JP3967185B2 - 表面実装用の水晶発振器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は表面実装用の水晶発振器（以下、表面実装発振器とする）を産業上の技術分野とし、特にＩＣチップを保護して小型化に適した表面実装発振器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
（発明の背景）表面実装発振器は、小型・軽量であることから各種の携帯機器に周波数及び時間の基準源として多く使用されている。このようなものの一つに、振動子収容部と素子収容部とが一体的に形成された一体型と、別個に形成されて接合された別体型がある。
【０００３】
（従来技術の一例）第４図及び第５図は一従来例を説明する表面実装発振器の図で、第４図（ａｂ）は一体型の、第５図（ａｂ）は別体型の図である。
表面実装発振器の一体型は、例えば積層セラミックからなり、両主面にあるいは他主面に凹部を有し、一主面側を振動子収容部１とし、他主面の凹部を素子収容部２とする。そして、振動子収容部１の凹部底面に水晶片３の一端部を導電性接着剤４によって固着して、平板状あるいは凹状のカバー５を被せて密閉封入する。また、他主面の凹部底面にＩＣチップ６を固着してなる。
【０００４】
表面実装発振器の別体型は、水晶片３を密閉封入した振動子収容部１としての水晶振動子１Ａと、凹部底面にＩＣチップ６を固着した素子収容部２としての積層セラミックからなる実装基板２Ａとからなる。そして、水晶振動子１Ａの４隅部に設けられた一対の水晶端子を含む振動子用端子７と、実装基板２Ａの開口面あるいは閉塞面の４隅部に設けられた接合電極８とを接続してなる。
【０００５】
なお、図中の符号９は、素子収容部２の凹部脚表面「第４図（ａｂ）、第５図（ａ）」あるいは閉塞面「第５図（ｂ）」の４隅部に設けられた表面実装用の実装電極である。そして、ＩＣチップ６はフェースダウンボンディング（ＦＤＢとする）によって固着される。ＦＤＢは例えばバンプ１０を用いた超音波熱圧着による。また、集積化が困難な大容量値のコンデンサ１１を素子収容部２の凹部底面にＩＣチップ６とともに搭載する。
【０００６】
そして、これらのものでは、一般にはいずれの場合でも、第６図に示したように、端子が露出したＩＣチップ６の表面層を保護するため、凹部底面に保護膜１２を設ける。保護膜１２は樹脂液をノズルから凹部底面に注入して、底面から浸透させる。そして、樹脂液を硬化させて形成される。この場合、保護膜１２がＩＣチップ６の表面層（接合面）を全て覆うようにすればよいが、ＩＣチップ６の外周に塗布されて表面層が外界と遮断されればよい。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
（従来技術の問題点）しかしながら、上記構成の表面実装発振器では、ますますの小型化（微小化）が進行し、例えば平面外形を４×2.5ｍｍとした開発がなされている。この場合、コンデンサ１１はセット基板への外付けとして表面実装発振器からは排除し、第７図に示したように素子収容部２にはＩＣチップ６のみとして搭載面積を確保する。
【０００８】
しかし、このようなものでは、ＩＣチップ６の外形面積が素子収容部２の凹部底面積より僅かに小さくなるのみで、ＩＣチップ６と凹部内壁との間隙よりも樹脂液を注入するノズル（注入針）の直径特に内径が大きくなる。ちなみに、凹部の面積は約2.3×1.6ｍｍで、ＩＣチップ６の面積は約1.9×1.3ｍｍであり、両者の間隙は最大部で0.2ｍｍとなる。そして、ノズルの内径（直径）は0.4ｍｍとなる。
【０００９】
したがって、第８図に示したように、凹部の内壁とＩＣチップ６との間隙から、ノズル１３によって樹脂液（保護膜１２）を注入しようとしても、樹脂液の粘性及び表面張力によって浸透せずに凹部底面に充分に達しない問題があった。なお、ＩＣチップ６を小さくすればよいが、現状では機能を確保するためには大きさを維持しなければならない。
【００１０】
このことから、例えば第９図に示したように、凹部に連通した注入口１４を長手方向の両端部となる内壁に設けて、ノズル１３の先端を挿入して樹脂液が底面に達するようにしたものがある（参照：特願2002−62213号）。しかし、この場合には、例えば枠壁における両端部中央の幅方向での厚みを小さくするので、強度を損なう問題があった。
【００１１】
（発明の目的）本発明は、ＩＣチップを保護して小型化を促進して強度を維持した表面実装発振器を提供する。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ＩＣチップが固着される素子収容部の内壁に段差を形成して、凹部に連通した樹脂液の注入孔を設けたことを基本的な解決手段とする。以下、本発明の一実施形態を説明する。
【００１３】
【実施例】
第１図は本発明の一実施例を説明する表面実装発振器の図である。なお、前従来例と同一部分には同番号を付与してその説明は簡略又は省略する。
表面実装発振器は、前述したように振動子収容部１と素子収容部２とが予め一体的に結合した一体型あるいは別個に形成されて接合した別体型からなり、前述同様に、いずれの場合でも、凹部に連通した樹脂液の注入孔１４を素子収容部２の内壁に設けてなる。
【００１４】
そして、この実施例では、注入孔１４は両端側の内壁に円弧状とした段差を設けて形成される。例えば、素子収容部２の底壁上に積層される枠壁（側壁）を２層とする。そして、表面側の二層目の両端側に円弧状の切り欠きを設けて一層目上に積層し、底壁とともに一体的に焼成される。
【００１５】
前述した一体型のいずれも及び別体型で素子収容部２（実装基板２Ａ）の閉塞面を水晶振動子１Ａの底面に接合した場合には、他主面側における凹部脚表面の４隅部に設けられた実装電極のうち、長手方向の各２箇所の実装電極９間にまたがって、凹部に連通した注入孔１４を設ける。
【００１６】
また、別体型で実装基板２Ａの開口面側を水晶振動子１Ａの底面に接合した場合には、振動子用端子７と接続する開口面の４隅部に設けられた接合端子８のうち、長手方向の各２箇所の接合端子間にまたがって、凹部に連通した注入孔１４を設ける。
【００１７】
要するに、いずれの場合でも、実装電極９あるいは接合端子８の間となる長手方向の両側に凹部に連通した注入孔１４を設ける。そして、注入孔１４は円弧状ここでは半径0.35ｍｍとした半円状として、ノズル１３の先端が注入孔１４を含めた凹部内に挿入できる大きさとする。但し、ノズル１３の内径から凹部底面に樹脂液を注入できればよい。
【００１８】
このようなものでは、いずれの場合でも、ＩＣチップ６を凹部底面にフェースダウンボンディングによって固着した後、ノズル１３を用いて長手方向の両側に設けた注入孔１４から同時に樹脂液を凹部底面に注入する。これにより、凹部底面の両側からの注入時の液圧によってＩＣチップ６の外周に樹脂液が回り込むとともに、凹部底面とＩＣチップ６との間隙に浸透する。
【００１９】
そして、少なくともＩＣチップ６の外周を取り巻き、ＩＣチップ６の表面層（接合面）と外部を遮断した保護膜１２を形成する。このことから、ＩＣチップ６を保護した上での小型化を促進できる。特に、平面外形が小さく例えば４×2.5ｍｍ以下になるほど効果が大きい。
【００２０】
【他の事項】
上記実施例では、長手方向の両端に注入孔１４設けたが、一端のみに形成してもその効果は期待できる。但し、実施例のように両端に設けた場合の方が、ＩＣチップ６の外周への樹脂液の回り込みを確実にする。また、長手方向に限らず、スペースのある場合には短手方向でもよい。また、フェースダウンボンディングはバンプを用いた超音波熱圧着としたが、他の手段であっても本発明を同様に適用できる。要は、ＩＣチップ６の端子の設けられた表面層を保護すべく、仮にバンプ１０による間隙がなかったとしても表面層と外部とを遮断する場合に適用できる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明は、ＩＣチップが固着される素子収容部の内壁に段差を形成して、凹部に連通した樹脂液の注入孔を設けたので、ＩＣチップを保護して小型化を促進して強度を維持した表面実装発振器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を説明する表面実装発振器の特に素子収容部の図である。
【図２】本発明の一実施例を説明するＩＣチップを収容した素子収容部の平面図である。
【図３】本発明の一実施例を説明する素子収容部の裁断図である。
【図４】従来例を説明する表面実装発振器の断面図である。
【図５】従来例を説明する表面実装発振器の分解断面図である。
【図６】従来例を説明する素子収容部の平面図である。
【図７】従来例を説明する素子収容部の平面図である。
【図８】従来例の問題点を説明する素子収容部の裁断図である。
【図９】従来例を説明する素子収容部の平面図である。
【図１０】従来例を説明する素子収容部の裁断図である。
【符号の説明】
１ 振動子収容部、２ 素子収容部、３ 水晶片、４ 導電性接着剤、５ カバー、６ ＩＣチップ、７ 振動子用端子、８ 接合端子、９ 実装電極、１０バンプ、１１ コンデンサ、１２ 保護膜、１３ ノズル、１４ 注入孔．

Claims (1)

1. 水晶片を収容して密閉封入した振動子収容部と前記振動子収容部の底面側に設けられて凹部を有する素子収容部とを備え、前記素子収容部の凹部底面にＩＣチップをフェースダウンボンディングによって固着するとともに、ノズルを用いて前記凹部底面に樹脂液を注入し前記ＩＣチップの保護膜を形成してなる表面実装用の水晶発振器において、前記素子収容部の凹部を形成する底壁上の枠壁を二層とし、前記枠壁の一層目上であって表面側となる二層目の内壁に切り欠きを設けて、前記凹部に連通した前記樹脂液の注入孔を形成したことを特徴とする水晶発振器。

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