JP2020123804A - 発振器、発振器の製造方法、電子機器および移動体 - Google Patents

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Abstract

【課題】パッケージ内の温度が外気温の影響を受けにくく、出力周波数の精度が安定している発振器およびその製造方法、ならびに、前記発振器を備える電子機器および移動体を提供すること。【解決手段】第１基板主面および基板側面を有する基板と、前記基板に接合されており、金属材料を含む蓋体と、を備え、前記基板は、前記第１基板主面に対応する第１基体主面および前記基板側面に対応する基体側面を有し、前記基体側面に切り欠き部が設けられている基体と、前記切り欠き部に沿って設けられている側面配線と、前記切り欠き部内に設けられている充填部材と、前記第１基体主面に設けられている絶縁性の被覆部材と、を含むことを特徴とする発振器。【選択図】図９

Description

本発明は、発振器、発振器の製造方法、電子機器および移動体に関するものである。
水晶振動子を用いた発振器は、種々の電子機器の基準周波数源や発振源等として広く用いられている。
例えば、特許文献１には、切り欠き部および切り欠き部に設けられたキャスタレーション（金属膜）を備えたベース基板と、ベース基板に接合されているリッドと、ベース基板およびリッドで構成されるパッケージ内に収容されている水晶振動子片と、を備えた発振器が開示されている。また、ベース基板の切り欠き部に設けられたキャスタレーションは、ベース基板に設けられた内部端子や外部接続端子と電気的に接続されていることが開示されている。さらに、特許文献１に記載のリッド（蓋部材）は、ベース基板側が開口している凹部を有する箱状をなしており、その側面には、ベース基板側の面が開放する欠損部が形成されている。この欠損部によって、リッドと内部端子との接触が防止されている旨、開示されている。
特開２０１５−１７０８２７号公報
特許文献１に示すようなパッケージでは、欠損部を介してパッケージ内に外気が入り込むことになる。その結果、パッケージ内の温度が外気温の影響を受けやすくなり、出力信号の周波数も変動しやすくなるおそれがある。しかしながら、特許文献１に記載のパッケージでは、内部端子がベース基板の上面に露出している。このため、リッドと内部端子との接触を防ぐためには、欠損部を設けざるを得ないという課題があった。
本発明の適用例に係る発振器は、第１基板主面および基板側面を有する基板と、
前記基板に接合されており、金属材料を含む蓋体と、
を備え、
前記基板は、
前記第１基板主面に対応する第１基体主面および前記基板側面に対応する基体側面を有し、前記基体側面に切り欠き部が設けられている基体と、
前記切り欠き部に沿って設けられている側面配線と、
前記切り欠き部内に設けられている充填部材と、
前記第１基体主面に設けられている絶縁性の被覆部材と、
を含むことを特徴とする。
第１実施形態に係る発振器の構造を示す平面図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 図１に示す発振器に含まれる容器の概略を示す平面図である。 図３のＢ−Ｂ線断面図である。 図２に示すパッケージに含まれる基体のみを示す斜視図である。 図５に示す基体に端子や配線等を形成した状態を一部透視して示す斜視図である。 図６に示す基体に被覆部材を形成してなる実装基板を一部透視して示す斜視図である。 図７の部分拡大図である。 図２に示すパッケージを一部透視して示す斜視図である。 図５に示すパッケージのキャスタレーション構造近傍の断面図である。 図９に示すパッケージを分解した図である。 第２実施形態に係る発振器が備えるパッケージの分解斜視図である。 第３実施形態に係る発振器の断面図である。 実施形態に係る発振器の製造方法を説明するための工程図である。 図１１に示すパッケージを備える発振器の製造方法を説明するための図である。 図１１に示すパッケージを備える発振器の製造方法を説明するための図である。 図１１に示すパッケージを備える発振器の製造方法を説明するための図である。 図１１に示すパッケージを備える発振器の製造方法を説明するための図である。 実施形態に係る電子機器であるモバイル型のパーソナルコンピューターを示す斜視図である。 実施形態に係る電子機器である携帯電話機を示す平面図である。 実施形態に係る電子機器であるデジタルスチールカメラを示す斜視図である。 実施形態に係る移動体である自動車を示す斜視図である。 参考例の発振器が備えるベース基板を示す斜視図である。 参考例の発振器が備えるベース基板を示す斜視図である。 参考例の発振器が備える容器を示す斜視図である。
以下、本発明の発振器、発振器の製造方法、電子機器および移動体の好適な実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
まず、実施形態の説明に先立ち、本実施形態が解決しようとする課題について、参考例を示しつつ説明する。
図２３および図２４は、それぞれ参考例の発振器が備えるベース基板を示す斜視図である。また、図２５は、参考例の発振器が備える容器を示す斜視図である。なお、図２３、図２４および図２５では、互いに直交する３つの軸をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸とし、＋Ｙ軸方向を「上」、−Ｙ軸方向を「下」として説明する。
図２３に示すベース基板９１は、上面９１１および下面９１２と、上面９１１から下面９１２までベース基板９１を厚さ方向に貫通する切り欠き部９１３と、を備えている。この切り欠き部９１３は、それぞれ長方形をなす上面９１１および下面９１２の、互いに対向する長辺に設けられている。また、切り欠き部９１３の内面には、金属膜９３０が設けられており、上面９１１に設けられた内部端子９３１と、下面９１２に設けられた外部接続端子９３２と、を電気的に接続している。
図２４は、図２３に示すベース基板９１の上面９１１を覆うようにレジスト膜９４を設けた状態を示す図である。レジスト膜９４は、ベース基板９１の上面９１１のほぼ全面を覆っている。その一方、レジスト膜９４は、内部端子９３１には重ならないように形成されている。すなわち、レジスト膜９４は、内部端子９３１に対応する部分に設けられたレジスト切り欠き部９４１を備えている。これにより、レジスト膜９４を成膜する際に、レジスト膜９４の原料となる成膜材料が金属膜９３０に垂れ込むのを防止することができる。その結果、このベース基板９１を備えた発振器を外部の基板等に実装する際、金属膜９３０に対するはんだ等の接合材料の濡れ広がりが、垂れ込んだレジスト膜９４によって妨げられるのを防止することができる。
図２５は、図２４に示すレジスト膜９４の上面９４２を覆うように蓋体９５を配置した状態を示す図である。蓋体９５は、下方が開口している凹部を有する箱状をなしており、その側面には、下面が開放する欠損部９５１が形成されている。この欠損部９５１は、前述した切り欠き部９１３の位置、すなわち金属膜９３０の位置に対応して設けられている。これにより、蓋体９５と金属膜９３０や内部端子９３１との接触防止が図られている。
一方、発振器のうち、通信機器や測定器等の基準周波数源に用いられる発振器には、温度変化に対して出力周波数が高い精度で安定していることが求められる。このような用途には、例えば恒温槽一体型水晶発振器ＯＣＸＯ（Oven Controlled X'tal Oscillator）が用いられる。
ＯＣＸＯでは、例えば前述したパッケージ内に恒温槽を収容し、その恒温槽内に水晶振動子片が収納されている。また、恒温槽内には、水晶振動子片の温度を制御可能な温度制御素子が収容され、水晶振動子片の温度が所定の範囲内に収まるようになっている。これにより、外気温が変化した場合でも、出力周波数の精度を高めることができる。
しかしながら、図２５に示すパッケージでは、蓋体９５に欠損部９５１が形成されているため、欠損部９５１を介してパッケージ内に外気が入り込むおそれがある。その結果、パッケージ内の温度が外気温の影響を受けやすくなり、外気温が著しく低温または高温になったときには、恒温槽内の温度が外気温の影響を受けてしまうおそれがある。そうすると、恒温槽内の温度が所定の温度範囲から逸脱してしまうことがあり、発振器の出力周波数の精度が低下する。
そこで、本発明者は、欠損部９５１を設けることなく、蓋体９５と金属膜９３０との電気的接触の防止を図り得る構造について検討を重ね、本発明を完成するに至った。以下、本発明の実施形態について説明する。
［発振器］
＜第１実施形態＞
第１実施形態に係る発振器１の一例として、周波数安定性に優れたＳＣカット水晶振動片を有するＯＣＸＯ（恒温槽付水晶発振器）を挙げて説明する。
図１は、第１実施形態に係る発振器１の構造を示す平面図である。図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。図３は、図１に示す発振器に含まれる容器４０の概略を示す平面図である。図４は、図３のＢ−Ｂ線断面図である。なお、図１では蓋体を、図３ではリッドを、それぞれ取り外した状態を図示している。また、後述する図も含め、説明の便宜上、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸を図示している。さらに、説明の便宜上、Ｙ軸方向から視たときの平面視において、＋Ｙ軸方向の面を上面、−Ｙ軸方向の面を下面として説明する。なお、本明細書における平面視とは、Ｙ軸方向から見たときの平面視のことをいう。また、一部の図では、説明に関係しない部位の図示を省略してある。
発振器１は、図２に示すように、上面６２２（第１基板主面）および下面６２３（第２基板主面）を有する実装基板６２と、実装基板６２の上面６２２に設けられた蓋体６４と、を有するパッケージ６０を備えている。このパッケージ６０の内部の収容空間６００には、リードフレーム６６を介して実装基板６２の上面６２２に配置された発振部１０が収容されている。これにより、発振部１０は、実装基板６２から上方に離間して配置される。また、収容空間６００には、実装基板６２の上面６２２に配置された、回路素子１６、複数のコンデンサーや抵抗等の回路部品２０、２２、２４が収容されている。
パッケージ６０の蓋体６４およびリードフレーム６６の構成材料には、例えば４２アロイのような鉄ニッケル合金等、熱伝導率の低い鉄系の合金にニッケルめっきを施した材料が好ましく用いられる。
蓋体６４の構成材料としては、金属材料が用いられるほか、金属材料と樹脂材料との複合材料であってもよい。このうち、蓋体６４の構成材料が金属材料を含むことにより、パッケージ６０には外部からの電磁ノイズを遮蔽または減衰するシールド効果を付与することができる。
なお、収容空間６００は、例えば大気雰囲気であって気密封止されていなくてもよいが、真空等の減圧雰囲気、または窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガス雰囲気に気密封止されていてもよい。
発振部１０は、容器４０を備えている。この容器４０には、図３または図４に示すように、発振回路や出力回路等を含む集積回路１１と、温度制御素子１４と、ＳＣカット水晶振動片である振動片１２と、が収容されている。なお、容器４０は、真空等の減圧雰囲気、または窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガス雰囲気に気密封止されている。
容器４０は、図３または図４に示すように、容器本体４２とリッド４４とを有している。このうち、容器本体４２は、図４に示すように、第１基板４６、第２基板４８、第３基板５０、第４基板５２および第５基板５４を積層して形成されている。第２基板４８、第３基板５０、第４基板５２および第５基板５４は、それぞれ中央部が除去され、環状をなしている。また、第５基板５４の上面の周縁には、シールリングや低融点ガラス等の封止部材５６が配置されている。そして、封止部材５６を介してリッド４４が接合されている。第１基板４６、第２基板４８、第３基板５０、第４基板５２および第５基板５４の構成材料は、例えばセラミックスである。また、リッド４４の構成材料は、例えばコバール等の金属である。
また、第２基板４８および第３基板５０により、集積回路１１を収容するキャビティーが形成され、第４基板５２および第５基板５４により、温度制御素子１４および振動片１２を収容するキャビティーが形成されている。
第１基板４６の上面には接合部材３６を介して集積回路１１が接合されている。そして、集積回路１１は、ボンディングワイヤー３０を介して第２基板４８の上面に配置された図示しない電極パッドと電気的に接続されている。
集積回路１１には、例えば、振動片１２を発振させるための発振回路、振動片１２から出力される周波数信号を逓倍する逓倍回路、周波数信号を出力する出力回路等が含まれている。なお、発振回路、逓倍回路、出力回路等を構成する回路要素の一部は、集積回路１１の外部に、前述した回路素子１６等として設けられていてもよい。また、集積回路１１には、これらの回路以外の要素が統合されていてもよい。
また、第３基板５０の上面には接合部材３４を介して温度制御素子１４が接合されている。そして、温度制御素子１４の上面である能動面１５に形成された電極パッド２６が、ボンディングワイヤー３０を介して第４基板５２の上面に配置された図示しない電極パッドと電気的に接続されている。
温度制御素子１４は、例えば、振動片１２と平面視で重なる位置に配置されている図示しない発熱体と、温度検出に用いられる図示しない感温素子と、発熱体の発熱量を制御する図示しない制御回路と、を備えている。温度制御素子１４は、例えば集積回路である。発熱体は、例えば温度制御素子１４内に集積化された抵抗体である。また、感温素子は、例えば温度制御素子１４内に集積化されたダイオード素子であり、一定の順方向電流を流すことにより、両端の電圧が温度変化に対してほぼ線形に変化するように構成したものであってもよい。
発熱体による発熱量を調整することにより、振動片１２の温度を一定の範囲内に制御することができる。したがって、温度制御素子１４を収容した容器４０は、いわゆる恒温槽として機能する。
なお、温度制御素子１４では、発熱体、感温素子および制御回路が一体になっているが、これらは互いに別体であってもよい。その場合、例えば感温素子は、振動片１２の近傍に配置され、振動片１２の温度を検出する。このような感温素子としては、例えば、ＮＴＣ（Negative Temperature Coefficient）サーミスター、ＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）サーミスター、白金抵抗等が挙げられる。
振動片１２は、温度制御素子１４の能動面１５に配置されている。本実施形態に係る振動片１２は、前述したように、ＳＣカット水晶振動片である。ＳＣカット水晶振動片は、外部応力感度が小さいため、周波数安定性に優れている。
なお、振動片１２は、図３に示すような矩形状をなすＳＣカット水晶振動片に限定されず、円形状をなすＳＣカット水晶振動片であってもよく、矩形状または円形状をなすＡＴカット水晶振動片、音叉型水晶振動片、弾性表面波共振片、その他の圧電振動片、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）共振片等であってもよい。
また、振動片１２の下面に設けられた図示しない電極パッドと、能動面１５に設けられた電極パッド２６と、の間は、金属性バンプや導電性接着剤等の接合部材３２を介して接合されている。また、振動片１２の上下面には、図示しない励振電極が形成されており、これらの励振電極と、振動片１２の下面に設けられた図示しない電極パッドとが、電気的に接続されている。
なお、振動片１２と温度制御素子１４との間は、温度制御素子１４で発生した熱が振動片１２に伝わるように接続されていればよいため、例えば、振動片１２と温度制御素子１４との間が絶縁性の接合部材を介して接続される一方、振動片１２と温度制御素子１４との間、または、振動片１２と容器本体４２との間が、ボンディングワイヤー等の導電性部材を介して電気的に接続されていてもよい。
ここで、図５は、図２に示すパッケージ６０に含まれる基体７１のみを示す斜視図である。図６は、図５に示す基体７１に端子や配線等を形成した状態を一部透視して示す斜視図である。図７は、図６に示す基体７１に被覆部材７２を形成してなる実装基板６２を一部透視して示す斜視図である。図８は、図７の部分拡大図である。図９は、図２に示すパッケージ６０を一部透視して示す斜視図である。
実装基板６２は、図７に示すように、上面６２２と下面６２３とをつなぐ面として基板側面６２４を有している。実装基板６２の平面視形状は、特に限定されないが、本実施形態では長方形である。したがって、図１に示す実装基板６２は、４つの基板側面６２４を有することになる。このうち、実装基板６２の中心を基準にしたとき、−Ｚ軸方向に位置する面を「第１基板側面６２４１」とし、＋Ｚ軸方向に位置する面を「第２基板側面６２４２」とし、＋Ｘ軸方向に位置する面を「第３基板側面６２４３」とし、−Ｘ軸方向に位置する面を「第４基板側面６２４４」とする。すなわち、第１基板側面６２４１と第２基板側面６２４２とが互いに対向し、第３基板側面６２４３と第４基板側面６２４４とが互いに対向している。
図６ないし図９に示すように、実装基板６２は、第１基板側面６２４１および第２基板側面６２４２に対応してそれぞれ設けられたキャスタレーション構造７を有している。以下、キャスタレーション構造７について説明する。
実装基板６２は、基体７１と、基体７１の上面７１１（第１基体主面）に設けられている膜状の被覆部材７２と、を含んでいる。
このうち、基体７１は、図５に示すように、平面視で略長方形をなしている。そして、基体７１は、前述した第１基板側面６２４１に対応して設けられた３つの第１切り欠き部７３１、７３１、７３１を備えている。これら３つの第１切り欠き部７３１は、それぞれ基体７１の上面７１１から下面７１２（第２基体主面）まで貫通するように形成されている。また、図５に示す第１切り欠き部７３１は、底面が半円である柱状体形状をなしており、その内面は基体７１の内側に向かって凹没した曲面になっている。
また、実装基板６２は、図６に示すように、基体７１の上面７１１において第１切り欠き部７３１を取り囲むように設けられた内部端子７４１と、基体７１の下面７１２において第１切り欠き部７３１を取り囲むように設けられた外部接続端子７４２と、第１切り欠き部７３１の内面に沿って設けられている第１側面配線７４３１と、をさらに含んでいる。換言すれば、内部端子７４１は、第１切り欠き部７３１内に設けられた第１側面配線７４３１の上端から上面７１１上に広がるように設けられた導電膜で構成され、外部接続端子７４２は、第１側面配線７４３１の下端から下面７１２上に広がるように設けられた導電膜で構成されている。そして、内部端子７４１は、前述した発振部１０やその他の素子、部品等と電気的に接続されている。また、外部接続端子７４２は、発振器１を外部基板等に搭載する際の機械的および電気的な接続を担っている。第１側面配線７４３１は、第１切り欠き部７３１の内面に設けられた配線であり、内部端子７４１と外部接続端子７４２との間を電気的に接続している。本明細書では、このような第１切り欠き部７３１に設けられた第１側面配線７４３１をキャスタレーション構造７という。
加えて、実装基板６２は、図６に示すように、第１切り欠き部７３１内に設けられている第１充填部材７５１をさらに含んでいる。この第１充填部材７５１は、第１切り欠き部７３１内を充填するように設けられている。これにより、第１充填部材７５１のうちＺ軸方向と直交する面は、図６に示すように、基体７１の基体側面７１３と同一の面内に位置することになる。また、第１充填部材７５１のうちＹ軸方向と直交する面も、図５に示すように、基体７１の上面７１１または下面７１２と同一の面内に位置することになる。
一方、基体７１は、図５に示すように、前述した第２基板側面６２４２に対応して設けられた３つの第２切り欠き部７３２、７３２、７３２を備えている。これらの３つの第２切り欠き部７３２は、それぞれ基体７１の上面７１１から下面７１２まで貫通するように形成されている。また、図５に示す第２切り欠き部７３２は、底面が半円である柱状体形状をなしており、その内面は基体７１の内側に向かって凹没した曲面になっている。
また、実装基板６２は、図６に示すように、基体７１の上面７１１の第２切り欠き部７３２近傍に設けられた内部端子７４１と、基体７１の下面７１２の第２切り欠き部７３２近傍に設けられた外部接続端子７４２と、第２切り欠き部７３２の内面に沿って設けられている第２側面配線７４３２と、をさらに含んでいる。換言すれば、内部端子７４１は、第２切り欠き部７４１内に設けられた第２側面配線７４３２の上端から上面７１１上に広がるように設けられた導電膜で構成され、外部接続端子７４２は、第２側面配線７４３２の下端から下面７１２上に広がるように設けられた導電膜で構成されている。第２側面配線７４３２は、第２切り欠き部７３２の内面に設けられた配線であり、内部端子７４１と外部接続端子７４２との間を電気的に接続している。本明細書では、このような第２切り欠き部７３２に設けられた第２側面配線７４３２をキャスタレーション構造７という。
加えて、実装基板６２は、図７に示すように、第２切り欠き部７３２内に設けられている第２充填部材７５２をさらに含んでいる。この第２充填部材７５２は、第２切り欠き部７３２内を充填するように設けられている。これにより、第２充填部材７５２のうちＺ軸方向と直交する面は、図６に示すように、基体７１の基体側面７１３と同一の面内に位置することになる。また、第２充填部材７５２のうちＹ軸方向と直交する面も、図６に示すように、基体７１の上面７１１と同一の面内に位置することになる。
そして、前述した被覆部材７２は、図７および図８に示すように、基体７１の上面７１１だけでなく、第１側面配線７４３１の上端や第１充填部材７５１の上面を覆うように設けられている。また、同様に、被覆部材７２は、図７に示すように、第２側面配線７４３２の上端や第２充填部材７５２の上面を覆うように設けられている。換言すれば、第１切り欠き部７３１内が第１充填部材７５１で埋められているとともに、第２切り欠き部７３２内が第２充填部材７５２で埋められているため、基体７１の上面７１１に設けられる被覆部材７２を第１充填部材７５１の上面や第２充填部材７５２の上面にも延長させることが可能になる。このようにして実装基板６２の上面６２２は、その外縁まで被覆部材７２で覆うことでき、少なくとも蓋体６４と重なる領域において、導電性を有する部位が露出するのを防止することができる。
蓋体６４は、図１、図２および図９に示すように、実装基板６２の上面６２２に接合されている。このため、蓋体６４の接合面には、導電性を有する部位が露出するおそれがなく、蓋体６４と内部端子７４１や第１側面配線７４３１および第２側面配線７４３２との電気的接触が防止される。したがって、蓋体６４には、参考例のような欠損部９５１を設ける必要がなくなり、実装基板６２に対して隙間なく接合することが可能である。これにより、パッケージ６０では、蓋体６４に形成された欠損部９５１を介した外気の流入が発生しない、または流入量を少なく抑えられることから、断熱性が高められる。その結果、恒温槽内の温度が外気温の影響を受けにくくなり、恒温槽内の温度を所定の範囲内に維持しやすくなるため、発振器１の出力周波数の精度の安定化を図ることができる。
以上のように、本実施形態に係る発振器１は、上面６２２（第１基板主面）、上面６２２と表裏関係にある下面６２３（第２基板主面）、および基板側面６２４を有する実装基板６２と、実装基板６２に接合されており、金属材料を含む蓋体６４と、を備えている。そして、実装基板６２は、上面６２２（第１基板主面）に対応する上面７１１（第１基体主面）および基板側面６２４に対応する基体側面７１３を有し、基体側面７１３に第１切り欠き部７３１が設けられている基体７１と、第１切り欠き部７３１に沿って設けられている第１側面配線７４３１と、第１切り欠き部７３１内に設けられている第１充填部材７５１と、基体７１の上面７１１に設けられている絶縁性の被覆部材７２と、を含んでいる。
このような発振器１によれば、第１側面配線７４３１やそれと電気的に接続された内部端子７４１と蓋体６４との間を、被覆部材７２によって絶縁することができる。このため、参考例のように、蓋体６４に欠損部を設ける必要がなくなる。これにより、実装基板６２と蓋体６４とで構成されるパッケージ６０の断熱性が高くなり、パッケージ６０内に収容される発振部１０の内部の温度を所定の温度に維持しやすくなる。その結果、発振器１の出力周波数の精度の安定化を図ることができる。
なお、被覆部材７２は、例えば部品等を搭載する領域等においては、被覆されていなくてもよい。
図１０は、図５に示すパッケージ６０のキャスタレーション構造７近傍の断面図である。
図１０に示す蓋体６４は、その蓋体側面６４１が実装基板６２の基板側面６２４よりも右側に位置している。つまり、図１０に示す蓋体６４は、平面視において、実装基板６２の外周よりも内側に設けられている。
このようなパッケージ６０によれば、例えば発振器１を図１０に示すようにして搭載基板８１に搭載するとき、はんだ８２を介して発振器１を搭載基板８１に固定する際に、絶縁性の向上を図ることができる。具体的には、はんだ８２は、キャスタレーション構造７と搭載基板８１のランド部８３との間に濡れ広がる。その際、はんだ８２はフィレットを形成し、第１側面配線７４３１や第１充填部材７５１の側面をはい上がる。そのとき、図１０に示すパッケージ６０では、蓋体６４の蓋体側面６４１が実装基板６２の側面６２４よりも右側に位置しているため、蓋体側面６４１と基板側面６２４との間には被覆部材７２が露出した部位が存在することになる。このため、はんだ８２が第１側面配線７４３１や第１充填部材７５１を上がり切ったとしても、露出している被覆部材７２に遮られて、それ以上、蓋体６４側にはい上がることが抑止される。その結果、第１側面配線７４３１と蓋体６４との短絡を防止することができる。
なお、蓋体側面６４１と基板側面６２４とのずれ量Ｌ１は、特に限定されないが、０．０５ｍｍ以上であるのが好ましく、０．１０ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であるのがより好ましい。これにより、蓋体６４が必要以上に小さくなるのを防止しつつ、蓋体６４へのはんだ８２のはい上がりをより確実に防止することができる。なお、はんだ８２は、ろう材等、その他の接合材料で代替されてもよい。
また、蓋体側面６４１と基板側面６２４とがずれることは、必須ではなく、例えば蓋体６４の表面が絶縁性を有している場合や、はんだ８２のはい上がりを防止する他の手段が講じられている場合には、蓋体側面６４１と基板側面６２４とが互いに同一の面内にあってもよい。
また、実装基板６２の基板側面６２４は、前述したように、第１基板側面６２４１、第１基板側面６２４１の反対面である第２基板側面６２４２、第３基板側面６２４３、および第３基板側面６２４３の反対面である第４基板側面６２４４と、を有している。そして、第１切り欠き部７３１、第１側面配線７４３１および第１充填部材７５１は、第１基板側面６２４１に対応して基体７１に設けられている。
一方、実装基板６２は、前述したように、第２基板側面６２４２に対応して基体７１に設けられた第２切り欠き部７３２と、第２切り欠き部７３２に沿って設けられている第２側面配線７４３２と、第２切り欠き部７３２内に設けられている第２充填部材７５２と、をさらに含んでいる。
このような実装基板６２によれば、図７に示すように、互いに対向する第１基板側面６２４１および第２基板側面６２４２の双方にキャスタレーション構造７が設けられることになるため、多数のキャスタレーション構造７を互いにスペースの余裕を持ちつつ配置することができる。また、キャスタレーション構造７は、前述したようにして発振器１を搭載基板８１に搭載する際、はんだ８２がはい上がってフィレットを形成するための下地ともなり得る。このため、はんだ８２のフィレットの形成に必要な十分なスペースを確保しやすくなり、発振器１を十分な接合強度で安定的に搭載することが可能になる。
なお、キャスタレーション構造７の個数は、特に限定されない。
なお、実装基板６２に含まれる基体７１としては、例えば絶縁性を有するガラスエポキシ樹脂やセラミックス等が挙げられる。
また、前述した内部端子７４１、外部接続端子７４２、第１側面配線７４３１、および第２側面配線７４３２の他、図示しないその他の端子や配線は、例えば、全面に銅箔が施された基体７１の銅箔をエッチングする方法、タングステン、モリブデン等の金属配線材料を基体７１上にスクリーン印刷して焼成し、その上にニッケル、金等のめっきを施す方法等で形成することができる。
被覆部材７２は、例えばソルダーレジスト、レジストフィルム等で構成される。被覆部材７２の構成材料としては、例えば樹脂材料、無機材料等が挙げられる。また、被覆部材７２は、複数の膜が積層されてなる積層体であってもよい。
また、第１充填部材７５１および第２充填部材７５２は、それぞれ絶縁性を有していてもよいし、導電性を有していてもよい。
第１充填部材７５１および第２充填部材７５２がそれぞれ絶縁性を有している場合、第１切り欠き部７３１内および第２切り欠き部７３２内を比較的容易に充填することができる。また、実装基板６２の上面６２２および下面６２３に露出する導電部の面積が減少するため、第１側面配線７４３１やそれと電気的に接続された内部端子７４１と、蓋体６４と、の間をより確実に絶縁することができる。
なお、この場合、第１充填部材７５１および第２充填部材７５２の構成材料としては、例えば、樹脂材料、セラミックス材料、ガラス材料等が挙げられ、特に樹脂材料が好ましく用いられる。これにより、被覆部材７２が樹脂材料を含む場合には、第１充填部材７５１および第２充填部材７５２と被覆部材７２との親和性が良好になり、それらの界面における剥離が発生しにくくなる。
また、この場合、必要に応じて、第１充填部材７５１および第２充填部材７５２の表面に、めっき等の導電性材料を被覆するようにしてもよい。これにより、第１充填部材７５１および第２充填部材７５２に導電性が付与されるため、第１側面配線７４３１および第２側面配線７４３２の低抵抗化に寄与するとともに、はんだ８２が濡れ広がるための下地としても利用可能になる。
一方、第１充填部材７５１および第２充填部材７５２がそれぞれ導電性を有している場合、第１充填部材７５１および第２充填部材７５２は、第１側面配線７４３１および第２側面配線７４３２と同様、基体７１の厚さ方向に敷設された配線として機能する。このため、第１側面配線７４３１および第２側面配線７４３２の低抵抗化が図られる。また、第１充填部材７５１および第２充填部材７５２は、はんだ８２が濡れ広がるための下地としても利用可能になる。
図１１は、図９に示すパッケージ６０を分解した図である。
図１１に示す蓋体６４と実装基板６２との間は、２か所に設けられた接合材８５を介して接合されている。具体的には、実装基板６２は、前述したように、第１基板側面６２４１、第１基板側面６２４１の反対面である第２基板側面６２４２、第３基板側面６２４３、および第３基板側面６２４３の反対面である第４基板側面６２４４と、を有しているが、実装基板６２および蓋体６４は、実装基板６２の上面６２２のうち、第３基板側面６２４３および第４基板側面６２４４に沿って設けられている接合材８５を介して接合されている。
このような位置で接合されることにより、例えば図７に示すように第１基板側面６２４１および第２基板側面６２４２にそれぞれキャスタレーション構造７が設けられている場合、そのキャスタレーション構造７と接合材８５との接触、短絡を防止することができる。つまり、互いに異なる基板側面６２４に対してキャスタレーション構造７および接合材８５を振り分けて配置することにより、互いに接触を確実に防止することができる。
なお、接合材８５としては、例えば、はんだ、ろう材、金属ペースト、接着剤等が挙げられる。
また、接合材８５は、図示したように、第３基板側面６２４３および第４基板側面６２４４のそれぞれ中央部に対応して設けられていてもよいが、その位置は特に限定されず、第３基板側面６２４３および第４基板側面６２４４のそれぞれ全長にわたって設けられていてもよいし、第３基板側面６２４３および第４基板側面６２４４のそれぞれ両端に対応して設けられていてもよい。さらに、接合材８５の平面視形状も、特に限定されない。
以上、実施形態に係る発振器１について説明したが、本発明に係る発振器は、上述したＯＣＸＯに限定されず、例えば、水晶発振器（ＳＰＸＯ）、電圧制御水晶発振器（ＶＣＸＯ）、温度補償水晶発振器（ＴＣＸＯ）、電圧制御型ＳＡＷ発振器（ＶＣＳＯ）、ＳＡＷ発振器（ＳＰＳＯ）、ＭＥＭＳ発振器等であってもよい。
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態に係る発振器について説明する。
図１２は、第２実施形態に係る発振器が備えるパッケージの分解斜視図である。
以下、第２実施形態について説明するが、以下の説明では第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。
第２実施形態は、実装基板６２と蓋体６４とを接合する接合材８５が設けられる位置が異なる以外、第１実施形態と同様である。
前述した第１実施形態では、第３基板側面６２４３および第４基板側面６２４４に沿って接合材８５が設けられているのに対し、本実施形態では、図１２に示すように、実装基板６２の外縁に沿って環状に接合材８５が設けられている。
すなわち、本実施形態に係る実装基板６２は、前述したように、第１基板側面６２４１、第１基板側面６２４１の反対面である第２基板側面６２４２、第３基板側面６２４３、および第３基板側面６２４３の反対面である第４基板側面６２４４と、を有しているが、実装基板６２および蓋体６４は、第１基板側面６２４１、第２基板側面６２４２、第３基板側面６２４３、および第４基板側面６２４４に沿って設けられている接合材８５を介して接合されている。
このような位置で接合されることにより、実装基板６２と蓋体６４との隙間を最小限に抑えることができる。このため、隙間を介した外気の流入がほとんど発生せず、パッケージ６０の断熱性を最大限に高めることができる。その結果、パッケージ６０内に収容される発振部１０の内部の温度を、より安定的に維持しやすくなる。
以上のような第２実施形態においても第１実施形態と同様の効果が得られる。
＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態に係る発振器について説明する。
図１３は、第３実施形態に係る発振器の断面図である。
以下、第３実施形態について説明するが、以下の説明では第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。
第３実施形態は、蓋体６４の構成が異なる以外、第１実施形態と同様である。
図１３に示す蓋体６４は、金属材料で構成された内層６４３と、樹脂材料で構成された外層６４２と、を備えている。換言すれば、図１３に示す蓋体６４は、内層６４３の外面が外層６４２で覆われた２層構造を有していることから、表面を覆う絶縁部材をさらに備えている。
このような構成によれば、蓋体６４の外面が金属材料に比べて熱伝導性が低い樹脂材料で覆われることになるため、パッケージ６０の断熱性をより高めることができる。その一方、蓋体６４は、前記第１実施形態と同様、金属材料を含んでいるため、シールド効果を有するものとなる。
なお、外層６４２の厚さは、特に限定されないが、０．０１０ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であるのが好ましく、０．０５０ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であるのがより好ましい。これにより、必要かつ十分な断熱効果を得ることができる。
また、外層６４２に含まれる樹脂材料は、特に限定されず、いかなる樹脂材料であってもよい。また、外層６４２には、樹脂材料の他に、任意の添加剤等が添加されていてもよい。
さらに、内層６４３および外層６４２は、その位置が互いに逆であってもよい。すなわち、内層６４３が樹脂材料で構成され、外層６４２が金属材料で構成されていてもよい。この場合でも、上記と同様の断熱効果およびシールド効果が得られる。
なお、内層６４３および外層６４２は、蓋体６４の全体において２層構造になっているのではなく、一部でいずれか一方のみの１層構造になっていてもよい。
また、内層６４３および外層６４２に加え、内層６４３の内側、内層６４３と外層６４２との間、および外層６４２の外側のうちの少なくとも１か所に、任意の目的の層が追加されていてもよい。
以上のような第３実施形態においても第１実施形態と同様の効果が得られる。
［発振器の製造方法］
次に、実施形態に係る発振器の製造方法について説明する。
図１４は、実施形態に係る発振器の製造方法を説明するための工程図である。図１５ないし図１８は、それぞれ図１１に示すパッケージを備える発振器の製造方法を説明するための図である。
実施形態に係る発振器１の製造方法は、図１４に示すように、上面７１１（第１基体主面）、上面７１１と表裏関係にある下面７１２（第２基体主面）、ならびに第１切り欠き部７３１および第２切り欠き部７３２が設けられている基体側面７１３、を有する基体７１を用意し、第１切り欠き部７３１に沿って第１側面配線７４３１を形成するとともに第２切り欠き部７３２に沿って第２側面配線７４３２を形成し、第１切り欠き部７３１内に第１充填部材７５１を設けるとともに第２切り欠き部７３２内に第２充填部材７５２を設け、基体７１の上面７１１に絶縁性の被覆部材７２を設け、被覆部材７２上に蓋体６４を載置して図１１に示すパッケージ６０を得る。以下、かかる製造方法について順次説明する。
［１］切り欠き部を有する基体の用意Ｓ０１
まず、図１５に示すように、上面７１１、下面７１２、ならびに第１切り欠き部７３１および第２切り欠き部７３２が設けられている基体側面７１３、を有する基体７１を用意する。
［２］側面配線の形成Ｓ０２
次に、図１６に示すように、第１切り欠き部７３１に沿って第１側面配線７４３１を形成する。同様に、図１５に示す第２切り欠き部７３２に沿って図１６に示す第２側面配線７４３２を形成する。また、それとともに、内部端子７４１および外部接続端子７４２を形成する。これにより、内部端子７４１と外部接続端子７４２との間が、第１側面配線７４３１および第２側面配線７４３２を介して電気的に接続される。
なお、上記の形成順序は、これに限定されない。例えば、内部端子７４１および外部接続端子７４２は、基体７１を形成するための母材にあらかじめ設けておき、その後、母材に第１切り欠き部７３１および第２切り欠き部７３２を形成し、第１側面配線７４３１および第２側面配線７４３２を形成するようにしてもよい。
［３］充填部材の配置Ｓ０３
次に、図１７に示すように、第１切り欠き部７３１内に第１充填部材７５１を設ける。同様に、図１５に示す第２切り欠き部７３２内に図１７に示す第２充填部材７５２を設ける。第１充填部材７５１および第２充填部材７５２は、例えば液状材料またはペースト材料を塗布した後、固化または硬化する方法、めっきにより充填する方法等により形成される。
［４］被覆部材の配置Ｓ０４
次に、図１８に示すように、基体７１の上面７１１に絶縁性の被覆部材７２を設ける。被覆部材７２は、例えば液状材料を塗布した後、固化または硬化させる方法、気相成膜法等により形成される。なお、被覆部材７２は、基体７１の上面７１１のみでなく、第１側面配線７４３１および第２側面配線７４３２、ならびに、第１充填部材７５１および第２充填部材７５２も覆うように設けられる。これにより、実装基板６２が得られる。なお、端子等が設けられる箇所については、被覆部材７２を避けるようにすればよい。
［５］蓋体の載置Ｓ０５
次に、実装基板６２上に発振部１０やその他の部品等を載置する。その後、被覆部材７２上に蓋体６４を載置し、接合材８５を介して接合する。これにより、図１１に示すパッケージ６０が得られるとともに、図２に示す発振器１が得られる。
以上のような製造方法によれば、第１側面配線７４３１やそれと電気的に接続された内部端子７４１と蓋体６４との間を、被覆部材７２によって絶縁することができる。このため、参考例のように、蓋体６４に欠損部を設ける必要がなくなる。このため、実装基板６２と蓋体６４とで構成されるパッケージ６０の断熱性が高くなり、パッケージ６０内に収容される発振部１０の内部の温度を所定の温度に維持しやすくなる。したがって、出力周波数の精度の安定化が図られた発振器１を製造することができる。
［電子機器］
図１９は、実施形態に係る電子機器であるモバイル型のパーソナルコンピューターを示す斜視図である。
図１９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には基準クロック信号等を生成する発振器１が内蔵されている。
図２０は、実施形態に係る電子機器である携帯電話機を示す平面図である。
図２０において、携帯電話機１２００は、図示しないアンテナ、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には基準クロック信号等を生成する発振器１が内蔵されている。
図２１は、実施形態に係る電子機器であるデジタルスチールカメラを示す斜視図である。
図２１において、デジタルスチールカメラ１３００におけるケース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、すなわち図中裏面側には、光学レンズのような撮像光学系やＣＣＤなどを含む受光ユニット１３０４が設けられている。そして、撮影者が表示部１３１０に表示された被写体像を確認し、シャッターボタン１３０６を押すと、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。このようなデジタルスチールカメラ１３００には基準クロック信号等を生成する発振器１が内蔵されている。
以上のような電子機器は、発振器１を備える。このような電子機器によれば、発振器１が生成する高精度の基準クロック信号を利用して、電子機器の特性を向上させることができる。
なお、発振器１を備える電子機器は、図１９のパーソナルコンピューター、図２０の携帯電話機、図２１のデジタルスチールカメラの他、例えば、スマートフォン、タブレット端末、スマートウォッチを含む時計、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、ＨＭＤ（ヘッドマウントディスプレイ）等のウェアラブル端末、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、ページャー、通信機能付も含む電子手帳、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、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、電子内視鏡のような医療機器、魚群探知機、各種測定機器、車両、航空機、船舶のような計器類、携帯端末用の基地局、フライトシミュレーター等であってもよい。
［移動体］
図２２は、実施形態に係る移動体である自動車を示す斜視図である。
図２２に示す自動車１５００には、前述した発振器１が内蔵されている。発振器１は、例えば、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、ブレーキシステム、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。
以上のような移動体は、発振器１を備える。このような移動体によれば、発振器１が生成する高精度の基準クロック信号を利用して、移動体の特性を向上させることができる。
なお、発振器１を備える移動体は、図２２に示す自動車の他、例えばロボット、ドローン、二輪車、航空機、船舶、電車、ロケット、宇宙船等であってもよい。
以上、本発明の発振器、発振器の製造方法、電子機器および移動体を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、前記実施形態に他の任意の構成物が付加されていてもよい。さらに、前記実施形態のうちの２つ以上を組み合わせるようにしてもよい。また、製造方法には、任意の目的の工程が付加されていてもよく、工程順序が入れ替わっていてもよい。
１…発振器、７…キャスタレーション構造、１０…発振部、１１…集積回路、１２…振動片、１４…温度制御素子、１５…能動面、１６…回路素子、２０…回路部品、２２…回路部品、２４…回路部品、２６…電極パッド、３０…ボンディングワイヤー、３２…接合部材、３４…接合部材、３６…接合部材、４０…容器、４２…容器本体、４４…リッド、４６…第１基板、４８…第２基板、５０…第３基板、５２…第４基板、５４…第５基板、５６…封止部材、６０…パッケージ、６２…実装基板、６４…蓋体、６６…リードフレーム、７１…基体、７２…被覆部材、８１…搭載基板、８２…はんだ、８３…ランド部、８５…接合材、９１…ベース基板、９４…レジスト膜、９５…蓋体、６００…収容空間、６２２…上面、６２３…下面、６２４…基板側面、６４１…蓋体側面、６４２…外層、６４３…内層、７１１…上面、７１２…下面、７１３…基体側面、７３１…第１切り欠き部、７３２…第２切り欠き部、７４１…内部端子、７４２…外部接続端子、７５１…第１充填部材、７５２…第２充填部材、９１１…上面、９１２…下面、９１３…切り欠き部、９３０…金属膜、９３１…内部端子、９３２…外部接続端子、９４１…レジスト切り欠き部、９４２…上面、９５１…欠損部、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…デジタルスチールカメラ、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、１５００…自動車、６２４１…第１基板側面、６２４２…第２基板側面、６２４３…第３基板側面、６２４４…第４基板側面、７４３１…第１側面配線、７４３２…第２側面配線、Ｌ１…ずれ量

Claims (11)

  1. 第１基板主面および基板側面を有する基板と、
    前記基板に接合されており、金属材料を含む蓋体と、
    を備え、
    前記基板は、
    前記第１基板主面に対応する第１基体主面および前記基板側面に対応する基体側面を有し、前記基体側面に切り欠き部が設けられている基体と、
    前記切り欠き部に沿って設けられている側面配線と、
    前記切り欠き部内に設けられている充填部材と、
    前記第１基体主面に設けられている絶縁性の被覆部材と、
    を含むことを特徴とする発振器。
  2. 前記充填部材は、絶縁性を有する請求項１に記載の発振器。
  3. 前記充填部材は、導電性を有する請求項１に記載の発振器。
  4. 平面視で、前記蓋体は、前記基板の外周より内側に設けられている請求項１ないし３のいずれか１項に記載の発振器。
  5. 前記基板は、前記基板側面として、第１基板側面、前記第１基板側面の反対面である第２基板側面、第３基板側面、および前記第３基板側面の反対面である第４基板側面を有し、
    前記切り欠き部を第１切り欠き部とし、前記側面配線を第１側面配線とし、前記充填部材を第１充填部材としたとき、前記第１切り欠き部、前記第１側面配線および前記第１充填部材は、前記第１基板側面に対応して設けられており、
    前記基板は、
    前記第２基板側面に対応して前記基体に設けられている第２切り欠き部と、
    前記第２切り欠き部に沿って設けられている第２側面配線と、
    前記第２切り欠き部内に設けられている第２充填部材と、
    をさらに含む請求項１ないし４のいずれか１項に記載の発振器。
  6. 前記基板は、前記基板側面として、第１基板側面、前記第１基板側面の反対面である第２基板側面、第３基板側面、および前記第３基板側面の反対面である第４基板側面を有し、
    前記基板および前記蓋体は、前記第３基板側面および前記第４基板側面に沿って設けられている接合材を介して接合されている請求項１ないし４のいずれか１項に記載の発振器。
  7. 前記基板は、前記基板側面として、第１基板側面、前記第１基板側面の反対面である第２基板側面、第３基板側面、および前記第３基板側面の反対面である第４基板側面を有し、
    前記基板および前記蓋体は、前記第１基板側面、前記第２基板側面、前記第３基板側面、および前記第４基板側面に沿って設けられている接合材を介して接合されている請求項１ないし５のいずれか１項に記載の発振器。
  8. 前記蓋体の表面を覆う絶縁部材をさらに備える請求項１ないし７のいずれか１項に記載の発振器。
  9. 第１基体主面および切り欠き部が設けられている基体側面を有する基体を用意し、
    前記切り欠き部に沿って側面配線を形成し、
    前記切り欠き部内に充填部材を設け、
    前記第１基体主面に絶縁性の被覆部材を設け、
    前記被覆部材上に蓋体を載置することを特徴とする発振器の製造方法。
  10. 請求項１ないし８のいずれか１項に記載の発振器を備えることを特徴とする電子機器。
  11. 請求項１ないし８のいずれか１項に記載の発振器を備えることを特徴とする移動体。
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