JP3234126U

JP3234126U - 超小型水晶発振器

Info

Publication number: JP3234126U
Application number: JP2021002660U
Authority: JP
Inventors: 李旺全
Original assignee: 友桂電子股▲分▼有限公司
Priority date: 2021-07-08
Filing date: 2021-07-08
Publication date: 2021-09-24
Anticipated expiration: 2031-07-08

Abstract

【課題】ワイヤボンディング技術を採用している、超小型水晶発振器を提供する。【解決手段】枠体底部及び側壁を含み、前記枠体底部は内面１１及び外面１２を含み、前記側壁は前記枠体底部の前記内面の周縁に設置されていると共に前記枠体底部と共同で溝部Ｒを形成している枠体１と、前記枠体底部の前記外面に設置されている複数のパターン化電極と、前記側壁に設置されている第１パターン化回路と、前記枠体に内設され、前記複数のパターン化電極及び前記第１パターン化回路を互いに電気的に接続するために用いられている複数のビアと、前記枠体底部の前記内面に設置されていると共に前記溝部内に位置している発振チップ４と、前記溝部内に位置し、且つそれぞれにワイヤボンディング方式により前記発振チップ及び前記第１パターン化回路にそれぞれ接続している複数の接続ワイヤー５と、を備えている。前記超小型水晶発振器はミリメートルサイズである。【選択図】図２

Description

本考案は、発振器のパッケージ構成に関し、更に詳しくは、ワイヤボンディング技術を採用している超小型水晶発振器に関する。

集積回路パッケージの内部接合方式はワイヤボンディング（ＷｉｒｅＢｏｎｄｉｎｇ）、テープ自動ボンディング、及びフリップチップ（Ｆｌｉｐ−ｃｈｉｐ）接合に大きく分けられる。
ワイヤボンディングはプロセスが成熟しており、コストが低く、配線の弾性が高く、現在最も広範に応用されている接合技術であり、全てのパッケージ製品の約９割を占めている。しかしながら、科学技術の進歩及び需要に伴い、発振器のサイズが小型化しているため、製造メーカーでは、大サイズのパッケージ構造に適合するワイヤボンディング技術を応用しているパッケージ装置から、小サイズのパッケージ構造に適合するフリップチップ接合技術を応用しているパッケージ装置へ徐々に交換を進めている。

しかしながら、前述した従来の技術では、装置を交換すると製造メーカーの製造コストが大幅に上昇する。

そこで、本考案者は上記の欠点が改善可能と考え、鋭意検討を重ねた結果、合理的設計で上記の課題を効果的に改善する本考案の提案に至った。

かかる従来の実情に鑑みて、本考案は、超小型水晶発振器を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本考案のある態様の超小型水晶発振器は、枠体底部及び側壁を含み、前記枠体底部は内面及び外面を含み、前記側壁は前記枠体底部の前記内面の周縁に設置されていると共に前記枠体底部と共同で溝部を形成している枠体と、前記枠体底部の前記外面に設置されている複数のパターン化電極と、前記側壁に設置されている第１パターン化回路と、前記枠体に内設され、前記複数のパターン化電極及び前記第１パターン化回路を互いに電気的に接続するために用いられている複数のビアと、前記枠体底部の前記内面に設置されていると共に前記溝部内に位置している発振チップと、前記溝部内に位置し、且つワイヤボンディング方式により前記発振チップ及び前記第１パターン化回路にそれぞれ接続している複数の接続ワイヤーと、を備える超小型水晶発振器であって、前記超小型水晶発振器はミリメートルサイズである。

本考案の他の好適例において、前記超小型水晶発振器の最大長さはＬであり、且つ前記超小型水晶発振器は１ｍｍ＜Ｌ＜２ｍｍの条件を満たしている。または、好ましくは、前記超小型水晶発振器は１．６ｍｍ≦Ｌ≦１．７ｍｍの条件をさらに満たしている。或いは、さらに好ましくは、前記超小型水晶発振器のサイズは１．６５ｍｍ×１．２５ｍｍである。

本考案の他の好適例において、前記超小型水晶発振器は、前記側壁に設置され、前記第１パターン化回路の上方に位置していると共に前記第１パターン化回路とは分離している第２パターン化回路であって、前記第１パターン化回路は前記第２パターン化回路と前記枠体底部との間に位置し、且つ前記複数のビアにより前記複数のパターン化電極、前記第１パターン化回路、及び前記第２パターン化回路が互いに電気的に接続されている第２パターン化回路をさらに備えている。

本考案の他の好適例において、前記超小型水晶発振器は、前記側壁の外面に設置され、且つ前記第２パターン化回路に接触している少なくとも１つの側方電極をさらに備えている。

本考案の他の好適例において、前記側壁は矩形であり、且つ前記側方電極は前記側壁の４つの隅のうちの何れか１つに位置している。

本考案の他の好適例において、前記超小型水晶発振器は、前記枠体底部の前記内面に設置され、前記第１パターン化回路と前記枠体底部の前記外面との間に位置している第３パターン化回路であって、且つ前記複数のビアにより前記複数のパターン化電極、前記第１パターン化回路、及び前記第３パターン化回路が互いに電気的に接続されている第３パターン化回路をさらに備えている。或いは、又他の実施例において、前記超小型水晶発振器は、前記枠体底部の前記内面と前記外面との間に設置されている第４パターン化回路であって、且つ前記複数のビアにより前記複数のパターン化電極、前記第１パターン化回路及び前記第４パターン化回路が互いに電気的に接続されている第４パターン化回路をさらに備えている。

本考案の他の好適例において、前記超小型水晶発振器は、前記側壁に設置され、前記第１パターン化回路の上方に位置している第２パターン化回路であって、前記第１パターン化回路は前記第２パターン化回路と前記枠体底部との間に位置している第２パターン化回路と、前記側壁の外面に設置され、且つ前記第２パターン化回路に接触している少なくとも１つの側方電極と、前記枠体底部の前記内面に設置され、前記第１パターン化回路と前記枠体底部の前記外面との間に位置している第３パターン化回路と、前記枠体底部の前記内面と前記外面との間に設置されている第４パターン化回路と、をさらに備えている。前記第１パターン化回路、前記第２パターン化回路、前記第３パターン化回路、前記第４パターン化回路、及び前記複数のパターン化電極は互いに分離していると共に前記複数のビアを介して互いに電気的に接続している。

本考案の他の好適例において、前記第２パターン化回路は前記少なくとも１つの側方電極を介して前記第３パターン化回路に電気的に接続している。

本考案の他の好適例において、前記超小型水晶発振器は、前記側壁に設置され、前記第１パターン化回路の上方に位置している第２パターン化回路であって、前記第１パターン化回路は前記第２パターン化回路と前記枠体底部との間に位置している第２パターン化回路と、前記側壁の外面に設置され、且つ前記第２パターン化回路に接触している少なくとも１つの側方電極と、前記枠体底部の前記内面に設置され、前記第１パターン化回路と前記枠体底部の前記外面との間に位置している第３パターン化回路と、前記枠体底部の前記内面と前記外面との間に設置されている第４パターン化回路と、をさらに備えている。前記第１パターン化回路、前記第２パターン化回路、前記第３パターン化回路、前記第４パターン化回路、及び前記複数のパターン化電極は互いに分離していると共に前記複数のビアを介して互いに電気的に接続している。前記側壁は矩形であり、且つ前記側方電極は前記側壁の４つの隅のうちの何れか１つに位置している。

本考案の他の好適例において、前記第２パターン化回路は少なくとも１本の導線を備え、前記導線は前記側壁の外面に近接し、且つ部分的な前記導線が前記側壁の前記外面に延長し、前記側方電極に接触している。

本考案の他の好適例において、部分的な前記第１パターン化回路、部分的な前記第２パターン化回路、及び部分的な前記第３パターン化回路は前記枠体の開口部に露出している。

本考案の他の好適例において、前記超小型水晶発振器は、前記側壁として積層されている複数の回路層であって、前記第１パターン化回路及び前記第２パターン化回路は前記複数の回路層中に設置され、各前記回路層は開口部を含み、前記発振チップの前記回路層から離れる前記開口部ほど大きくなる複数の回路層をさらに備えている。

本考案の他の好適例において、前記超小型水晶発振器は水晶振動子発振器、温度補償水晶発振器、電圧制御温度補償水晶発振器である。

本考案によれば、次のような効果がある。
本考案に係る超小型水晶発振器は、上述の枠体の側壁に対し構造設計（或いは空間計画）を行うことで、発振チップをワイヤボンディング技術により枠体の側壁に電気的に接続し、本来大サイズのパッケージ構造にのみ適用可能であったワイヤボンディング技術を最大長さが２ｍｍ未満の小サイズのパッケージ構造にも応用可能にする。これにより、チップメーカーは超小型水晶発振器を製造するためにワイヤボンディング技術を採用したパッケージ装置を、フリップチップ接合技術を採用したパッケージ装置に交換する必要がなくなる。

本明細書及び図面の記載により、少なくとも、以下の事項が明らかとなる。

本考案の一実施形態に係るパッケージ載置板を取り外した超小型水晶発振器を示した上面図である。図１の超小型水晶発振器のＡ−Ａ‘線に沿う断面図である。図１の超小型水晶発振器のＢ−Ｂ‘線に沿う断面図である。本考案の一実施形態に係る超小型水晶発振器の第１回路層を示した下面図であって、枠体底部の外面にある複数のパターン化電極を示す。本考案の一実施形態に係る超小型水晶発振器の第１回路層を示した上面図である。本考案の一実施形態に係る超小型水晶発振器の第２回路層を示した上面図である。本考案の一実施形態に係る超小型水晶発振器の第３回路層を示した上面図である。本考案の一実施形態に係る超小型水晶発振器の第４回路層を示した上面図である。本考案の一実施形態に係る超小型水晶発振器の第５回路層を示した上面図である。本考案の一実施形態に係る超小型水晶発振器の側方電極を示す概略構成図である。

以下、本考案の実施形態について図面を用いて説明する。なお、本考案は、下記の実施形態に何ら限定されることはなく、本開示の技術的範囲に属する限り種々の形態を採りうる。

以下、本考案の実施形態の超小型水晶発振器について、図１乃至図９を参照しながら説明する。本考案の一実施例に係る超小型水晶発振器はミリメートルサイズの超小型水晶発振器である。この超小型水晶発振器の最大長さをＬと定義すると、超小型水晶発振器は１ｍｍ＜Ｌ＜２ｍｍの条件を満たしている。好ましくは、超小型水晶発振器は１．６ｍｍ≦Ｌ≦１．７ｍｍの条件をさらに満たしている。さらに好ましくは、超小型水晶発振器のサイズは１．６５ｍｍ×１．２５ｍｍである。

超小型水晶発振器は枠体１と、パッケージ載置板２と、パッケージ載置板２を枠体１の開口部ＯＰ１箇所に固定するための密封層３（例えば、シールリング）と、枠体１に内設されている発振チップ４と、発振チップ４を枠体１に電気的に接続するための複数の接続ワイヤー５と、を備えている。
枠体１はほぼ矩形柱状構造を呈している。枠体１は枠体底部１０及び側壁２０を含む。枠体底部１０は内面１１及び外面１２を含む。側壁２０は枠体底部１０の内面１１の周縁に設置されていると共に枠体底部１０と共同で溝部Ｒを形成している。側壁２０の２つの内面は対向している。

枠体底部１０は積層している２層の回路層１１０（第１回路層）及び１２０（第２回路層）をさらに備えている。回路層１１０の下面１１１は枠体底部１０の外面１２であり、回路層１１０の上面１１２は回路層１２０の下面１２１に接合し、回路層１２０の上面１２２は枠体底部１０の内面１１である。回路層１１０の下面１１１には複数のパターン化電極３０が設置されている（図４参照）。
各パターン化電極３０には接触点ＥＰが設けられ、電気的に接続するために用いられている。回路層１１０の上面１１２にはパターン化回路４１（第４パターン化回路）が設置されている（図５参照）。パターン化回路４１は複数本の導線４１１を備えている。

本実施例では、これらパターン化電極３０は回路層１１０の４つの隅部１１３に近接するが回路層１１０の４つの縁端１１４とは非接触であり、回路層１１０のうちの対向する２つの縁端１１４の中間領域にも回路層１１０の中心に向けて凹設されるように２つの窪み領域１１５が形成されている。しかしながら、本考案はこれに限られない。

回路層１２０の上面１２２には上述の発振チップ４及びパターン化回路４２（第３パターン化回路）が設置されている（図６参照）。回路層１２０の開口部ＯＰ２は回路層１２０の上面１２２の中央に近接し、発振チップ４を収容するために用いられている。パターン化回路４２は複数本の導線４２１を備えている。そのうちの１本の導線４２１は導電性接着剤Ｇ１により発振チップ４に電気的に接続されている。本実施例では、部分的な導線４２１が４つの隅部１２３の縁端に貼着されている。しかしながら、本考案はこれに限られない。

側壁２０は複数の回路層２１０（第３回路層）、２２０（第４回路層）、及び２３０（第５回路層）を備え、回路層２１０、２２０、及び２３０は回路層１２０の上面１２２に積層している。即ち、回路層２１０の下面２１１は回路層１２０の上面１２２に接触し、回路層２２０の下面２２１は回路層２１０の上面２１２に接触し、回路層２３０の下面２３１は回路層２２０の上面２２２に接触し、密封層３の下面は回路層２３０の上面２３２に接触している。
回路層２１０、２２０、及び２３０は開口部ＯＰ２、ＯＰ３、及びＯＰ４を各々備え、これら開口部ＯＰ２、ＯＰ３、及びＯＰ４により上述の溝部Ｒの少なくとも一部分が構成されている。開口部ＯＰ４は開口部ＯＰ３より大きく、開口部ＯＰ３は開口部ＯＰ２より大きい。

回路層２１０の上面２１２にはパターン化回路４３（第１パターン化回路）が設置されている（図７参照）。パターン化回路４３は複数本の導線４３１を備えている。回路層２１０の開口部ＯＰ２には回路層１２０にあるパターン化回路４２の１本の導線４２１の部分領域Ｇ１がさらに曝露（或いは露出）され、パッケージ載置板２を除去した後、枠体１の開口部ＯＰ１からこれら部分領域Ｇ１が観察可能となる。本実施例では、部分的な導線４３１が４つの隅部２１３の縁端に貼着され、他の部分的な導線４３１は回路層２１０の開口部ＯＰ３の対向する両側に分布し、且つ回路層２１０の開口部ＯＰ３の縁端に延長している。しかしながら、本考案はこれに限られない。

回路層２２０の上面２２２にはパターン化回路４４（第２パターン化回路）が設置されている（図８参照）。パターン化回路４４は３本の導線４４１を備えている。回路層２２０の開口部ＯＰ３には回路層２１０にあるパターン化回路４３の複数本の導線４３１中の部分領域Ｇ２がさらに曝露（或いは露出）され、パッケージ載置板２を除去した後、枠体１の開口部ＯＰ１からこれら部分領域Ｇ２を観察可能となる。本実施例では、この３本の導線４４１は何れか３つの隅部２２３の縁端に貼着されているが、しかしながら本考案はこれに限られない。

また、回路層２３０の開口部ＯＰ４には回路層２２０にあるパターン化回路４４の複数本の導線４４１の部分領域Ｇ３が曝露（或いは露出）され、パッケージ載置板２を除去した後、枠体１の開口部ＯＰ１からこれら部分領域Ｇ３が観察可能となる。

上述の回路層１１０乃至２３０は絶縁材料で製造されているため、パターン化電極３０及びパターン化回路４１乃至４４が互いに隔離されて電気的に絶縁している。これらパターン化電極３０及びパターン化回路４１乃至４４は回路の需要に応じて複数のビア５０により選択的に電気的に接続する（図４乃至図８参照）。

上述のビア５０以外、本考案は他の導電構造の設計によりこれらパターン化電極３０及びパターン化回路４１乃至４４を回路の需要に応じて選択的に電気的に接続してもよい。本実施例では、回路層１１０の４つの隅部１１３には回路層１１０の中心に向けて凹設されるように弧状角が形成されている（図５参照）。回路層１２０の４つの隅部１２３には回路層１２０の中心に向けて凹設されるように弧状角が形成されている（図６参照）。回路層２１０の４つの隅部２１３には回路層２１０の中心に向けて凹設されるように弧状角が形成されている（図７参照）。回路層２２０の４つの隅部２２３には回路層２２０の中心に向けて凹設されるように弧状角が形成されている（図８参照）。回路層２３０の４つの隅部２３３には回路層２３０の中心に向けて凹設されるように弧状角が形成されている（図９参照）。これにより、これら回路層１１０、１２０、２１０、２２０、及び２３０の対応する各隅部が共同でスロットＬＳを形成している（図１０参照）。
また、この４つのスロットＬＳのうちの１つのまたは複数の溝面（即ち、側壁２０の隅部の外面）には側方電極ＬＥが設置され、これにより、隅部の導線が設置されている回路層が側方電極ＬＥを介して互いに電気的に接続している。一例を挙げると、回路層２２０のパターン化回路４４の導線４４１は隅部２２３に位置している側方電極ＬＥに接触し、回路層１２０のパターン化回路４２の導線４２１は隅部１２３に位置している側方電極ＬＥに接触し、よって、回路層２２０のパターン化回路４４は側方電極ＬＥを介して回路層１２０のパターン化回路４２に電気的に接続している。

また、発振チップ４は上述の複数の接続ワイヤー５によりパターン化回路４３に電気的に接続している。具体的には、各接続ワイヤー５の対向する両端はワイヤボンディング方式により発振チップ４の接点及びパターン化回路４３の導線４３１（特に導線４３１の部分領域Ｇ２）の接点にそれぞれ接合され、これにより発振チップ４とパターン化回路４３との間の電気的接続を実現している。

超小型水晶発振器のパッケージ構造に対し上述の空間計画を行う設計により、本来大サイズのパッケージ構造にのみ適用可能であるワイヤボンディング技術を小サイズに転用し、例えば、最大長さ２ｍｍ未満のパッケージ構造に転用し、本来ワイヤボンディング技術を採用しているパッケージ装置を小サイズに適用するフリップチップ接合技術を採用したパッケージ装置に交換する必要がなくなる。また、このようなパッケージ構造は、制限しないが例えば、水晶振動子発振器、温度補償水晶発振器、電圧制御温度補償水晶発振器等の水晶発振器の製造に適用可能となる。

また、上述の各電極及びパターン化回路の設置位置、形状、及び接続関係に関する説明は本考案の例示の説明にすぎず、本考案の可能な実施態様を制限するものではない。実際には各電極及びパターン化回路の設置位置、形状及び、接続関係は実際の回路の機能の需要に応じて設計する。

本考案は、その精神又は主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形態で実施することができる。そのため、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本考案の範囲は実用新案登録請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には何ら拘束されない。更に、実用新案登録請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、すべて本考案の範囲内のものである。

１枠体
２パッケージ載置板
３密封層
４発振チップ
５接続ワイヤー
１０枠体底部
１１内面
１２外面
２０側壁
３０パターン化電極
１１０回路層
１１１下面
１１２上面
１１３隅部
１１４縁端
１１５窪み領域
１２０回路層
１２１下面
１２２上面
１２３隅部
２１０回路層
２１１下面
２１２上面
２１３隅部
２２０回路層
２２１下面
２２２上面
２２３隅部
２３０回路層
２３１下面
２３２上面
２３３隅部
４１パターン化回路
４２パターン化回路
４３パターン化回路
４４パターン化回路
４１１導線
４２１導線
４３１導線
４４１導線
５０ビア
ＥＰ接触点
Ｇ１部分領域
Ｇ２部分領域
Ｇ３部分領域
Ｌ最大長さ
ＬＥ側方電極
ＬＳスロット
ＯＰ１開口部
ＯＰ２開口部
ＯＰ３開口部
ＯＰ４開口部
Ｒ溝部

Claims

枠体底部及び側壁を含み、前記枠体底部は内面及び外面を含み、前記側壁は前記枠体底部の前記内面の周縁に設置されていると共に前記枠体底部と共同で溝部を形成している枠体と、
前記枠体底部の前記外面に設置されている複数のパターン化電極と、
前記側壁に設置されている第１パターン化回路と、
前記枠体に内設され、前記複数のパターン化電極及び前記第１パターン化回路を互いに電気的に接続するために用いられている複数のビアと、
前記枠体底部の前記内面に設置されていると共に前記溝部内に位置している発振チップと、
前記溝部内に位置し、且つワイヤボンディング方式により前記発振チップ及び前記第１パターン化回路にそれぞれ接続している複数の接続ワイヤーと、を備え、
ミリメートルサイズであることを特徴とする、
超小型水晶発振器。
前記超小型水晶発振器の最大長さはＬであり、且つ前記超小型水晶発振器は１ｍｍ＜Ｌ＜２ｍｍの条件を満たしていることを特徴とすることを特徴とする請求項１に記載の超小型水晶発振器。
前記超小型水晶発振器は１．６ｍｍ≦Ｌ≦１．７ｍｍの条件をさらに満たしていることを特徴とする請求項２に記載の超小型水晶発振器。
前記超小型水晶発振器のサイズは１．６５ｍｍ×１．２５ｍｍであることを特徴とする請求項２に記載の超小型水晶発振器。
前記側壁に設置され、前記第１パターン化回路の上方に位置していると共に前記第１パターン化回路とは分離している第２パターン化回路であって、前記第１パターン化回路は前記第２パターン化回路と前記枠体底部との間に位置し、且つ前記複数のビアにより前記複数のパターン化電極、前記第１パターン化回路、及び前記第２パターン化回路が互いに電気的に接続されている第２パターン化回路をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の超小型水晶発振器。
前記側壁の外面に設置され、且つ前記第２パターン化回路に接触している少なくとも１つの側方電極をさらに備えていることを特徴とする請求項５に記載の超小型水晶発振器。
前記側壁は矩形であり、且つ前記側方電極は前記側壁の４つの隅のうちの何れか１つに位置していることを特徴とする請求項６に記載の超小型水晶発振器。
前記枠体底部の前記内面に設置され、前記第１パターン化回路と前記枠体底部の前記外面との間に位置している第３パターン化回路であって、且つ前記複数のビアにより前記複数のパターン化電極、前記第１パターン化回路、及び前記第３パターン化回路が互いに電気的に接続されている第３パターン化回路をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の超小型水晶発振器。
前記枠体底部の前記内面と前記外面との間に設置されている第４パターン化回路であって、且つ前記複数のビアにより前記複数のパターン化電極、前記第１パターン化回路及び前記第４パターン化回路が互いに電気的に接続されている第４パターン化回路をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の超小型水晶発振器。
前記側壁に設置され、前記第１パターン化回路の上方に位置している第２パターン化回路であって、前記第１パターン化回路は前記第２パターン化回路と前記枠体底部との間に位置している第２パターン化回路と、前記側壁の外面に設置され、且つ前記第２パターン化回路に接触している少なくとも１つの側方電極と、前記枠体底部の前記内面に設置され、前記第１パターン化回路と前記枠体底部の前記外面との間に位置している第３パターン化回路と、前記枠体底部の前記内面と前記外面との間に設置されている第４パターン化回路と、をさらに備え、前記第１パターン化回路、前記第２パターン化回路、前記第３パターン化回路、前記第４パターン化回路、及び前記複数のパターン化電極は互いに分離していると共に前記複数のビアを介して互いに電気的に接続していることを特徴とする請求項１に記載の超小型水晶発振器。
前記第２パターン化回路は前記少なくとも１つの側方電極を介して前記第３パターン化回路に電気的に接続していることを特徴とする請求項１０に記載の超小型水晶発振器。
前記側壁は矩形であり、且つ前記側方電極は前記側壁の４つの隅のうちの何れか１つに位置していることを特徴とする請求項１０に記載の超小型水晶発振器。
前記第２パターン化回路は少なくとも１本の導線を備え、前記導線は前記側壁の外面に近接し、且つ部分的な前記導線が前記側壁の前記外面に延長し、前記側方電極に接触していることを特徴とする請求項５または１０に記載の超小型水晶発振器。