JP4151706B2

JP4151706B2 - 圧電デバイス

Info

Publication number: JP4151706B2
Application number: JP2006120276A
Authority: JP
Inventors: 泰央丸山
Original assignee: Epson Toyocom Corp
Current assignee: Miyazaki Epson Corp
Priority date: 2006-04-25
Filing date: 2006-04-25
Publication date: 2008-09-17
Anticipated expiration: 2026-04-25
Also published as: US7436106B2; US20070247029A1; JP2007295235A

Description

本発明は、通信機器または電子機器に用いられる表面実装型の圧電デバイスに関する。

近年、電子機器や通信機器の携帯性向上の要求から、機器の小型化が急速に進んでいる。このため、これらに用いられる水晶発振器に代表される圧電デバイスにも小型化・低背化の要求がされている。
小型化・低背化された圧電発振器として、特許文献１（図３参照）に示す構造の水晶発振器が知られている。この水晶発振器について図４を用いて説明する。図４（ａ）は水晶発振器の概略断面図であり、図４（ｂ）は水晶発振器の底面図である。
この水晶発振器５０は、水晶振動片６１が収容された水晶振動子パッケージ６０の底面にＩＣチップ６２を搭載し、ＩＣチップ６２の周りを樹脂にてモールドして樹脂部６３が形成されている。そして、水晶振動子パッケージ６０の底面の端子６４と樹脂部６３に形成された外部電極６５とを導電性接着剤で形成した配線６６で繋ぐ構造を有している。また、端子６４と外部電極６５を導電性接着剤で繋いだ後のエッヂ部の断線を防ぐために、樹脂部６３の配線６６を形成する面を斜面状に形成している。

特開２００５−１１７１８８号公報（図３）

しかしながら、水晶発振器の底部となる樹脂部を斜面状に形成することから、小型化された水晶発振器では外部電極を大きく形成できず、水晶発振器を回路基板などに実装した場合に回路基板との実装強度が低下することが予想される。
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は回路基板との実装強度を確保し、小型化・低背化された圧電デバイスを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は圧電素子が収容され底部に接続端子を有する圧電素子パッケージと、前記圧電素子パッケージの底部に接続される回路素子と、前記回路素子を覆う絶縁性の樹脂部と、前記樹脂部の表面に形成された外部電極と、を備えた圧電デバイスであって、前記外部電極を形成した方向からの平面視において前記外部電極を形成する領域の前記樹脂部の一部に、前記圧電素子パッケージの底面から前記樹脂部の表面に向かう斜面部を設け、該斜面部に形成された接続電極により、前記圧電素子パッケージの底部の接続端子と前記樹脂部の外部電極とが電気的に接続されていることを特徴とする。

この構成によれば、樹脂部上の外部電極を形成する領域の一部に斜面部が設けられ、この斜面部に圧電素子パッケージの底部の接続端子と樹脂部の外部電極とを繋ぐ接続電極が形成されているため、圧電デバイスの大きさが小さくなっても外部電極の面積を大きく形成することができる。このことから、圧電デバイスを回路基板に実装した場合、回路基板との実装強度を充分に確保する小型化・低背化された圧電デバイスを提供することができる。

本発明の圧電デバイスは、前記接続電極が導電性インクを前記樹脂部に定着してなる電極にて構成されていることが望ましい。

導電性インクを用いて接続電極を形成すれば、樹脂部に形成された斜面部にインクジェット法などを用いて導電性インクを正確な位置および形状にて塗布でき、圧電素子パッケージの底部の接続端子と樹脂部の外部電極とが確実に繋がれた圧電デバイスを提供できる。

本発明の圧電デバイスは、前記接続電極が導電性ペーストを前記樹脂部に定着してなる電極にて構成されていることが望ましい。

導電性ペーストを用いて接続電極を形成すれば、樹脂部に形成された斜面部に印刷などを用いて導電性ペーストを良好な厚みを確保して塗布でき、圧電素子パッケージの底部の接続端子と樹脂部の外部電極とが確実に繋がれた圧電デバイスを提供できる。

以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。以下の実施形態では、圧電デバイスとして水晶発振器を例にとり説明する。
（実施形態）

図１は本実施形態における水晶発振器の構成を示し、図１（ａ）は概略平面図、図１（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ断線に沿う概略断面図、図１（ｃ）は概略底面図である。図２は本実施形態の水晶発振器を底面から見た斜視図である。
水晶発振器１は、水晶振動片１２が収容された水晶振動子パッケージ１７と、水晶振動子パッケージ１７の底面に実装されたＩＣチップ２０と、ＩＣチップ２０を覆う樹脂部２２とを備えている。

水晶振動子パッケージ１７は、セラミックなどの収容器１０に形成された凹部１１に、水晶振動片１２がＡｇペーストなどの導電性接着剤１４にて固定されている。水晶振動片１２には励振電極１３が形成され、収容器１０の凹部１１の底面に設けられた接続パッド１５と導電性接着剤１４を介して導通がなされている。そして、収容器１０の上面には金属などの蓋体１６が配置され、この蓋体１６により、収容器１０の凹部１１内を気密に封止している。
また、収容器１０の底面には、複数の接続端子２５が形成され、その一部は凹部１１に形成された接続パッド１５と導通するように構成されている。

収容器１０の底面に形成された接続端子２５には、Ａｕなどのバンプ２１を形成したＩＣチップ２０が、フェイスダウン実装されている。このＩＣチップ２０は、水晶振動片１２を励振させる発振回路を備え、場合により温度補償回路、記憶回路などを含んでいる。
そして、ＩＣチップ２０を覆うようにエポキシ樹脂などの絶縁性材料からなる樹脂部２２が、水晶振動子パッケージ１７の底面に形成されている。この樹脂部２２の表面には、外部基板などとの接続をなす外部電極２６が印刷などの手法により形成されている。

また、図１（ｃ）に示すように、外部電極２６を形成した方向から見た平面視において、底面の四隅が外部電極２６を形成する領域であり、この４つの領域の樹脂部２２の一部に、水晶振動子パッケージ１７の底面から樹脂部２２の表面に向かう斜面部がそれぞれ設けられている。なお、樹脂部２２は水晶振動子パッケージ１７の底面に形成された接続端子２５の一部が露出するように形成され、この接続端子２５の露出した部分より斜面部の起点となっている。

この斜面部にはインクジェット法などにより導電性インクが塗布され、樹脂部２２に定着された接続電極２７が形成されている。このようにして、図２に示すように、接続電極２７により水晶振動子パッケージ１７の底部の接続端子２５と樹脂部２２の外部電極２６とが接続され、電気的に接続される。
なお、樹脂部２２の斜面部に接続電極２７を形成する材料として、導電性ペーストを印刷などの方法により塗布して、樹脂部２２に定着して接続電極２７を形成しても良い。
また、接続電極２７および外部電極２６の両者を、インクジェット法などを用いて導電性インクを塗布して、樹脂部２２にそれぞれの電極として形成しても良い。
この場合、インクジェット法の方が印刷方法と比較して、印刷方法にて形成するのが困難である微細な電極をも形成できる点で有利である。
即ち、印刷方法の場合では、印刷用のマスクの孔が小さい程、マスクとの表面張力の影響を受けて導電性ペーストを水晶振動子パッケージ１７の底部に転写することが困難になってくるが、インクジェット法の場合ではマスクを使用しないのでこの点に於いて微細電極の形成に有利であるといえる。

以上、本実施形態の水晶発振器１は、樹脂部２２の外部電極２６を形成する領域の一部に斜面部が設けられ、この斜面部に形成した接続電極２７が形成によって水晶振動子パッケージ１７の底部の接続端子２５と外部電極２６とが繋がれている。このことで、接続端子２５と外部電極２６とが電気的に接続される構造となっている。このように、水晶発振器１の大きさが小さくなっても、水晶発振器１が実装される回路基板の実装面と対面した外部電極２６の面積を大きく形成することができ、回路基板などとの実装において、充分な実装強度を確保することができる。そして、本実施形態の構造をとることで、小型・低背化された水晶発振器１を得ることができる。

また、導電性インクを用いて接続電極２７を形成すれば、樹脂部２２に形成された斜面部に容易にインクジェット法などを用いて導電性インクを正確な位置および形状にて塗布でき、水晶振動子パッケージ１７の底部の接続端子２５と樹脂部２２の外部電極２６とが確実に繋がれた水晶発振器１を提供できる。
また、導電性ペーストを用いて接続電極２７を形成することも可能であり、樹脂部２２に形成された斜面部に容易に印刷などを用いて導電性ペーストを、良好な厚みを確保して塗布でき、水晶振動子パッケージ１７の底部の接続端子２５と樹脂部２２の外部電極２６とが確実に繋がれた水晶発振器１を提供できる。
（変形例）

次に、上記実施形態の水晶発振器の変形例について説明する。本変形例では、樹脂部の形状に特徴を持ち、この樹脂部の構成について詳細に説明する。
図３は、水晶発振器を底面から見た斜視図である。

水晶発振器２は、水晶振動子パッケージ１７の底部に樹脂部３２が形成され、樹脂部３２の内部にＩＣチップが配置されている。樹脂部３２の表面には、外部基板などとの接続をなす外部電極３６が印刷などの手法により形成されている。
また、外部電極３６を形成した方向から見た平面視において、底面の四隅が外部電極３６を形成する領域である。樹脂部３２の対向する短辺における２辺の略中央部に、外部電極３６を形成する領域の一部にかかる斜面部３８がそれぞれ形成されている。この斜面部３８は、水晶振動子パッケージ１７の底面から樹脂部３２の表面に向かうように形成されている。
なお、樹脂部３２は水晶振動子パッケージ１７の底面に形成された接続端子３５の一部が露出するように形成され、この接続端子３５の露出した部分より斜面部３８が始まっている。

この外部電極３６を形成する領域の一部にかかる斜面部３８には、インクジェット法などにより導電性インクが塗布され、樹脂部３２に定着された接続電極３７が形成されている。このようにして、接続電極３７により水晶振動子パッケージ１７の底部の接続端子３５と樹脂部３２の外部電極３６とが接続され、電気的に接続される。
なお、樹脂部３２の斜面部に接続電極３７を形成する材料として、導電性ペーストを印刷などの方法により塗布して、樹脂部３２に定着して接続電極３７を形成しても良い。
また、接続電極３７および外部電極３６の両者を、インクジェット法などを用いて導電性インクを塗布して、樹脂部３２にそれぞれの電極として形成しても良い。

このように本変形例では、上記実施形態と同様の効果を得ることができ、小型・低背化された水晶発振器２を提供することができる。

以上、上記実施形態では、圧電デバイスとして水晶振動片を用いた水晶発振器を例示して説明したが、振動片の材料として水晶に限らず、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウムなどの圧電材料を利用した圧電振動片としても良い。
また、圧電素子として水晶振動片に代わりＳＡＷ（弾性表面波）素子、振動ジャイロ素子などを用いるＳＡＷ発振器、振動ジャイロセンサなどにおいても利用が可能であり、本実施形態と同様の効果を享受することができる。

本実施形態の水晶発振器の構成を示す構成図であり、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ断線に沿う概略断面図、（ｃ）は概略底面図。本実施形態の水晶発振器を底面から見た斜視図。本実施形態の変形例を示し水晶発振器を底面から見た斜視図。従来の水晶発振器の構成を示す構成図であり、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は概略底面図。

符号の説明

１，２…圧電デバイスとしての水晶発振器、１０…収容器、１１…凹部、１２…圧電素子としての水晶振動片、１３…励振電極、１４…導電性接着剤、１５…接続パッド、１６…蓋体、１７…圧電素子パッケージとしての水晶振動子パッケージ、２０…回路素子としてのＩＣチップ、２１…バンプ、２２…樹脂部、２５…接続端子、２６…外部電極、２７…斜面部に形成された接続電極。

Claims

圧電素子が収容され底部に接続端子を有する圧電素子パッケージと、前記圧電素子パッケージの底部に接続される回路素子と、前記回路素子を覆う絶縁性の樹脂部と、前記樹脂部の表面に形成された外部電極と、を備えた圧電デバイスであって、
前記外部電極を形成した方向からの平面視において前記外部電極を形成する領域の前記樹脂部の一部に、前記圧電素子パッケージの底面から前記樹脂部の表面に向かう斜面部を設け、該斜面部に形成された接続電極により、前記圧電素子パッケージの底部の接続端子と前記樹脂部の外部電極とが電気的に接続されていることを特徴とする圧電デバイス。
請求項１に記載の圧電デバイスにおいて、
前記接続電極が導電性インクを前記樹脂部に定着してなる電極にて構成されていることを特徴とする圧電デバイス。
請求項１に記載の圧電デバイスにおいて、
前記接続電極が導電性ペーストを前記樹脂部に定着してなる電極にて構成されていることを特徴とする圧電デバイス。