部のシート)については、積層間の内部配線の延出形態に応じて単層だけでなく複数層に分けて形成してもよい。   In this embodiment, each of the substrate part 20, the first frame part 21, and the second frame part 22 is a ceramic green sheet (alumina), and these three sheets are laminated and integrally formed by firing. Yes. Each of these sheets (substrate section sheet, first frame section sheet, second frame section sheet) is divided not only into a single layer but also into a plurality of layers according to the extension form of the internal wiring between the layers. May be formed.

ベース2の第1枠部21の上面には、封止部6が形成されている。この封止部6は金属製の蓋5と金錫ろう材など接合材によって接合される。   A sealing portion 6 is formed on the upper surface of the first frame portion 21 of the base 2. The sealing portion 6 is bonded to the metal lid 5 with a bonding material such as a gold-tin brazing material.

ベース2の第1枠部21の内周縁211と基板部の一主面201とで囲まれた空間は第1凹部2Aとなっている。第1凹部2Aは、平面視略矩形であり第1枠部21の内周縁211と同一形状となる。第1凹部2Aの内底面(基板部20の一主面201)の一端側には、水晶振動素子3と導電接合される一対の水晶搭載用パッド7a,7bが並列して形成されている(一方のみ図示)。   A space surrounded by the inner peripheral edge 211 of the first frame portion 21 of the base 2 and the one principal surface 201 of the substrate portion is a first recess 2A. The first recess 2 </ b> A is substantially rectangular in plan view and has the same shape as the inner peripheral edge 211 of the first frame portion 21. A pair of crystal mounting pads 7a and 7b that are conductively bonded to the crystal resonator element 3 are formed in parallel on one end side of the inner bottom surface (one main surface 201 of the substrate portion 20) of the first recess 2A (see FIG. Only one is shown).

当該水晶搭載用パッド7a,7bの上には、導電性接着剤8を介して水晶振動素子3の一端側が導電接合され、搭載される。水晶搭載パッド7a,7bは一対の第1配線パターン71a,71bとそれぞれ接続され、第1凹部の中央部分に延出されている。   One end side of the crystal resonator element 3 is conductively bonded and mounted on the crystal mounting pads 7a and 7b via the conductive adhesive 8. The crystal mounting pads 7a and 7b are connected to the pair of first wiring patterns 71a and 71b, respectively, and extend to the central portion of the first recess.

そして、一対の第1配線パターン71a,71bは、当該第1配線パターン71a,71bの端部に形成され、基板部20を貫通する一対の円柱状の導電ビア10a,10bを経由して、後述する第2凹部2Bに形成されたIC搭載パッド11a,11bに接続されている。   The pair of first wiring patterns 71a and 71b are formed at the end portions of the first wiring patterns 71a and 71b, and will be described later via a pair of cylindrical conductive vias 10a and 10b penetrating the substrate unit 20. The IC mounting pads 11a and 11b formed in the second recess 2B are connected.

また、本形態では、水晶搭載パッド7a,7bは一対の第1配線パターン72a,72bとそれぞれ接続され、基板部20の外周縁の4隅のうちの2つの切欠き部20c1,20c2に延出されている。切欠き部20c1,20c2の表面には、水晶振動素子用外部接続端子9a,9b(圧電振動素子用外部接続端子)が形成されている。   In this embodiment, the crystal mounting pads 7a and 7b are connected to the pair of first wiring patterns 72a and 72b, respectively, and extend to the two notches 20c1 and 20c2 in the four corners of the outer peripheral edge of the substrate portion 20. Has been. Crystal vibration element external connection terminals 9a and 9b (piezoelectric vibration element external connection terminals) are formed on the surfaces of the notches 20c1 and 20c2.

そして、水晶振動素子用外部接続端子9a,9bは、第1配線パターン72a,72bとそれぞれ接続されることで、水晶振動素子の励振電極とのみ接続し、水晶振動素子のみの電気的特性を計測できるものである。本形態ではより好ましい形態として、この水晶振動素子用外部接続端子9a,9bに隣接する、第1枠部の切欠き部21c1,21c2と、第2枠部の切欠き部22c1,22c2には外部接続端子(電極)を形成せず、基板部の切欠き部20c1,20c2にのみ外部接続端子(電極)を形成している。このため、外部回路基板や蓋5と電気的に干渉しない水晶振動素子3のみの特性を計測できる水晶振動素子用外部接続端子をベース2の外表面に構成することができる。また、ベースの隅部でベースの側面中央に位置する基板部の切欠き部に水晶振動素子用外部接続端子を設けることで、検査プローブや測定用治具の端子を接触させやすい構成とできる。   The crystal resonator element external connection terminals 9a and 9b are connected to the first wiring patterns 72a and 72b, respectively, so that they are connected only to the excitation electrode of the crystal resonator element, and the electrical characteristics of only the crystal resonator element are measured. It can be done. As a more preferable form in this embodiment, the crystal frame element external connection terminals 9a and 9b are adjacent to the first frame cutout portions 21c1 and 21c2 and the second frame cutout portions 22c1 and 22c2. Connection terminals (electrodes) are not formed, and external connection terminals (electrodes) are formed only in the notches 20c1 and 20c2 of the substrate portion. For this reason, an external connection terminal for a crystal resonator element that can measure only the characteristics of the crystal resonator element 3 that does not electrically interfere with the external circuit board or the lid 5 can be formed on the outer surface of the base 2. Further, by providing the crystal resonator element external connection terminal at the notch of the base plate located at the center of the side surface of the base at the corner of the base, it is possible to easily contact the terminals of the inspection probe and the measuring jig.

ベース2の第2枠部22の上面(ベース2の底面)の4隅には、図示しない外部回路基板の搭載パッドとはんだにより接合される外部接続端子9c,9d,9e,9fが形成されている。本形態ではより好ましい形態として、これらの4隅の外部接続端子9c,9d,9e,9fは、略L字形状に形成され、当該略L字形状は第2枠部22の内周縁の4隅に曲部を有し、第2枠部22の内周縁の各辺に沿って伸びている。なお、外部接続端子の数は、発振器の機能に応じて形成されるものであるので、発振器の付加機能に応じて4つ以上の構成としてもよい。   External connection terminals 9c, 9d, 9e, and 9f are formed at the four corners of the upper surface of the second frame portion 22 of the base 2 (the bottom surface of the base 2) and are joined to mounting pads of an external circuit board (not shown) by solder. Yes. As a more preferable form in this embodiment, these four corner external connection terminals 9 c, 9 d, 9 e, 9 f are formed in a substantially L shape, and the substantially L shape is the four corners of the inner peripheral edge of the second frame portion 22. Has a curved portion and extends along each side of the inner peripheral edge of the second frame portion 22. Since the number of external connection terminals is formed according to the function of the oscillator, four or more configurations may be employed according to the additional function of the oscillator.

また、第2枠部22の内周縁の4隅には、第2枠部22の内周壁の高さ方向に沿って伸長(第2枠部22を貫通する)した柱状の導電ビア10c,10d,10e,10fが埋設され、当該柱状の導電ビア10c,10d,10e,10fの一部の側面が第2凹部2Bに露出した状態で形成している。本形態では、図3、図4に示すように、各導電ビアの平面視形状(平面と底面)は大円弧101と小円弧102が接続された形状をなしており、各導電ビアの小円弧102に繋がった側面を第2凹部2Bに露出するように構成している。つまり、第2枠部22の内周壁の4隅には、導電ビア10c,10d,10e,10fの各小円弧102の側面が配置されている。   Further, at the four corners of the inner peripheral edge of the second frame portion 22, columnar conductive vias 10 c and 10 d extending along the height direction of the inner peripheral wall of the second frame portion 22 (through the second frame portion 22). , 10e, 10f are embedded, and a part of the side surfaces of the columnar conductive vias 10c, 10d, 10e, 10f are exposed in the second recess 2B. In this embodiment, as shown in FIGS. 3 and 4, the plan view shape (plane and bottom surface) of each conductive via has a shape in which a large arc 101 and a small arc 102 are connected, and the small arc of each conductive via. The side surface connected to 102 is configured to be exposed to the second recess 2B. That is, the side surfaces of the small arcs 102 of the conductive vias 10c, 10d, 10e, and 10f are arranged at the four corners of the inner peripheral wall of the second frame portion 22.

そして、4隅の略L字形状の外部接続端子9c,9d,9e,9fの内側の曲部(第2枠部22の内周縁の4隅)に内接した状態で、各柱状の導電ビア10c,10d,10e,10fが形成され、お互いに接続されている。本形態ではより好ましい形態として、図3に示すように、4隅の略L字形状の外部接続端子9c,9d,9e,9fの内側の曲部とこの部分に内接される4隅の各柱状の導電ビア10c,10d,10e,10fとを結ぶ線分の交点、つまり、導電ビア10cの中央部と対角位置にある導電ビア10eの中央部を結ぶ第1線分Qと、導電ビア10dの中央部と対角位置にある導電ビア10fの中央部を結ぶ第2線分Rとの交点がベースの重心点Oと合致する位置となるように、各外部接続端子と各導電ビアとをベース2に対して配置形成している。   Each columnar conductive via is inscribed in the curved portions (four corners of the inner peripheral edge of the second frame portion 22) inside the four corners of the substantially L-shaped external connection terminals 9c, 9d, 9e, 9f. 10c, 10d, 10e, and 10f are formed and connected to each other. As a more preferable form in this embodiment, as shown in FIG. 3, each of the four corners inscribed in this portion and the curved portions inside the substantially corner-shaped external connection terminals 9c, 9d, 9e, 9f at the four corners. Intersections of line segments connecting the columnar conductive vias 10c, 10d, 10e, 10f, that is, the first line segment Q connecting the central part of the conductive via 10c and the central part of the conductive via 10e at the diagonal position, and the conductive via The external connection terminals and the conductive vias are arranged so that the intersection of the central portion of 10d and the second line segment R connecting the central portion of the conductive via 10f at the diagonal position coincides with the center of gravity O of the base. Are formed with respect to the base 2.

ベース2の第2枠部22の内周縁221と基板部の他主面202とで囲まれた空間は第2凹部2Bとなっている。第2凹部2Bは、平面視正方形であり第2枠部22の内周縁221と同一形状となる。第2凹部2Bは第1凹部2Aよりも平面視の大きさが小さくなっており、平面視透過では第2凹部2Bは第1凹部2Aに内包される位置関係となっている。   A space surrounded by the inner peripheral edge 221 of the second frame portion 22 of the base 2 and the other main surface 202 of the substrate portion is a second recess 2B. The second recess 2 </ b> B is square in plan view and has the same shape as the inner peripheral edge 221 of the second frame portion 22. The second recess 2B has a smaller size in plan view than the first recess 2A, and the second recess 2B is in a positional relationship enclosed in the first recess 2A in plan view transmission.

第2凹部2Bの内底面(基板部20の下面)には、平面視矩形のIC4を搭載し導電接合されるIC搭載パッド11a,11b,11c,11d,11e,11fがマトリックス状に形成されている。つまり、図2、図3に示すように、第2凹部2Bの内底面の向かって上側の長辺に沿ってIC搭載パッド11c,11a,11fが形成され、第2凹部2Bの内底面の向かって下側の長辺に沿ってIC搭載パッド11d,11b,11eが形成されている。なお、IC搭載パッドの数は、IC4の電極パッドに応じて形成されるものであるので、IC4の付加機能に応じて6つ以上の構成としてもよい。   IC mounting pads 11 a, 11 b, 11 c, 11 d, 11 e, and 11 f are formed in a matrix on the inner bottom surface of the second recess 2 </ b> B (the lower surface of the substrate portion 20). Yes. That is, as shown in FIGS. 2 and 3, IC mounting pads 11c, 11a, and 11f are formed along the upper long side toward the inner bottom surface of the second recess 2B, and are directed toward the inner bottom surface of the second recess 2B. IC mounting pads 11d, 11b, and 11e are formed along the lower long side. In addition, since the number of IC mounting pads is formed according to the electrode pad of IC4, it is good also as a structure of 6 or more according to the additional function of IC4.

IC搭載パッド11c,11d,11e,11fについては、第2凹部2Bの内底面の4隅に近接する位置に形成されており、第2配線パターン111c,111d,111e,111fとそれぞれ接続される。第2配線パターン111c,111d,111e,111fは、前述の各柱状の導電ビア10c,10d,10e,10fの存在する第2凹部2Bの内底面の4隅の方向に延出されている。これにより、4隅の導電ビア10c,10d,10e,10fと4隅の第2配線パターン111c,111d,111e,111fとは、IC4に電気的に接続されている。   The IC mounting pads 11c, 11d, 11e, and 11f are formed at positions close to the four corners of the inner bottom surface of the second recess 2B, and are connected to the second wiring patterns 111c, 111d, 111e, and 111f, respectively. The second wiring patterns 111c, 111d, 111e, and 111f extend in the directions of the four corners of the inner bottom surface of the second recess 2B where the above-described columnar conductive vias 10c, 10d, 10e, and 10f are present. Accordingly, the conductive vias 10c, 10d, 10e, and 10f at the four corners and the second wiring patterns 111c, 111d, 111e, and 111f at the four corners are electrically connected to the IC 4.

そして、第2配線パターン111c,111d,111e,111fは、前述の各柱状の導電ビア10c,10d,10e,10fを経由して外部接続端子9c,9d,9e,9fとそれぞれ電気的に接続されている。本形態ではより好ましい形態として、図4に示すように、導電ビア10c,10d,10e,10fの側面のうち第2枠部22の内周縁221に沿った寸法W1(導電ビアの底面の小円弧102の長さ)に対して、当該導電ビアの側面と接する部分の第2配線パターン111c,111d,111e,111fのうち第2枠部22の内周縁221に沿った寸法W2(各第2配線パターンと第2枠部の内周縁と接する部分の長さ)の方が大きく形成されている。このため、導電ビア10c,10d,10e,10fから第2配線パターン111c,111d,111e,111fへのはんだの流れ出しを弱めることができるので、IC4に対して外部回路基板と接合するための不要なはんだが流入するのを防ぐことができる。また、IC搭載パッド11a,11b,11c,11d,11e,11fの上には、金などからなる金属バンプ12を介してIC4の電極パッドと導電接合される。   The second wiring patterns 111c, 111d, 111e, and 111f are electrically connected to the external connection terminals 9c, 9d, 9e, and 9f via the columnar conductive vias 10c, 10d, 10e, and 10f, respectively. ing. In this embodiment, as a more preferable embodiment, as shown in FIG. 4, a dimension W1 along the inner peripheral edge 221 of the second frame portion 22 among the side surfaces of the conductive vias 10c, 10d, 10e, 10f (small arc on the bottom surface of the conductive via). 102) of the second wiring patterns 111c, 111d, 111e, and 111f in contact with the side surfaces of the conductive vias, the dimension W2 along the inner peripheral edge 221 of the second frame portion 22 (each second wiring). The pattern and the length of the portion in contact with the inner peripheral edge of the second frame portion) are formed larger. For this reason, it is possible to weaken the flow of solder from the conductive vias 10c, 10d, 10e, and 10f to the second wiring patterns 111c, 111d, 111e, and 111f, so that it is not necessary for bonding the IC 4 to the external circuit board. Solder can be prevented from flowing in. Also, the IC mounting pads 11a, 11b, 11c, 11d, 11e, and 11f are conductively bonded to the electrode pads of the IC 4 through metal bumps 12 made of gold or the like.

本形態ではより好ましい形態として、封止部6、水晶搭載用パッド7a,7b、第1配線パターン71a,71b,72a,72b、IC搭載パッド11a,11b,11c,11d,11e,11f、第2配線パターン111c,111d,111e,111f、導電ビア10a,10b,10c,10d,10e,10f、外部接続端子9a,9b,9c,9d,9e,9fについては、セラミック材料(ヤング率が約300GPa前後)よりヤング率の高いタングステン(ヤング率が約411GPa)やモリブデン(ヤング率が約329GPa)のメタライズ材料により構成されている。これらの外表面には、ニッケルめっき層、金めっき層の順でめっき層が積層された構成となっている。前記ニッケルめっき層および前記金めっき層は電解めっき法によって形成されており、これらが一括同時に形成されている。このため、小型化対応により第2枠部22の幅が縮小されたとしても、4隅の各柱状の導電ビア10c,10d,10e,10fの存在により、第2枠部22の4隅の硬度を高め、ベース全体としての強度を高めることができる。   In this embodiment, as a more preferable form, the sealing portion 6, the crystal mounting pads 7a and 7b, the first wiring patterns 71a, 71b, 72a, 72b, the IC mounting pads 11a, 11b, 11c, 11d, 11e, 11f, the second For the wiring patterns 111c, 111d, 111e, 111f, conductive vias 10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f, and external connection terminals 9a, 9b, 9c, 9d, 9e, 9f, ceramic materials (Young's modulus is about 300 GPa or so) ) It is made of a metallized material of tungsten (Young's modulus is about 411 GPa) or molybdenum (Young's modulus is about 329 GPa) having a higher Young's modulus. On these outer surfaces, a plating layer is laminated in the order of a nickel plating layer and a gold plating layer. The nickel plating layer and the gold plating layer are formed by electrolytic plating, and these are formed simultaneously. For this reason, even if the width of the second frame portion 22 is reduced due to the reduction in size, the hardness of the four corners of the second frame portion 22 due to the presence of the columnar conductive vias 10c, 10d, 10e, and 10f at the four corners. The strength of the base as a whole can be increased.

本発明の実施形態で使用されるベース2は、前述した断面略H型のパッケージ構造となっている。このようなH型パッケージ構造によれば、水晶振動素子3とIC4とが別空間に収容されるため、製造過程で発生するガスの影響や、他の素子から発生するノイズの影響を受けにくくすることができるというメリットがある。   The base 2 used in the embodiment of the present invention has a package structure with a substantially H-shaped cross section as described above. According to such an H-type package structure, since the crystal resonator element 3 and the IC 4 are accommodated in different spaces, it is less susceptible to the influence of gas generated during the manufacturing process and noise generated from other elements. There is an advantage that you can.

図1において、水晶振動素子3はATカット水晶振動板の表裏主面に各種電極が形成された、平面視矩形状の圧電振動素子である。なお、図1では各種電極の記載は省略している。また図1では記載を省略しているが、水晶振動板の略中央部分には励振電極が表裏で対向するように一対で形成されている。そして前記一対の励振電極の各々から水晶振動板の表裏主面の一短辺縁部に向かって引出電極が延出されている。この引出電極の終端部は接着用の電極となっており、前述した水晶搭載用パッド7a,7bと導電性接着剤8を介して接合されるようになっている。本形態では導電性接着剤8にシリコーン系の接着剤が使用されているが、シリコーン系以外の導電性接着剤を使用してもよく、金属バンプなどの他の導電性接合材を用いてもよい。   In FIG. 1, a crystal resonator element 3 is a piezoelectric resonator element having a rectangular shape in plan view, in which various electrodes are formed on the front and back main surfaces of an AT-cut crystal resonator plate. In FIG. 1, illustration of various electrodes is omitted. Although not shown in FIG. 1, a pair of excitation electrodes are formed at a substantially central portion of the crystal diaphragm so that the excitation electrodes face each other. An extraction electrode is extended from each of the pair of excitation electrodes toward one short side edge of the front and back main surfaces of the crystal diaphragm. The terminal portion of the lead electrode is an adhesive electrode, and is joined to the above-described crystal mounting pads 7a and 7b via the conductive adhesive 8. In this embodiment, a silicone-based adhesive is used for the conductive adhesive 8, but a conductive adhesive other than a silicone-based adhesive may be used, or another conductive bonding material such as a metal bump may be used. Good.

本実施形態で用いられるIC4は、CMOSなどのインバータ増幅器(発振用増幅器)を内蔵したワンチップの集積回路素子であり、水晶振動素子3と接続され当該水晶振動素子3の周波数信号を増幅する発振回路部を構成する領域とを有している。本形態では、発振回路のみを具備したいわゆるSPXO用のICを使用しているが、周波数調整回路を付加機能として具備したいわゆるVCXO用のICであったり、温度検出部と温度補償回路を付加機能として具備したいわゆるTCXO用のICであったり、これ以外の付加機能を具備したICであったり、これらを組みわされたICであってもよい。また、IC4としては、CMOS以外のバイポーラ、バイCMOSなどであってもよい。   The IC 4 used in the present embodiment is a one-chip integrated circuit element incorporating an inverter amplifier (oscillation amplifier) such as a CMOS, and is an oscillation that is connected to the crystal resonator element 3 and amplifies the frequency signal of the crystal resonator element 3. And a region constituting a circuit portion. In this embodiment, a so-called SPXO IC having only an oscillation circuit is used, but it is a so-called VCXO IC having a frequency adjustment circuit as an additional function, or a temperature detection unit and a temperature compensation circuit are added functions. The IC may be a so-called TCXO IC provided as the above, an IC provided with other additional functions, or an IC in which these are combined. Further, the IC 4 may be bipolar other than CMOS, bi-CMOS, or the like.

図1において、蓋5は平面視略矩形の平板である。蓋5はコバールが基材となっており、基材の表面にニッケルメッキと金錫ろう材のメッキが施されている。以上が各構成部材の概略である。   In FIG. 1, the lid 5 is a flat plate having a substantially rectangular shape in plan view. The cover 5 is made of Kovar as a base material, and the surface of the base material is plated with nickel plating and gold-tin brazing material. The above is the outline of each component.

以上の各構成部材において、ベース2の第1凹部2Aの内底面に形成された水晶搭載パッド7a,7bの上部に導電性接着剤8を介して水晶振動素子3が電気的機械的に接続され、搭載される。そして、ベース2の水晶振動素子用外部接続端子9a,9bに検査プローブを接触させながら、水晶振動板の周波数を所望の値に周波数調整した後、第1凹部2Aに水晶振動素子が格納された状態でベースの封止部6に対して金属製の蓋5にて被覆し、金属製の蓋4の封止材5とベースの接合部6を溶融硬化させ、気密封止を行う。そして、ベース2の第2凹部2Bの内底面に形成されたIC搭載パッド11a,11b,11c,11d,11e,11fの上部に金属バンプ12を介してIC4と電気機械的に接続され、IC4が第2凹部2Bの内底面に搭載される。そして、必要な調整を行い表面実装型水晶発振器1の完成となる。   In each of the above components, the crystal resonator element 3 is electrically and mechanically connected to the upper portions of the crystal mounting pads 7a and 7b formed on the inner bottom surface of the first recess 2A of the base 2 via the conductive adhesive 8. Mounted. Then, the quartz resonator element is stored in the first recess 2A after the frequency of the crystal diaphragm is adjusted to a desired value while bringing the inspection probe into contact with the crystal resonator element external connection terminals 9a and 9b of the base 2. In this state, the base sealing portion 6 is covered with a metal lid 5, and the sealing material 5 of the metal lid 4 and the base joint portion 6 are melt-cured to perform hermetic sealing. The IC 4 is electromechanically connected to the IC 4 via the metal bumps 12 on the IC mounting pads 11a, 11b, 11c, 11d, 11e, and 11f formed on the inner bottom surface of the second recess 2B of the base 2. It is mounted on the inner bottom surface of the second recess 2B. Then, necessary adjustments are made and the surface-mounted crystal oscillator 1 is completed.

そして、以上のように構成された表面実装型水晶発振器1は図示しない外部回路基板の搭載パッドに搭載され、はんだにより電気的機械的に接続される。この時、表面実装型水晶発振器1の底面の4隅の略L字形状の外部接続端子9c,9d,9e,9fと、図示しない外部回路基板の搭載パッドとの間には、ペースト状のはんだが介在された状態で搭載される。そして、この状態で加熱溶融炉に搬入され、はんだを加熱溶融することで図示しない外部回路基板の搭載パッドと表面実装型水晶発振器1の底面の4隅の略L字形状の外部接続端子9c,9d,9e,9fと各柱状の導電ビア10c,10d,10e,10fとが接合される。   The surface-mounted crystal oscillator 1 configured as described above is mounted on a mounting pad of an external circuit board (not shown) and is electrically and mechanically connected by solder. At this time, between the substantially L-shaped external connection terminals 9c, 9d, 9e, and 9f at the four corners of the bottom surface of the surface-mount type crystal oscillator 1 and a mounting pad of an external circuit board (not shown), a paste-like solder is provided. It is mounted in a state of being interposed. In this state, it is carried into a heating and melting furnace, and the solder is heated and melted to heat and melt the external circuit board mounting pad (not shown) and the substantially L-shaped external connection terminals 9c at the four corners of the bottom surface of the surface-mounted crystal oscillator 1. 9d, 9e, 9f and the columnar conductive vias 10c, 10d, 10e, 10f are joined.

本発明の実施形態による表面実装型水晶発振器1によれば、表面実装型水晶発振器1の小型化にともなって外部接続端子9c,9d,9e,9fの面積の制約を受けても、導電ビア10c,10d,10e,10fに外部回路基板と接合されるはんだ塗布領域を拡大することができる。このため、外部接続端子9c,9d,9e,9fによる平面的なはんだ接合部だけでなく、導電ビア10c,10d,10e,10fに沿ってはんだフィレットが形成されることによる立体的なはんだ接合部が得られる。   According to the surface-mounted crystal oscillator 1 according to the embodiment of the present invention, even if the surface-mount type crystal oscillator 1 is downsized, the conductive via 10c is limited even if the area of the external connection terminals 9c, 9d, 9e, and 9f is restricted. , 10d, 10e, and 10f, it is possible to enlarge the solder application area joined to the external circuit board. Therefore, not only a planar solder joint by the external connection terminals 9c, 9d, 9e, 9f but also a three-dimensional solder joint by forming a solder fillet along the conductive vias 10c, 10d, 10e, 10f. Is obtained.

しかも、このはんだフィレットは、4隅の導電ビア10c,10d,10e,10fに沿って形成されるため、表面実装型水晶発振器1の重心Oの方向にバランスよくはんだ接合による張力が生じるように作用させることができ、導電ビア10c,10d,10e,10fによって形成されるはんだフィレットによるアンカー作用もより高めることができる。結果として、表面実装型水晶発振器1の小型化に対応させながら、外部回路基板とのはんだ接合強度を高めることができる。   Moreover, since this solder fillet is formed along the conductive vias 10c, 10d, 10e, and 10f at the four corners, the solder fillet acts in a balanced manner in the direction of the center of gravity O of the surface-mounted crystal oscillator 1. The anchor action by the solder fillet formed by the conductive vias 10c, 10d, 10e, and 10f can be further enhanced. As a result, it is possible to increase the solder joint strength with the external circuit board while adapting to the miniaturization of the surface-mounted crystal oscillator 1.

また、4隅の外部接続端子9c,9d,9e,9fに塗布されるペースト状のはんだ塗布量にばらつきが生じても、外部接続端子9c,9d,9e,9fから導電ビア10c,10d,10e,10fに伝ってはんだの塗布を調整することができるので、4隅の外部接続端子9c,9d,9e,9fのはんだ塗布量が均一化され、外部回路基板に表面実装型水晶発振器1を搭載してはんだを溶融して接合する際に、表面実装型水晶発振器1が外部回路基板から傾いて搭載されたり、回転して搭載されることが抑制できる。   Even if the amount of paste-like solder applied to the external connection terminals 9c, 9d, 9e, and 9f at the four corners varies, the conductive vias 10c, 10d, and 10e are connected to the external connection terminals 9c, 9d, 9e, and 9f. , 10f, the solder coating can be adjusted, so that the amount of solder applied to the external connection terminals 9c, 9d, 9e, 9f at the four corners is made uniform, and the surface mount crystal oscillator 1 is mounted on the external circuit board. Thus, when the solder is melted and bonded, it is possible to suppress the surface-mounted crystal oscillator 1 from being mounted tilted from the external circuit board or rotated.

特に、表面実装型水晶発振器1の小型化にともなって外部接続端子9c,9d,9e,9fの面積の制約を受けても、略L字形状とすることで外部接続端子の面積を確保することができ、外部回路基板との接合強度を低下させるのを抑制することができ、第2枠部22の各辺方向に沿った状態でバランスよくはんだ接合による張力が生じるように作用させることができる。また、外部接続端子9c,9d,9e,9fから導電ビア10c,10d,10e,10fへのはんだ流れ出しが促進される。   In particular, even if the area of the external connection terminals 9c, 9d, 9e, and 9f is restricted due to the miniaturization of the surface-mounted crystal oscillator 1, the area of the external connection terminals is ensured by making it substantially L-shaped. It is possible to prevent the strength of the joint with the external circuit board from being lowered, and it is possible to cause the tension by the solder joint to be generated in a well-balanced state in the state along each side of the second frame portion 22. . Further, the solder flow from the external connection terminals 9c, 9d, 9e, 9f to the conductive vias 10c, 10d, 10e, 10f is promoted.

しかも、ベースの重心点Oを通り第2枠部の長辺と平行な中心線A−Aと第2枠部の短辺と平行な中心線B−Bに対してそれぞれ線対称にはんだフィレットからなる4隅のアンカー部が構成されるので、表面実装型水晶発振器1の重心点Oに向かって均一にはんだ接合による張力が生じるように作用させることができる。結果として、外部回路基板とのはんだ接合強度をより一層高めることができ、表面実装型水晶発振器1が外部回路基板から傾いて搭載されたり、回転して搭載されることがより一層抑制することができる。   In addition, the solder fillet is symmetrical with respect to the center line AA that passes through the center of gravity O of the base and is parallel to the long side of the second frame and the center line BB that is parallel to the short side of the second frame. Since the four corner anchor portions are configured, the surface mounting type crystal oscillator 1 can be made to act so that the tension due to the solder joint is uniformly generated toward the center of gravity O of the surface mount type crystal oscillator 1. As a result, the solder joint strength with the external circuit board can be further increased, and the surface-mounted crystal oscillator 1 can be further restrained from being tilted and rotated from the external circuit board. it can.

次に、電子部品素子としてサーミスタなどの感温素子を使用した温度センサ付きの水晶振動子(圧電振動子)に適用した例を図6とともに説明する。温度センサ付き水晶振動子1Xは、略直方体状のパッケージであり、上記水晶発振器1と同様に、平面視では略矩形、断面では略H型となっている。水晶振動子1Xは、ベース2と、水晶振動素子3(図示せず)と、電子部品素子と、蓋5(図示せず)とが主な構成部材となっており、電子部品素子として感温素子としてのサーミスタ4Xを内蔵している。以下、本発明の水晶振動子1Xについて、上記水晶発振器と同様の部分に関しては同番号を付すとともに説明の一部を省略しており、上記水晶発振器との相違点を中心に説明する。   Next, an example applied to a quartz crystal vibrator (piezoelectric vibrator) with a temperature sensor using a temperature sensitive element such as a thermistor as an electronic component element will be described with reference to FIG. The crystal unit with temperature sensor 1 </ b> X is a substantially rectangular parallelepiped package. Like the crystal oscillator 1, the crystal unit 1 </ b> X is substantially rectangular in plan view and substantially H-shaped in cross section. The crystal resonator 1X includes a base 2, a crystal resonator element 3 (not shown), an electronic component element, and a lid 5 (not shown) as main components. A thermistor 4X as an element is incorporated. Hereinafter, regarding the crystal resonator 1X of the present invention, the same parts as those of the crystal oscillator are denoted by the same reference numerals and a part of the description is omitted, and the difference from the crystal oscillator will be mainly described.

ベース2は上記水晶発振器と同様に絶縁性材料からなる長辺と短辺を有する平面視略矩形の容器であり、平板状(平面視略矩形)の基板部20と、基板部の一主面の外周部に沿って上方に伸び外周縁と内周縁とが平面視略矩形の第1枠部21(図示せず)と、基板部の他主面の外周部に沿って下方に伸び外周縁と内周縁とが平面視略矩形の第2枠部22とが主な構成部材(断面略H型)となっている。   The base 2 is a substantially rectangular container in plan view having a long side and a short side made of an insulating material like the above-described crystal oscillator, and has a flat plate-like (substantially rectangular in plan view) substrate portion 20 and one main surface of the substrate portion. A first frame portion 21 (not shown) whose outer peripheral edge and inner peripheral edge are substantially rectangular in plan view, and extends downward along the outer peripheral portion of the other main surface of the substrate portion. The second frame portion 22 whose inner peripheral edge is substantially rectangular in plan view is a main component (substantially H-shaped cross section).

なお、図示していないが、ベース2の第1枠部21の内周縁と基板部の一主面とで囲まれた空間は、第1凹部2A(図示せず)となっており、第1凹部2Aの内底面に形成された水晶搭載用パッド7a,7b(図示せず)に導電性接着剤8(図示せず)を介して水晶振動素子3と導電接合されている。水晶振動素子3は、ベース2の第1枠部21の上面の封止部6(図示せず)に金属製の蓋5と金錫ろう材など接合材によって接合され、気密封止される。   Although not shown, a space surrounded by the inner peripheral edge of the first frame portion 21 of the base 2 and one main surface of the substrate portion is a first recess 2A (not shown), and the first The quartz crystal resonator element 3 is conductively bonded to the quartz crystal mounting pads 7a and 7b (not shown) formed on the inner bottom surface of the recess 2A via a conductive adhesive 8 (not shown). The crystal resonator element 3 is bonded to a sealing portion 6 (not shown) on the upper surface of the first frame portion 21 of the base 2 by a bonding material such as a metal lid 5 and a gold-tin brazing material and hermetically sealed.

ベース2の第2枠部22の内周縁と基板部の他主面とで囲まれた空間は平面視矩形状の第2凹部2Bとなっており、第2凹部2Bの内底面には、当該第2凹部2Bの内底面の4隅のうちの一方の対角位置に対向して水晶接続パッド13aと水晶接続パッド13bが形成され、当該第2凹部2Bの内底面の4隅のうちの他方の対角位置に対向してサーミスタ搭載パッド13cとサーミスタ搭載パッド13dとが形成されている。なお、水晶接続パッド13a,13bは基板部20を貫通する一対の円柱状の導電ビア10g,10hと図示しない第1配線パターン71a,71bにより水晶搭載パッド7a,7bに導出されている。   A space surrounded by the inner peripheral edge of the second frame portion 22 of the base 2 and the other main surface of the substrate portion is a second concave portion 2B having a rectangular shape in plan view, and the inner bottom surface of the second concave portion 2B includes A crystal connection pad 13a and a crystal connection pad 13b are formed opposite one of the four corners of the inner bottom surface of the second recess 2B, and the other of the four corners of the inner bottom surface of the second recess 2B. A thermistor mounting pad 13c and a thermistor mounting pad 13d are formed so as to face the diagonal positions. The crystal connection pads 13a and 13b are led to the crystal mounting pads 7a and 7b by a pair of cylindrical conductive vias 10g and 10h penetrating the substrate part 20 and first wiring patterns 71a and 71b (not shown).

ベース2の第2枠部22の上面(ベース2の底面)の4隅には、図示しない外部回路基板の搭載パッドとはんだにより接合される外部接続端子9c,9d,9e,9fが形成されている。また、第2枠部22の内周縁の4隅には、第2枠部22の内周壁の高さ方向に沿って伸長(第2枠部22を貫通する)した柱状の導電ビア10c,10d,10e,10fが埋設され、当該柱状の導電ビア10c,10d,10e,10fの一部の側面が第2凹部2Bに露出した状態で形成している。これら4隅の外部接続端子9c,9d,9e,9fと導電ビア10c,10d,10e,10fとは、お互いに接続されている。   External connection terminals 9c, 9d, 9e, and 9f are formed at the four corners of the upper surface of the second frame portion 22 of the base 2 (the bottom surface of the base 2) and are joined to mounting pads of an external circuit board (not shown) by solder. Yes. Further, at the four corners of the inner peripheral edge of the second frame portion 22, columnar conductive vias 10 c and 10 d extending along the height direction of the inner peripheral wall of the second frame portion 22 (through the second frame portion 22). , 10e, 10f are embedded, and a part of the side surfaces of the columnar conductive vias 10c, 10d, 10e, 10f are exposed in the second recess 2B. The external connection terminals 9c, 9d, 9e, 9f at the four corners and the conductive vias 10c, 10d, 10e, 10f are connected to each other.

第2凹部2Bの内底面の4隅の一方の対角位置に形成された水晶接続パッド13a,13bは、第2配線パターン111d,111fとそれぞれ接続され、第2凹部2Bの内底面の4隅の他方の対角位置に形成されたサーミスタ搭載パッド13c,13dは、第2配線パターン111c,111eとそれぞれ接続される。第2配線パターン111c,111d,111e,111fは、前述の各柱状の導電ビア10c,10d,10e,10fの存在する第2凹部2Bの内底面の4隅の方向に延出されている。また、サーミスタ搭載パッド13c,13dの上には、はんだなどからなる導電性接合材14を介してサーミスタ4Xの電極パッドと導電接合される。これにより、4隅のうちの一方の対角位置にある導電ビア10d,10fと第2配線パターン111d,111fとは、水晶振動素子3に電気的に接続されている。4隅のうちの他方の対角位置にある導電ビア10c,10eと第2配線パターン111c,111eとは、サーミスタ4Xに電気的に接続されている。   Crystal connection pads 13a and 13b formed at one diagonal position of the four corners of the inner bottom surface of the second recess 2B are connected to the second wiring patterns 111d and 111f, respectively, and the four corners of the inner bottom surface of the second recess 2B. The thermistor mounting pads 13c and 13d formed at the other diagonal position are connected to the second wiring patterns 111c and 111e, respectively. The second wiring patterns 111c, 111d, 111e, and 111f extend in the directions of the four corners of the inner bottom surface of the second recess 2B where the above-described columnar conductive vias 10c, 10d, 10e, and 10f are present. Further, the thermistor mounting pads 13c and 13d are conductively bonded to the electrode pads of the thermistor 4X via the conductive bonding material 14 made of solder or the like. Thus, the conductive vias 10d and 10f and the second wiring patterns 111d and 111f at one of the four corners are electrically connected to the crystal resonator element 3. The conductive vias 10c and 10e and the second wiring patterns 111c and 111e at the other diagonal position among the four corners are electrically connected to the thermistor 4X.

以上の各構成部材において、ベース2の第1凹部2Aの内底面に形成された水晶搭載パッド7a,7bの上部に導電性接着剤8を介して水晶振動素子3が電気的機械的に接続され、搭載される。そして、ベース2の第2凹部2Bの内底面に形成された水晶接続パッド13a,13bに検査プローブを接触させながら、水晶振動板の周波数を所望の値に周波数調整した後、第1凹部2Aに水晶振動素子3が格納された状態でベースの封止部6に対して金属製の蓋5にて被覆し、金属製の蓋4の封止材5とベースの接合部6を溶融硬化させ、気密封止を行う。そして、ベース2の第2凹部2Bの内底面に形成されたサーミスタ搭載パッド13c,13dの上部にはんだなどからなる導電性接合材14を介してサーミスタ4Xと電気機械的に接続され、サーミスタ4Xが第2凹部2Bの内底面に搭載される。そして、必要な調整を行い表面実装型の温度センサ付きの水晶振動子1Xの完成となる。   In each of the above components, the crystal resonator element 3 is electrically and mechanically connected to the upper portions of the crystal mounting pads 7a and 7b formed on the inner bottom surface of the first recess 2A of the base 2 via the conductive adhesive 8. Mounted. Then, after adjusting the frequency of the crystal diaphragm to a desired value while bringing the inspection probe into contact with the crystal connection pads 13a and 13b formed on the inner bottom surface of the second recess 2B of the base 2, the first recess 2A The base sealing portion 6 is covered with a metal lid 5 in a state in which the crystal resonator element 3 is stored, and the sealing material 5 of the metal lid 4 and the base joint 6 are melt-cured. Perform hermetic sealing. Then, the thermistor 4X is electromechanically connected to the upper portion of the thermistor mounting pads 13c and 13d formed on the inner bottom surface of the second recess 2B of the base 2 via the conductive bonding material 14 made of solder or the like, and the thermistor 4X is It is mounted on the inner bottom surface of the second recess 2B. Then, necessary adjustments are made to complete the crystal resonator 1X with a surface mount type temperature sensor.

本形態では、感温素子としてサーミスタを使用しているが、ダイオードなどの他の感温素子や他の機能電子部品を使用した機能部品付きの水晶振動デバイス(圧電振動デバイス)であってもよい。   In this embodiment, the thermistor is used as the temperature sensitive element, but it may be a crystal vibration device (piezoelectric vibration device) with a functional component using another temperature sensitive element such as a diode or another functional electronic component. .

なお、上述した本発明の各実施形態では基板部の一主面側(上方)と他主面側(下方)の両面に枠部を形成した断面略H型のベースを例にして説明しているが、基板部の一主面側(上方)には枠部を形成せず、他主面側(下方)のみに枠部を形成したベースを用い、下側に凹部を有するキャップ形状の蓋を用いた構成としてもよい。   In the above-described embodiments of the present invention, a base having a substantially H-shaped cross section in which frame portions are formed on both the main surface side (upper side) and the other main surface side (lower side) of the substrate portion will be described as an example. However, a cap-shaped lid that has a base with a frame formed only on the other main surface (lower) and a recess on the lower surface without forming a frame on one main surface (upper) of the substrate It is good also as a structure using.

本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上述の実施の形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。   The present invention can be implemented in various other forms without departing from the spirit or main features thereof. Therefore, the above-described embodiment is merely an example in all respects and should not be interpreted in a limited manner. The scope of the present invention is indicated by the claims, and is not restricted by the text of the specification. Further, all modifications and changes belonging to the equivalent scope of the claims are within the scope of the present invention.

圧電振動デバイスの量産に適用できる。   It can be applied to mass production of piezoelectric vibration devices.

1 水晶発振器(圧電振動デバイス)
1X 水晶振動子(圧電振動デバイス)
2 ベース
2A 第1凹部
2B 第2凹部
20 基板部
20c,20c1,20c2,20c3,20c4 切欠き部
200 外周部
201 一主面
202 他主面
21 第1枠部
21c,21c1,21c2,21c3,21c4 切欠き部
210 外周部
211 内周部
22 第2枠部
22c,22c1,22c2,22c3,22c4 切欠き部
220 外周部
221 内周部
3 水晶振動素子(圧電振動素子)
4 IC(電子部品素子)
4X サーミスタ(電子部品素子)
5 蓋
6 封止部
7a,7b 水晶搭載用パッド
71a,71b,72a,72b 第1配線パターン
8 導電性接着剤
9a,9b 水晶振動素子用外部接続端子(圧電振動素子用外部接続端子)
9c,9d,9e,9f 外部接続端子
10a,10b,10c,10d,10e,10f,10g,10h 導電ビア
101 導電ビアの平面視形状の大円弧
102 導電ビアの平面視形状の小円弧
11a,11b,11c,11d,11e,11f IC搭載用パッド
111c,111d,111e,111f 第2配線パターン
12 金属バンプ
13a,13b 水晶接続パッド
13c,13d サーミスタ搭載パッド
14 導電性接合材
1 Crystal oscillator (piezoelectric vibration device)
1X Quartz Crystal (Piezoelectric Vibration Device)
2 Base 2A 1st recessed part 2B 2nd recessed part 20 Substrate part 20c, 20c1, 20c2, 20c3, 20c4 Notch part 200 Outer peripheral part 201 One main surface 202 Other main surface 21 First frame part 21c, 21c1, 21c2, 21c3, 21c4 Notch part 210 Outer part 211 Inner part 22 Second frame part 22c, 22c1, 22c2, 22c3, 22c4 Notch part 220 Outer part 221 Inner part 3 Crystal vibration element (piezoelectric vibration element)
4 IC (electronic component element)
4X thermistor (electronic component element)
5 Lid 6 Sealing part 7a, 7b Crystal mounting pad 71a, 71b, 72a, 72b First wiring pattern 8 Conductive adhesive 9a, 9b External connection terminal for crystal vibration element (external connection terminal for piezoelectric vibration element)
9c, 9d, 9e, 9f External connection terminals 10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f, 10g, 10h Conductive via 101 Large circular arc in plan view shape of conductive via 102 Small circular arc in plan view shape of conductive via 11a, 11b , 11c, 11d, 11e, 11f IC mounting pad 111c, 111d, 111e, 111f Second wiring pattern 12 Metal bump 13a, 13b Crystal connection pad 13c, 13d Thermistor mounting pad 14 Conductive bonding material

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6835607B2 (en) * 2017-01-30 2021-02-24 京セラ株式会社 Crystal device and its manufacturing method
USD937792S1 (en) * 2019-04-26 2021-12-07 The Noco Company Circuit board
JP7322574B2 (en) * 2019-07-31 2023-08-08 株式会社大真空 Base for piezoelectric vibration device
JP7375404B2 (en) 2019-09-19 2023-11-08 株式会社大真空 Base for piezoelectric vibration devices
JP7375413B2 (en) 2019-09-26 2023-11-08 株式会社大真空 Base for piezoelectric vibration devices

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010287652A (en) * 2009-06-10 2010-12-24 Sumitomo Metal Electronics Devices Inc Ceramic package
JP2013089994A (en) * 2011-10-13 2013-05-13 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd Crystal device
JP2013219539A (en) * 2012-04-09 2013-10-24 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd Temperature compensation type piezoelectric oscillator
JP6017250B2 (en) * 2012-09-29 2016-10-26 京セラクリスタルデバイス株式会社 Piezoelectric device
JP2014236466A (en) * 2013-06-05 2014-12-15 日本電波工業株式会社 Dual mode crystal oscillator

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