JP2018142888A - Piezoelectric oscillator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子機器等に用いられる電子部品の一つである圧電発振器に関するものである。 The present invention relates to a piezoelectric oscillator which is one of electronic components used in electronic equipment and the like.
圧電発振器は、電子部品の一つとして、コンピュータ,携帯電話又は小型情報機器などの電子機器内部に、基準信号源やクロック信号源として搭載され使用されている。以下に従来の圧電発振器として、圧電材料として水晶を用い平面視形状が矩形の圧電振動素子と、発振回路を内蔵した集積回路素子を内部に搭載したものについて説明する。 A piezoelectric oscillator is mounted and used as a reference signal source or a clock signal source as an electronic component in an electronic device such as a computer, a mobile phone, or a small information device. Hereinafter, a conventional piezoelectric oscillator will be described in which a piezoelectric vibration element having a rectangular shape in plan view using a crystal as a piezoelectric material and an integrated circuit element incorporating an oscillation circuit are mounted therein.
従来の圧電発振器は、水晶等の圧電振動素子の圧電効果を利用して、特定の周波数の信号を発振出力させるものである。例えば、基板とその基板の上面に設けられた第一枠体によって基板の上面側に第一凹部が設けられ、且つ基板の下面に設けられた外部接続電極パッドを備えた第二枠体によって基板の下面側に第二凹部が設けられた素子搭載部材と、第一凹部内に露出した基板の上面に設けられた第一電極パッドに搭載された圧電振動素子と、第一凹部を気密封止する蓋部材と、基板の下面に設けられた導体パターンを構成する第二電極パッドに搭載されている集積回路素子と、を備えた圧電発振器が提案されている。 A conventional piezoelectric oscillator oscillates and outputs a signal having a specific frequency by using a piezoelectric effect of a piezoelectric vibration element such as a crystal. For example, a substrate is formed by a second frame having a first recess provided on the upper surface side of the substrate by a first frame provided on the upper surface of the substrate and an external connection electrode pad provided on the lower surface of the substrate. The element mounting member provided with the second recess on the lower surface side, the piezoelectric vibration element mounted on the first electrode pad provided on the upper surface of the substrate exposed in the first recess, and the first recess hermetically sealed There has been proposed a piezoelectric oscillator that includes a lid member to be mounted and an integrated circuit element mounted on a second electrode pad constituting a conductor pattern provided on the lower surface of the substrate.
また、基板の下面に設けられた導体パターンは、第二電極パッドとこの第二電極パッドから第二枠体の内側面の方向に延設された配線部とから構成されている。所定の導体パターンの配線部の第二枠体の内側面側の端部と外部接続電極パッドとは、第二枠体の内側面上に設けられたビア導体により電気的に接続されている(例えば、下記特許文献1又は2参照)。 The conductor pattern provided on the lower surface of the substrate includes a second electrode pad and a wiring portion extending from the second electrode pad toward the inner surface of the second frame. The end portion on the inner surface side of the second frame body of the wiring portion of the predetermined conductor pattern and the external connection electrode pad are electrically connected by a via conductor provided on the inner surface of the second frame body ( For example, refer to Patent Document 1 or 2 below).
前述した圧電発振器では、小型化、特に低背化が進んだ場合、素子搭載部材を構成する第二枠体の高さ寸法も同様に低くなる。このような構成において、圧電発振器を外部の実装基板に実装した場合、圧電発振器に形成された外部接続電極パッドと実装基板に形成された実装用電極パッドとを導通固着するために設けられた半田等の導電性接合材が、ビア導体を這い上がり、導体パターンが設けられた基板下面にまで達し、基板下面上に流れ出たとき、その導電性接合材が他の導体パターンと接触して短絡を起こすおそれがあった。導電性接合材と導電パターンの短絡が生じた場合、圧電発振器として不発振を起こしたり、また、電気的特性に不具合を生じてしまうおそれがあった。 In the above-described piezoelectric oscillator, when the size is reduced, particularly, the height is lowered, the height dimension of the second frame constituting the element mounting member is similarly lowered. In such a configuration, when the piezoelectric oscillator is mounted on an external mounting board, the solder provided for electrically connecting and fixing the external connection electrode pad formed on the piezoelectric oscillator and the mounting electrode pad formed on the mounting board. When a conductive bonding material such as squirts up the via conductor, reaches the lower surface of the substrate where the conductor pattern is provided, and flows out onto the lower surface of the substrate, the conductive bonding material comes into contact with other conductive patterns to cause a short circuit. There was a risk of waking up. When a short circuit between the conductive bonding material and the conductive pattern occurs, there is a risk of causing non-oscillation as a piezoelectric oscillator or causing a problem in electrical characteristics.
本発明は前記課題を鑑みてなされたものであり、ビア導体への導電性接合材の這い上がりを抑え、小型化低背化が進んでも、導電性接合材と導電パターンとの短絡や導電性接合材と導電パターンとの短絡を抑え、不発振及び電気的特性に不具合を生じることを低減できる圧電発振器を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and suppresses the creeping of the conductive bonding material to the via conductor, and even if the miniaturization and the low profile are advanced, the conductive bonding material and the conductive pattern are short-circuited or conductive. It is an object of the present invention to provide a piezoelectric oscillator that can suppress a short circuit between a bonding material and a conductive pattern, and reduce occurrence of defects in non-oscillation and electrical characteristics.
本発明の圧電発振器は、基板と、この基板の上面に設けられ第一凹部を成す第一枠体と、基板の下面に設けられ第二凹部を成す第二枠体と、を備えた素子搭載部材と、第一凹部内に搭載されている圧電振動素子と、第二凹部内に露出した基板の下面に設けられており第二電極パッドおよび配線部を含んでいる複数の導体パターンと、第二枠体の下面の四隅に設けられた外部接続電極パッドと、この外部接続電極パッドと所定の導体パターンとを電気的に接続するために、第二枠体の第二凹部内に露出した側面に設けられたビア導体と、第二凹部内に配置され且つ導体パターンの第二電極パッドに半田バンプによって電気的に接続された集積回路素子と、それぞれのビア導体に設けられた接合材這い上がり防止領域と、を備えたことを特徴とする。 The piezoelectric oscillator according to the present invention includes a substrate, a first frame provided on the upper surface of the substrate and forming a first recess, and a second frame provided on the lower surface of the substrate and forming a second recess. A member, a piezoelectric vibration element mounted in the first recess, a plurality of conductor patterns provided on the lower surface of the substrate exposed in the second recess and including a second electrode pad and a wiring portion; External connection electrode pads provided at the four corners of the lower surface of the two frames, and side surfaces exposed in the second recesses of the second frame to electrically connect the external connection electrode pads and a predetermined conductor pattern An integrated circuit element disposed in the second recess and electrically connected to the second electrode pad of the conductor pattern by a solder bump, and a bonding material provided on each via conductor. And a prevention area. .
本発明の圧電発振器は、基板と、この基板の上面に設けられ第一凹部を成す第一枠体と、基板の下面に設けられ第二凹部を成す第二枠体と、を備えた素子搭載部材と、第一凹部内に搭載されている圧電振動素子と、第二凹部内に露出した基板の下面に設けられており第二電極パッドおよび配線部を含んでいる複数の導体パターンと、第二枠体の下面の四隅に設けられた外部接続電極パッドと、この外部接続電極パッドと所定の導体パターンとを電気的に接続するために、第二枠体の第二凹部内に露出した側面に設けられたビア導体と、第二凹部内に配置され且つ前記導体パターンの第二電極パッドに半田バンプによって電気的に接続された集積回路素子と、それぞれの前記ビア導体に設けられた接合材這い上がり防止領域と、を備えている。 The piezoelectric oscillator according to the present invention includes a substrate, a first frame provided on the upper surface of the substrate and forming a first recess, and a second frame provided on the lower surface of the substrate and forming a second recess. A member, a piezoelectric vibration element mounted in the first recess, a plurality of conductor patterns provided on the lower surface of the substrate exposed in the second recess and including a second electrode pad and a wiring portion; External connection electrode pads provided at the four corners of the lower surface of the two frames, and side surfaces exposed in the second recesses of the second frame to electrically connect the external connection electrode pads and a predetermined conductor pattern An integrated circuit element disposed in the second recess and electrically connected to the second electrode pad of the conductor pattern by a solder bump, and a bonding material provided in each via conductor And a scooping prevention area.
このような構成により、圧電発振器を外部の実装基板に実装したときに、ビア導体に這い上がった導電性接合材を接合材這い上がり防止領域によりビア導体の途中で抑えることができるので、ビア導体を這い上がった導電性接合材が基板下面に設けられた導体パターンから他の導体パターンに接触することが抑止されており、導電パターン間の短絡を低減することが可能となる。 With such a configuration, when the piezoelectric oscillator is mounted on an external mounting substrate, the conductive bonding material that has crawled up to the via conductor can be suppressed in the middle of the via conductor by the bonding material crawl prevention region. The conductive bonding material scooped up is prevented from coming into contact with other conductor patterns from the conductor pattern provided on the lower surface of the substrate, and a short circuit between the conductive patterns can be reduced.
よって、本発明は、ビア導体への導電性接合材の這い上がりを抑え、小型化低背化が進んでも、導電性接合材と導電パターンとの短絡や導電性接合材と導電パターンとの短絡を抑え、不発振及び電気的特性に不具合を生じることを低減できる圧電発振器を提供できる効果を奏する。 Therefore, the present invention suppresses the creeping of the conductive bonding material to the via conductor, and even if the miniaturization and the height reduction progress, the short circuit between the conductive bonding material and the conductive pattern or the short circuit between the conductive bonding material and the conductive pattern. It is possible to provide a piezoelectric oscillator that can suppress non-oscillation and occurrence of defects in electrical characteristics.
以下に、本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の実施形態に係る圧電発振器を下方から示した分解斜視図である。図2は、本発明の実施形態に係る圧電発振器を構成する素子搭載部材を下方から示した平面図である。図3は、図2に示した仮想切断線A−Aで切断したときの断面図である。図4は、図3に記載の仮想円B部分を拡大して示した拡大図である。図5は、図4に記載の仮想切断線C−Cで切断したときの断面図である。図6は、本発明の実施形態に係る圧電発振器の変形例を示した断面図である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an exploded perspective view showing a piezoelectric oscillator according to an embodiment of the present invention from below. FIG. 2 is a plan view showing the element mounting member constituting the piezoelectric oscillator according to the embodiment of the present invention from below. 3 is a cross-sectional view taken along the virtual cutting line AA shown in FIG. FIG. 4 is an enlarged view showing the virtual circle B portion shown in FIG. 3 in an enlarged manner. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the virtual cutting line CC shown in FIG. FIG. 6 is a sectional view showing a modification of the piezoelectric oscillator according to the embodiment of the present invention.
尚、各図では、説明を明りょうとするため構造体の一部を図示せず、また寸法も一部誇張して図示している。また、各図面では説明を平易とするため、図1及び図2については、図示してある面を圧電発振器及びそれを構成する各構成要素の下面、反対側の面を上面として記述する。また、図3及び6については、図面が記載されている用紙上方を圧電発振器及びそれを構成する各構成要素の上方として記述する。 In each drawing, for clarity of explanation, a part of the structure is not shown, and some dimensions are exaggerated. For ease of explanation in each drawing, in FIGS. 1 and 2, the illustrated surface is described as the piezoelectric oscillator and the lower surface of each component constituting it, and the opposite surface is described as the upper surface. 3 and 6, the upper side of the sheet on which the drawings are described is described as the upper side of the piezoelectric oscillator and each component constituting the piezoelectric oscillator.
(実施形態)
本発明の実施形態に係る圧電発振器100について説明する。圧電発振器100は、図1に示すように、素子搭載部材110と、圧電振動素子130と、蓋部材140と、集積回路素子150とから主に構成されている。このような圧電発振器100は、電子機器等で使用する基準信号を生成出力するために用いられる。
(Embodiment)
A
素子搭載部材110は、後述する圧電振動素子130及び集積回路素子150を安定的に搭載するためのものである。素子搭載部材110は、図1、2及び3に示すように、基板111と、第一枠体112と、第二枠体113と、第一電極パッド114と、外部接続電極パッド115と、導体パターン120と、ビア導体123と、接合材這い上がり防止領域124とを備えた構成となっている。
The
基板111は、その上面に圧電振動素子130を実装し、下面に集積回路素子150を実装するための実装部材として機能するものである。基板111は、平面視矩形の平板であり、その上面には、圧電振動素子130へ信号を入出力するための第一電極パッド114が設けられており、下面には、集積回路素子150への信号を入出力するための導体パターン120が設けられている。また、基板111の下面には、他に、第一電極パッド114と電気的に接続した第三電極パッド116が設けられている。この第三電極パッド116は、後述する蓋部材140を搭載後に圧電振動素子130の周波数特性や電気的特性を測定するために用いられる。基板111の表面及び内部には、第一電極パッド114と第三電極パッド116と、後述する導体パターン120とを電気的に接続するための配線パターン(図示せず)が設けられている。また、基板111の表面及び内部には、導体パターン120と、後述する外部接続電極パッド115とを電気的に接続するための配線パターン(図示せず)も設けられている。基板111は、例えば、アルミナセラミックスまたはガラス−セラミックス等のセラミック材料、またはガラス−エポキシである絶縁材料から構成されている。
The
第一枠体112は、基板111の上面の外周縁に沿って設けられており、基板111の上面側に第一凹部117を形成するためのものである。第一枠体112は、例えば、アルミナセラミックスまたはガラス−セラミックス等のセラミック材料、またはガラス−エポキシである絶縁材料から構成されている。尚、この第一枠体112の内周の大きさ、つまり第一凹部117の開口部分の大きさは、圧電振動素子130が横方向で第一凹部117内に搭載できる大きさとなっている。この第一枠体112の第一凹部117の開口側の上端面には、接合材118が設けられている。
The
第二枠体113は、基板111の下面の外周縁に沿って設けられており、基板111の下面側に第二凹部119を形成するためのものである。第二枠体113は、例えば、アルミナセラミックスまたはガラス−セラミックス等のセラミック材料、またはガラス−エポキシである絶縁材料から構成されている。尚、この第二枠体113の内周の大きさ、つまり第二凹部119の開口部分の大きさは、集積回路素子150が横方向で第二凹部119内に搭載できる大きさとなっている。この第二枠体113の第二凹部119の開口側の下端面には、後述する外部接続電極パッド115が設けられている。また、第二枠体113の内側面には、導体パターン120と外部接続電極パッド115とを電気的に接続するためのビア導体123が設けられている。
The
第一電極パッド114は、導電性接着剤を用いて圧電振動素子130を保持導通し、圧電振動素子130への信号の入出力をするものである。第一電極パッド114はそれぞれ一個ずつ計二個であり、第一凹部117内に露出した基板111の上面の一方の短辺に沿って並んで設けられている。この第一電極パッド114は、基板111及び第二枠体112内に設けられた配線パターン(図示せず)により所定の導体パターン120及び第三電極パッド116と電気的に接続されている。尚、第一電極パッド114は金等の導電性の金属のメタライズ処理によって形成される。
The
導体パターン120は、半田等を用いて後述する集積回路素子150を保持導通し、集積回路素子150への信号の入出力をするものである。導体パターン120は第二電極パッド121と、配線部122とを備えている。第二電極パッド121は例えば八個設けられており、第二凹部119内に露出した基板111の下面の2つの長辺に沿って四個ずつ並んで設けられている。配線部122は、それぞれの第二電極パッド121から、その第二電極パッド121の近傍の第二凹部119内に露出した基板111の下面の辺縁部に向かって延設されている。この複数個の導体パターン120のうち、例えば、第二凹部119内に露出した基板111の下面のそれぞれの四隅に最も近い導体パターン120の配線部122は、第二凹部119内に露出した基板111の下面の短辺縁部に向かって延設されており、後述するビア導体123と電気的に接続している。この導体パターン120のうち、ビア導体123と電気的に接続した前述の導体パターン120以外の二つの導体パターン120は、基板111内に設けられた配線パターン(図示せず)により、第一電極パッド114と電気的に接続している。尚、導体パターン120は金属をメタライズ処理によって形成されている。
The
ビア導体123は、例えば、第二凹部119内に露出した基板111の下面のそれぞれの四隅に最も近い導体パターン120の配線部122と、第二枠体113の下面の四隅に設けられた外部接続電極パッド115とを、それぞれ電気的に接続するために用いられる。ビア導体123は、第二枠体113の内側面のうち短辺側の内側面の両端部近傍に、第二枠体113の高さを長さ寸法とする帯状に設けられており、それぞれのビア導体123の下端は、所定の外部接続電極パッド115と電気的に接続しており、それぞれのビア導体123の上端は、例えば、第二凹部119内に露出した基板111の下面のそれぞれの四隅に最も近い導体パターン120のうちの所定の導体パターンの配線部122と電気的に接続している。尚、ビア導体123は金属をメタライズ処理によって形成されており、例えば、図5に示すように、第二枠体113の内側面側の第一層125にモリブデンが形成され、中間の第二層126にニッケルが形成され、最外の第三層127に金という三層構造になっている。
The via
それぞれのビア導体123には接合材這い上がり防止領域124が設けられている。この接合材這い上がり防止領域124は、圧電発振器100を外部の実装基板へ実装する際に、外部接続電極パッド115からビア導体123へ這い上がった半田等の導電性接合材をビア導体123の途中で這い上がりを堰き止めるために用いられる。接合材這い上がり防止領域124は、図4及び5に示すように、導電性接合材の這い上がりを妨げる高低差を有する凸部124aと、導電性接合材との濡れ性が比較的低い金属酸化物から成る部分(図示しない)または導電性接合材がたまりやすい凹部124bとから構成されている。尚、ビア導体123においてこの接合材這い上がり防止領域124が設けられる位置は、ビア導体123のどの位置でも構わないが、這い上がりを基板111の下面からなるべく離して防止するために、ビア導体123の長さ寸法における中間から外部接続電極パッド115側に向かってオフセットした位置に設けられていることが好ましい。
Each via
尚、この接合材這い上がり防止領域124は、第二凹部119の開口側からビア導体123にレーザを照射することにより形成される。這い上がり防止領域124の凸部124aは、例えば、ビア導体123にレーザを照射して形成される。また、金属酸化物から成る部分は、ビア導体123の第二層126のニッケルがレーザで削られ、また発熱することにより空気と反応して生成される。また凹部124bは、第二層126のニッケルと第三層127の金を除去することで形成される。以上のように、接合材這い上がり防止領域124を構成する凸部124a、金属酸化物および凹部124bは、ビア導体123にレーザを照射することで一度に形成される。尚、照射するレーザとしては、例えば、炭酸ガスレーザ、YAGレーザ、YVO4レーザ、半導体レーザ、またはエキシマレーザ等が用いられる。
The bonding material
外部接続電極パッド115は、素子搭載部材110を備えた圧電発振器100を外部の実装基板に実装する際に、半田等の導電性接合材を介して電気的に接続し固着するための電極パッドとして機能する。外部接続電極パッド115は、少なくとも、素子搭載部材110を構成する第二枠体113の第二凹部119開口側の下主面の四隅にそれぞれ一つずつ、計四個設けられている。第二枠体113の第二凹部119開口側の下主面の四隅それぞれに設けられた外部接続電極パッド115は、例えば、信号入力端子、信号出力端子、電源電圧端子、グランド端子によって構成されている。それぞれの外部接続電極パッド115は、接合材這い上がり防止領域124が設けられたビア導体123により、所定の導体パターン120と電気的に接続されている。尚、外部接続電極パッド115は金等の導電性の金属のメタライズ処理によって形成される。
The external
圧電振動素子130は、例えば、厚みすべり振動を用いて所望する周波数の電気信号を生成するものである。圧電振動素子130は、図1に示すように、圧電素子131と、圧電素子131の上下面に設けられた厚みすべり振動を励振する励振電極132と、接続電極133から主に構成されている。
The
圧電素子131は、平面視矩形の平板であり、人工水晶体からカットアングルがATでカットされた後、外形加工された水晶薄板が用いられている。この外形加工には、ワイヤソーによる切断やラッピング等の研磨による機械的加工手段が主に用いられている。これらの外形加工により形成される圧電素子131の平面視大きさは、例えば平面視の長辺寸法で1mm〜3mmとなっている。尚、第一実施形態においては、圧電素子131に水晶薄板を用いたが、他にタンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム等の圧電性を有する単結晶材料を材料とした薄板を使用しても良い。
The
励振電極132は、厚みすべり振動を圧電素子131に生成するためのものである。励振電極132は、圧電素子131の上面及び下面のほぼ中央に一つずつ、圧電素子131を挟んで対向して設けられている。励振電極132は、例えば、互いに同一の形状及び大きさであり、平面透視において重なっている。励振電極132の形状は、例えば、圧電素子131の主面の四辺と平行な四辺を有する概略矩形である。また、励振電極132は、圧電素子131の上下面に、金、アルミニウム、ニッケル、クロムやチタン、或いはこれらの金属を含む合金等の導電性の金属を蒸着あるいはスパッタリング等により薄膜状に積層形成した上で、フォトリソグラフィ法等の製造方法により形成されている。例えば、励振電極132は、圧電素子131の表面側から順にクロム、ニッケル、金の金属の三層構造となっていても良い。
The
接続電極133は、素子搭載部材110に設けられた第一電極パッド114と圧電振動素子130の励振電極132との間の信号の入出力を行うためのものである。接続電極133は、圧電素子131の表裏主面それぞれに設けられた励振電極132から延設された引出し電極134の圧電素子131の側面側の各終端部分に設けられおり、圧電素子131の一方の短辺の両角部の上面から側面を介して下面にかけて、それぞれ一個ずつ計二個形成されている。この接続電極133は、導電性接着剤により、素子搭載部材110に設けられた第一電極パッド114と電気的に接続されている。また、接続電極133は、圧電素子121の一方の短辺の両角部の上下側面に、金、アルミニウム、ニッケル、クロムやチタン、或いはこれらの金属を含む合金等の導電性の金属を蒸着あるいはスパッタリング等により薄膜状に積層形成した上で、フォトリソグラフィ法等の製造方法により形成されている。例えば、接続電極133は、圧電素子131の表面側から順にクロム、ニッケル、金の金属の三層構造となっていても良い。
The
蓋部材140は、圧電振動素子130を搭載した素子搭載部材110の真空状態にある第一凹部117、あるいは窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガスが充填された第一凹部117を気密的に封止するためのものである。蓋部材140は、平面視矩形状の平板形状であり、第一凹部117の開口部を覆い塞ぎつつ接合材118の平面視外周の大きさと同じ平面視の大きさを有する。蓋部材140は、第一枠体112の上面に設けられた接合材118の上に第一凹部117の開口部を覆い塞ぐように配置され、第一枠体112の上面と接合材118を介して接合されている。蓋部材140は、例えば、鉄、ニッケルまたはコバルトの少なくともいずれかを含む合金あるいはセラミックからなり、その厚み寸法は、例えば0.2〜1.0mmである。
The
集積回路素子150は、例えば、素子搭載部材110を構成する基板111側を向く主面に複数個の接続パッド151を有した平面視矩形のフリップチップ型集積回路素子が用いられ、その回路形成面には、所定の電子回路及び電子素子を組み合わせて、例えば、圧電振動素子130を励振する発振回路、波形成形回路、温度補償回路などが設けられている。この集積回路素子150は、接続パッド151と基板111の下面に設けられた導体パターン120を構成する第二電極パッド121とを半田等によって接合固着することにより、素子搭載部材110の第二凹部119内に搭載される。これにより、導体パターン120と基板111の表面及び内部に設けられた配線パターン(図示しない)とにより、第一電極パッド114に搭載された圧電振動素子130と、第二電極パッド121に接続された集積回路素子150とが電気的に接続されている。
As the
前述のように、本発明の実施形態に係る圧電発振器100は、基板111と、基板111の上面に設けられ第一凹部117を成す第一枠体112と、基板111の下面に設けられ第二凹部119を成す第二枠体113と、を備えた素子搭載部材と、第一凹部117内に搭載されている圧電振動素子130と、第二凹部119内に露出した基板111の下面に設けられており第二電極パッド121および配線部122を含んでいる複数の導体パターン120と、第二枠体113の下面の四隅に設けられた外部接続電極パッド115と、外部接続電極パッド115と所定の導体パターン120とを電気的に接続するために、第二枠体113の第二凹部119内に露出した内側面に設けられたビア導体123と、第二凹部119内に配置され且つ導体パターン120の第二電極パッド121に半田バンプによって電気的に接続された集積回路素子150と、それぞれのビア導体123に設けられた接合材這い上がり防止領域124と、を備えている。
As described above, the
このような構成により、圧電発振器100を外部の実装基板に実装したときに、ビア導体123に這い上がった導電性接合材を接合材這い上がり防止領域124によりビア導体123の途中で抑えることができるので、ビア導体123を這い上がった導電性接合材が基板111下面に設けられた導体パターン120から他の導体パターン120に接触することが抑止されており、導電パターン120間の短絡を低減することが可能となる。
With such a configuration, when the
また、本発明の圧電発振器100は、接合材這い上がり防止領域124が、ビア導体123の長さ寸法における中間から外部接続電極パッド115側に向かってオフセットした位置に設けられている。このような構成により、圧電発振器100を外部の実装基板に実装したときに、ビア導体123に這い上がった導電性接合材を、外部接続電極パッド115側に向かってオフセットした位置に設けられている接合材這い上がり防止領域124によりビア導体123の基板111から更に離れた位置で抑えることができる。よって、ビア導体123を這い上がった導電性接合材が基板111下面に設けられた導体パターン120から他の導体パターン120に接触することを著しく抑止されており、導電パターン120間の短絡をより低減することが可能となる。
In the
更に、本発明の圧電発振器100は、接合材這い上がり防止領域124が、レーザをビア導体123に対し照射することにより形成されていることを特徴とする。このような構成により、レーザによりビア導体123の表層の第三層127を取り除くとともに、第三層127を取り除いた部分の近傍に取り除かれた層が盛り上がり凸部124aを形成することができる。この凸部124aの少なくとも表面部分が、例えばニッケルなどの半田濡れ性の低い金属酸化物から成っていることによって、レーザにより形成した接合材這い上がり防止領域124により半田などの導電性接合材の拡がりを止めることが可能となる。
Furthermore, the
(変形例)
次に、本発明の実施形態に係る圧電発振器の変形例について説明する。尚、本実施形態に係る圧電発振器の変形例において、前述した本実施形態である圧電発振器100と同じ構成要素の部分には、圧電発振器100の各構成要素に付与した符号と同じ符号を付してその説明を省略する。本実施形態の変形例である圧電発振器200は、第二凹部119内に絶縁性樹脂が設けられていることで、本実施形態の圧電発振器100と異なっている。
(Modification)
Next, a modified example of the piezoelectric oscillator according to the embodiment of the present invention will be described. In the modification of the piezoelectric oscillator according to this embodiment, the same reference numerals as those assigned to the respective components of the
本実施形態の変形例である圧電発振器200は、素子搭載部材110と、圧電振動素子130と、蓋部材140と、集積回路素子150と、絶縁性樹脂260から主に構成されている。このような圧電発振器200は、電子機器等で使用する基準信号を生成出力するために用いられる。
A
図6に示すように、接合材這い上がり防止領域124が形成されたビア導体123が設けられており、且つ集積回路素子150が搭載されている第二凹部119内には、絶縁性樹脂260が充填されている。この絶縁性樹脂260は、エポキシ樹脂又はポリイミド樹脂によって構成されており、ディスペンサにより液状の絶縁性樹脂260を第二凹部119内に流入させた後、加熱等により絶縁性樹脂260を固化し充填している。また、絶縁性樹脂260の量は、接合材這い上がり防止領域124の機能を阻害しないように、第二凹部119内の基板111の下面から、接合材這い上がり防止領域124に絶縁性樹脂260が接触しない高さまでを充填する量となっている。
As shown in FIG. 6, a via
前述のように、本発明の実施形態に係る圧電発振器200は、接合材這い上がり防止領域124が形成されたビア導体123が設けられている第二枠体113の内側面が露出した第二凹部119内に、絶縁性樹脂260が充填されている。このような構成により、例えば、外部からの異物や接合材這い上がり防止領域124により堰き止められた導電性接合材が剥がれ落ちて第二凹部119内の基板111の下面方向に侵入して、導体パターン120や集積回路素子150の回路形成面に付着することを防止できる。よって、この異物等により、基板111の下面に設けられた導体パターン120が短絡したり、集積回路素子150の回路形成面に形成された電子回路が短絡したりすることを低減させることが可能となる。
As described above, the
尚、本発明は上述の実施形態や各変形例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。例えば、前述した実施形態においては、圧電デバイス内に搭載する周波数決定素子として平面視矩形の圧電振動素子を例示したが、他に、平面視音叉型の圧電振動素子や、弾性表面波素子を用いても構わない。 The present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications, and various changes and improvements can be made without departing from the scope of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the piezoelectric vibration element having a rectangular shape in plan view is exemplified as the frequency determining element mounted in the piezoelectric device. However, a tuning fork type piezoelectric vibration element or a surface acoustic wave element in plan view is also used. It doesn't matter.
100、200・・・圧電発振器
110・・・素子搭載部材
111・・・基板
112・・・第一枠体
113・・・第二枠体
114・・・第一電極パッド
115・・・外部接続電極パッド
116・・・第三電極パッド
117・・・第一凹部
118・・・接合材
119・・・第二凹部
120・・・導体パターン
121・・・第二電極パッド
122・・・配線部
123・・・ビア導体
124・・・接合材這い上がり防止領域
130・・・圧電振動素子
140・・・蓋部材
150・・・集積回路素子
260・・・絶縁性樹脂
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記第一凹部内に搭載されている圧電振動素子と、
前記第二凹部内に露出した前記基板の下面に設けられており第二電極パッドおよび配線部を含んでいる複数の導体パターンと、
前記第二枠体の下面の四隅に設けられた外部接続電極パッドと、
前記外部接続電極パッドと所定の前記導体パターンとを電気的に接続するために前記第二枠体の前記第二凹部内に露出した内側面に設けられたビア導体と、
前記第二凹部内に配置され且つ前記導体パターンの前記第二電極パッドに半田バンプによって電気的に接続された集積回路素子と、
それぞれの前記ビア導体に設けられた接合材這い上がり防止領域と、
を備えたことを特徴とする圧電発振器。 An element mounting member comprising: a substrate; a first frame that is provided on an upper surface of the substrate to form a first recess; and a second frame that is provided on a lower surface of the substrate to form a second recess;
A piezoelectric vibration element mounted in the first recess;
A plurality of conductor patterns provided on the lower surface of the substrate exposed in the second recess and including a second electrode pad and a wiring portion;
External connection electrode pads provided at the four corners of the lower surface of the second frame,
A via conductor provided on an inner surface exposed in the second recess of the second frame to electrically connect the external connection electrode pad and the predetermined conductor pattern;
An integrated circuit element disposed in the second recess and electrically connected to the second electrode pad of the conductor pattern by a solder bump;
A bonding material creeping prevention region provided in each of the via conductors;
A piezoelectric oscillator comprising:
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