JP4039012B2

JP4039012B2 - 圧電発振器

Info

Publication number: JP4039012B2
Application number: JP2001204266A
Authority: JP
Inventors: 洋二永野; 誠駒井
Original assignee: Miyazaki Epson Corp
Current assignee: Miyazaki Epson Corp
Priority date: 2001-07-05
Filing date: 2001-07-05
Publication date: 2008-01-30
Anticipated expiration: 2021-07-05
Also published as: JP2003017941A

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は圧電発振器に関し、特に形状を低背化するとともに製造コストを低減する手段に関する。
【0002】
【従来の技術】
圧電発振器は近年の電子機器に不可欠の部品であり、機器の小型化要求に伴い他の部品とともに高密度実装される。このため、圧電発振器は他の部品や配線パターンとの間に不安定な浮遊容量を生じ、その結果、出力周波数変動が誘発されるので、これを回避する構成が提案されている。
【0002】
図5は、特許第2960374号に開示された従来の圧電発振器の構成例を示す要部断面図である。この図に示す圧電発振器は、第1及び第2の2つのパッケージ50、60を上下2段に重ねた構造を有しており、第1のパッケージ50にはリードフレーム51を介して所定の発振回路が形成された集積回路(Integrated Circuit、IC)52が配置される。また、第2のパッケージ60には底面中央に凹部60aが形成され、その直上に圧電体である水晶振動子61が配置されるとともに、水晶振動子61上の電極は第1、第2のパッケージ50,60における図示を省略したスルーホール及び配線パターンにより第1のパッケージ50内のリードフレーム51に接続される。
さらに、第2のパッケージ60の上部は蓋材により密閉されるようになっており、これらの全外周面(外部接続用端子を除く)は導電性材料を用いた電磁界シールド53により覆われる。
【0003】
この図に示す圧電発振器は、発振器外部に実装される回路(部品)や配線パターンとの電磁結合が電磁界シールド53により遮蔽されるので、当該圧電発振器と外部回路などとの間の浮遊容量発生が回避され、その結果、水晶振動子61の共振周波数変動が防止され出力周波数を一定に保持することができる。
【0004】
また、2つのパッケージ50、60を2段重ねた構造としたので、水晶振動子と集積回路とを同一面内に配置するタイプと比較して、実装面積を約半分にできる利点を有する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上述したような従来の圧電発振器においては以下に示すような問題点があった。つまり、2つのパッケージを2段重ねる構造としたため、実装面積を小さくできるものの、高さ方向の寸法が大きくなるので低背化ができない問題があった。また、2つのパッケージを用いるため材料費が高くなり、製造コスト低減の障害となっていた。
本発明は、上述した従来の圧電発振器に関する問題を解決するためになされたもので、低背化とコスト低減が可能な圧電発振器を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係わる圧電発振器の請求項１記載の発明は、基板と、一方の面に接続端子が形成された集積回路と、前記接続端子に直接接続された圧電振動子と、を備えた圧電発振器であって、前記圧電振動子を前記基板にて覆うよう前記集積回路を前記基板上に配置し、前記集積回路の外周と前記基板とを接続して前記圧電振動子を密閉された空間に配置したことを特徴とする。
本発明に係わる圧電発振器の請求項２記載の発明は、請求項１に記載の特徴に加え、前記圧電振動子は、前記接続端子に導電性接着剤を介して直接接続されていることを特徴とする。
本発明に係わる圧電発振器の請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の特徴に加え、前記基板は配線パターンを有し、前記配線パターンと前記集積回路とを導電性バンプを介して電気的に接続したことを特徴とする。
本発明に係わる圧電発振器の請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の特徴に加え、前記基板には凹部が形成され、前記圧電振動子を前記凹部にて覆うよう前記集積回路を前記基板上に配置したことを特徴とする。
本発明に係わる圧電発振器の請求項５記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の特徴に加え、前記基板が前記圧電振動子の下方位置に電磁界シールド膜を有するものであることを特徴とする。
本発明に係わる圧電発振器の請求項６記載の発明は、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の特徴に加え、前記集積回路の上面に電磁界シールド膜を有することを特徴とする。
本発明に係わる圧電発振器の請求項７記載の発明は、請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の特徴に加え、前記圧電発振器の集積回路側の面が保護膜にて覆われたことを特徴とする。
本発明に係わる圧電発振器の請求項８記載の発明は、請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の特徴に加え、前記圧電発振器の集積回路の外周と基板との接続部が保護膜にて覆われたことを特徴とする。
本発明に係わる圧電発振器の請求項９記載の発明は、請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の特徴に加え、前記集積回路がモールドにてパッケージングされたものであることを特徴とする。
本発明に係わる圧電発振器の請求項１０記載の発明は、請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の特徴に加え、前記集積回路がＩＣチップであることを特徴とする。
本発明に係わる圧電発振器の請求項１１記載の発明は、請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載の特徴に加え、前記集積回路と前記基板との間の接続が樹脂によるものであることを特徴とする。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、図示した実施の形態例に基づいて本発明を詳細に説明する。図1は本発明に係わる圧電発振器の第1の実施形態例を示す要部断面図である。この例に示す圧電発振器は、主面の所定位置に凹部11aを有する誘電体基板11から成るパッケージ12と、前記凹部11a上に導電性接着剤13aにより片持ち状に取り付けられた圧電振動子13と、前記パッケージ12の直上に導電性バンプ14を介して配置され上面側にアルミ膜15aが形成された集積回路15とを備え、前記パッケージ12の上面と集積回路15の下面とのすき間外周を樹脂16により密封して構成される。
【0008】
なお、本実施例においては誘電体基板11としてセラミック、圧電振動子13として水晶振動子を用いており、パッケージ12下面の所定位置には外部回路との接続用端子(電極)17が形成されるとともに、集積回路15及び圧電振動子13は導電性バンプ14と誘電体基板11に形成される図示を省略した配線パターン及びスルーホールとにより電気的に接続される。
【0009】
この例に示す圧電発振器は以下のように機能する。即ち、集積回路15をパッケージ12の直上に配置することによりこれを蓋代わりに使用するとともに、当該集積回路15の上面側に形成されたアルミ膜15aをアースに接続することにより、これを電磁界シールド膜として機能せしめる。
【0010】
また、圧電振動子13はパッケージ12と集積回路15と樹脂16とにより密閉された空間に配置されており、且つ、その空間に不活性ガスを充填しているので、耐湿性能に対して効果を有するとともに、上記電磁界シールド膜により外部電磁界の流入を遮蔽できるので外部回路と当該圧電振動子との間の浮遊容量発生を防ぐことができる。
【0011】
従って、湿度及び浮遊容量に起因する圧電振動子13の共振周波数変化を防止することができ、以て、圧電発振器の出力周波数を一定に保持することが可能となる。
【0012】
以上のように本発明に係わる圧電発振器は機能するので、使用するパッケージを1個に低減でき、しかも集積回路の主面を蓋代わりに使用する構造としたので、従来の圧電発振器の形状に比べて、その高さを略1/2とすることができるから低背化に効果があるとともに、材料費(パッケージ費)を半減でき製造コスト低減にも効果がある。
【0013】
次に、本発明に係わる圧電発振器の第2の実施形態例について説明する。図2は、
本発明に係わる圧電発振器の第2の実施形態例を示す要部断面図である。この例に示す圧電発振器は、上述した第1の実施形態例における圧電振動子を集積回路15の下面であって誘電体基板凹部11aの上方位置に導電性接着剤13aにより片持ち状に取り付けたものである。
もちろん、集積回路15の下面適所には圧電振動子用の接続端子が設けられている。
【0014】
この構成を用いることにより、圧電振動子13を導電性接着剤13aを介して集積回路15に直接接続することができるので、第1の実施形態例においてこれらの接続のため必要であったスルーホール及び配線パターンについては省略することができるので、製造コスト低減に有利である。
【0015】
さらに、本発明に係わる圧電発振器の第3の実施形態例について説明する。図3は、本発明に係わる圧電発振器の第3の実施形態例を示す要部断面図である。この例に示す圧電発振器は、上述した第1の実施形態例において、単層の誘電体基板11の代わりに多層誘電体基板30を用い、下側基板30bの上面であって圧電振動子13の下方位置に所定面積を有するアース導体30cを配置したものである。
【0016】
このような構成によれば、アース導体30cも電磁界シールド効果を有するので、圧電振動子13を電磁界シールド膜として集積回路上面に形成されたアルミ膜15aとアース導体30cとによりサンドイッチ状に挟み込むことになり、第1の実施形態例よりも更に良好な電磁界シールド効果を得ることができる。
【0017】
なお、上記アース導体30cの構造を第2の実施形態例に適用しても、上記と同様な効果が得られること特に説明を要さないであろう。
【0018】
最後に、本発明に係わる圧電発振器の第4の実施形態例について説明する。図4は、本発明に係わる圧電発振器の第4の実施形態例を示す要部断面図である。この例に示す圧電発振器は、上述した第1の実施形態例において、集積回路15と密封用樹脂16を金属性、或いは、酸化シリコンなど絶縁性の保護膜40により覆うようにしている。
【0019】
金属性保護膜を用いれば耐湿性能とともに更なる電磁界シールド効果を向上させることができ、また、絶縁性保護膜を用いれば耐湿性能を向上させることができる。
【0020】
なお、この保護膜40を上述した第2、第3の実施形態例に適用しても上記と同様な効果が得られる。
以上の各実施例において用いた集積回路は、モールド等によりパッケージングされたものであっても構わないが、半導体ウェハから個片に切断して得られるICチップとすることで、低背化はもちろんのこと実装面積の大幅な小型化も実現できる。
【0021】
【発明の効果】
本発明は以上説明したように1個のパッケージを使用し、集積回路の主面をパッケージの蓋代わりに使用するとともに、この内部空間に圧電振動子を密封した構造としたので、従来の圧電発振器の形状に比べて、その高さを略1/2に低背化することができ、また、材料費(パッケージ費)を半減できるから製造コストを低減できる圧電発振器を実現する上で著効を奏す。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる圧電発振器の第1の実施形態例を示す要部断面図
【図2】本発明に係わる圧電発振器の第2の実施形態例を示す要部断面図
【図3】本発明に係わる圧電発振器の第3の実施形態例を示す要部断面図
【図4】本発明に係わる圧電発振器の第4の実施形態例を示す要部断面図
【図5】従来の圧電発振器の構成例を示す要部断面図
【符号の説明】
11・・・誘電体基板
11ａ・・凹部
12・・・パッケージ
13・・・圧電振動子
14・・・導電性バンプ
15・・・集積回路
15ａ・・アルミ膜
16・・・樹脂
17・・・電極
30・・・多層誘電体基板
40・・・保護膜

Claims

基板と、
一方の面に接続端子が形成された集積回路と、
前記接続端子に直接接続された圧電振動子と、
を備えた圧電発振器であって、
前記圧電振動子を前記基板にて覆うよう前記集積回路を前記基板上に配置し、
前記集積回路の外周と前記基板とを接続して前記圧電振動子を密閉された空間に配置したことを特徴とする圧電発振器。
前記圧電振動子は、前記接続端子に導電性接着剤を介して直接接続されていることを特徴とする請求項１に記載の圧電発振器。
前記基板は配線パターンを有し、
前記配線パターンと前記集積回路とを導電性バンプを介して電気的に接続したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の圧電発振器。
前記基板には凹部が形成され、
前記圧電振動子を前記凹部にて覆うよう前記集積回路を前記基板上に配置したことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の圧電発振器。
前記基板が前記圧電振動子の下方位置に電磁界シールド膜を有するものであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の圧電発振器。
前記集積回路の上面に電磁界シールド膜を有することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の圧電発振器。
前記圧電発振器の前記集積回路側の面が保護膜にて覆われたことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の圧電発振器。
前記圧電発振器の前記集積回路の前記外周と前記基板との接続部が保護膜にて覆われたことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の圧電発振器。
前記集積回路がモールドにてパッケージングされたものであることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の圧電発振器。
前記集積回路がＩＣチップであることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の圧電発振器。
前記集積回路と前記基板との間の接続が樹脂によるものであることを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載の圧電発振器。