JP4586753B2

JP4586753B2 - 圧電発振器

Info

Publication number: JP4586753B2
Application number: JP2006074077A
Authority: JP
Inventors: 厚清原
Original assignee: Miyazaki Epson Corp
Current assignee: Miyazaki Epson Corp
Priority date: 2006-03-17
Filing date: 2006-03-17
Publication date: 2010-11-24
Anticipated expiration: 2026-03-17
Also published as: JP2007251727A

Description

本発明は、電子機器または通信機器に用いられる表面実装型の圧電発振器に関する。

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発振器にも小型化の要求がされている。
例えば、特許文献１に示すような小型化された水晶発振器が知られている。この水晶発振器は、凹状の収容器内にＩＣ（Integrated Circuit）チップが固着され、そのＩＣチップの上に絶縁体の基板を設け、この基板に水晶振動片を導電性接着剤で固着すると共に、この導電性接着剤が収容器の内壁面に設けた導通端子と電気的に接続されている構造である。

特開２００５−１０２１４５号公報（図１参照）

しかしながら、上記従来の水晶発振器の構造では、基板と収容器の内壁面との間に隙間があり、この基板と収容器の内壁面との間を導電性接着剤で接続するために、隙間の部分は導電性接着剤で橋渡しする構造となっている。
このため、水晶発振器に振動または落下などによる衝撃が加わった場合、この隙間を橋渡しする導電性接着剤に亀裂または分断などが生じ、水晶振動片と収容器間の電気的接続の信頼性を低下させることが予想される。
本発明は上記従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、圧電振動片と収容器との電気的接続の信頼性を向上させる小型化された圧電発振器を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の圧電発振器は、底壁と側壁を有する凹部を備えた収容器と、前記側壁に形成された配線と、前記凹部の底壁に固着され前記配線と接続されたＩＣチップと、前記ＩＣチップを覆い前記配線の一部が露出するように前記凹部に充填された樹脂部材と、前記樹脂部材上に設けられ、前記樹脂部材から露出した前記配線に接続された導電性接着剤と、前記導電性接着剤に接続される励振電極が設けられた圧電振動片と、前記収容器の上面に配置され前記凹部を気密に封止する蓋体と、を備えたことを特徴とする。

この構成によれば、収容器の凹部に樹脂部材が充填されているため、凹部の底壁から側壁に至るまで樹脂部材が形成されている。そして、樹脂部材の上面から導電性接着剤を配置して収容器の側壁に設けた配線と接続することができ、従来のように隙間を跨ぐように導電性接着剤を配置する必要がない。このことから、圧電発振器に振動や落下などによる衝撃が加わった場合、導電性接着剤に亀裂または分断などが生ずることなく、圧電振動片と収容器との電気的接続の信頼性を向上させる小型化された圧電発振器を提供することができる。

また、本発明では、前記凹部の側壁が斜面状に形成されていることが望ましい。

この構成によれば、凹部の側壁が斜面状に形成されていることから、側壁と樹脂部材との境界部に導電性接着剤が流れやすく、また、配線と導電性接着剤の接触面積が増大し、確実な電気的接続を果たすことができる。

本発明の圧電発振器は、底壁と側壁を有する凹部を備えた収容器と、前記側壁に形成された配線と、前記凹部の底壁に固着され前記配線と接続されるＩＣチップと、前記ＩＣチップを覆い前記配線の一部が露出するように前記凹部に充填された樹脂部材と、前記樹脂部材上に形成され、前記樹脂部材から露出した前記配線に接続された補助配線と、前記補助配線上に設けられた導電性接着剤と、前記導電性接着剤に接続される励振電極が設けられた圧電振動片と、前記収容器の上面に配置され前記凹部を気密に封止する蓋体と、を備えたことを特徴とする。

この構成によれば、収容器の凹部に樹脂部材が充填されているため、凹部の底壁から側壁に至るまで樹脂部材が形成されている。そして、樹脂部材上に形成された補助配線が収容器における凹部の側壁に形成された配線に接続している。さらに、この補助配線に導電性接着剤を接続することで、収容器の側壁に設けた配線と電気的接続することができ、従来のように隙間を跨ぐように導電性接着剤を配置する必要がない。このことから、圧電発振器に振動や落下などによる衝撃が加わった場合、導電性接着剤に亀裂または分断などが生ずることなく、圧電振動片と収容器との電気的接続の信頼性を向上させる小型化された圧電発振器を提供することができる。

この構成によれば、樹脂部材上に補助配線を蒸着などで形成する際に、この補助配線と斜面状の側壁に形成された配線との境界部にまで蒸着することができ、補助配線と側壁に形成された配線とを確実に接続することができる。

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。本実施形態では圧電発振器として代表的な水晶発振器を例にとり説明する。
（第１の実施形態）

図１は、本実施形態の水晶発振器の構成を示す構成図であり、図１（ａ）は模式平面図、図１（ｂ）は、模式断面図である。
水晶発振器１は収容器１０内に、水晶振動片２７とＩＣチップ２０とを備えている。収容器１０はセラミックなどで形成され、底壁１１と側壁１２を有する凹部を有し、その底壁１１および側壁１２には所定の配線１４が形成されている。また、収容器１０の底面の四隅には外部との接続を可能とする外部接続端子１８が設けられ、この外部接続端子１８は収容器１０の凹部に形成された配線１４と接続するように構成されている。

収容器１０の凹部の底壁１１に形成された配線１４には、バンプ２１を形成したＩＣチップ２０がフェイスダウンボンディングされている。そして、ＩＣチップ２０の上面を覆うまでエポキシ樹脂などの絶縁性樹脂が充填されて固化した樹脂部材２２が、収容器１０の底壁１１から側壁１２にかけて形成されている。また、この樹脂部材２２の表面は平坦に形成されている。
樹脂部材２２の上方には励振電極２６を形成した水晶振動片２７が配置され、樹脂部材２２の上に形成したＡｇペーストなどの導電性接着剤２５により水晶振動片２７が樹脂部材２２上に固着されている。また、導電性接着剤２５は収容器１０における側壁１２の角部の２辺に形成した配線１４に接続されている。このようにして、水晶振動片２７の励振電極２６とＩＣチップ２０との電気的接続がなされている。
そして、収容器１０の上部に配置された蓋体２８により、収容器１０の凹部内を減圧雰囲気または不活性ガス雰囲気に保って気密封止されている。
なお、ＩＣチップ２０には水晶振動片２７を励振させる発振回路が構成され、場合により温度補償回路、ＰＬＬ回路、記憶回路などを含んでいる。

以上、本実施形態の水晶発振器１は、収容器１０の凹部に樹脂部材２２が充填されているため、凹部の底壁１１から側壁１２に至るまで樹脂部材２２が形成されている。そして、樹脂部材２２の上面から導電性接着剤２５を配置して収容器１０の側壁１２に設けた配線１４と接続することができ、従来のように隙間を跨ぐように導電性接着剤を配置する必要がない。このことから、水晶発振器１に振動または落下などによる衝撃が加わった場合、導電性接着剤２５に亀裂または分断などが生ずることなく、水晶振動片２７と収容器１０との電気的接続の信頼性を向上させる小型化された水晶発振器１を提供することができる。
（第１の実施形態の変形例１）

次に、上記第１の実施形態の変形例１について説明する。
図２は変形例１の構成を示す模式平面図である。第１の実施形態と同じ構成部については同符号を付し、説明を省略する。
この変形例１の水晶発振器２では、収容器１０の側壁１２に形成した配線１５が、水晶振動片２７の幅方向の辺に近接する側壁１２に対向するように設けられている。そして、樹脂部材２２上に形成されたＡｇペーストなどの導電性接着剤２５が、水晶振動片２７の励振電極２６と接続されると共に、収容器１０の側壁１２に形成された配線１５と接続されている。

このように、上記変形例１では、水晶振動片２７を収容器１０の凹部に配置したときに、水晶振動片２７と側壁１２との間隔が狭い場合に特に有効であり、導電性接着剤２５を少量配置しても水晶振動片２７と配線１５との接続を確実に行うことができる。
（第１の実施形態の変形例２）

次に、第１の実施形態の変形例２について説明する。
図３は変形例２における水晶発振器の構成を示す模式断面図である。第１の実施形態と同じ構成部については同符号を付し、説明を省略する。
この変形例２の水晶発振器３は、収容器１０の凹部を形成する側壁１２の一面が凹部の上方に行くに従い開口面積を増大させるような斜面状に形成され、この斜面状の側壁１２に配線１６が形成されている。この点が第１の実施形態と異なる。そして、樹脂部材２２上に形成されたＡｇペーストなどの導電性接着剤２５が、水晶振動片２７の励振電極２６と接続されると共に、収容器１０の斜面状の側壁１２に形成された配線１６と接続されている。

このように、斜面状の側壁１２に配線１６が形成されていることから、側壁１２と樹脂部材２２との境界部に導電性接着剤２５が流れやすく、また、配線１６と導電性接着剤２５の接触面積が増大し、確実な電気的接続を果たすことができる。
（第２の実施形態）

次に、第２の実施形態の水晶発振器について説明する。
図４は、本実施形態の水晶発振器の構成を示す構成図であり、図４（ａ）は模式平面図、図４（ｂ）は、模式断面図である。
水晶発振器４は収容器３０内に、水晶振動片４７とＩＣチップ４０とを備えている。収容器３０はセラミックなどで形成され、底壁３１と側壁３２を有する凹部を有し、その底壁３１および側壁３２には所定の配線３４が形成されている。また、収容器３０の底面の四隅には外部との接続を可能とする外部接続端子３８が設けられ、この外部接続端子３８は収容器３０の凹部に形成された配線３４と接続するように構成されている。

収容器３０の凹部の底壁３１に形成された配線３４には、バンプ４１を形成したＩＣチップ４０がフェイスダウンボンディングされている。そして、ＩＣチップ４０の上面を覆うまでエポキシ樹脂などの絶縁性樹脂が充填されて固化した樹脂部材４２が、収容器３０の底壁３１から側壁３２にかけて形成されている。また、この樹脂部材４２の表面は平坦に形成されている。
さらに、樹脂部材４２の表面には補助電極４３が蒸着などの方法により形成され、この補助電極４３は収容器３０の側壁３２に形成された配線３４に接続されている。
樹脂部材４２の上方には励振電極４６を形成した水晶振動片４７が配置され、補助電極４３の上に形成したＡｇペーストなどの導電性接着剤４５により水晶振動片４７が樹脂部材４２上に固着されている。このようにして、水晶振動片４７の励振電極４６とＩＣチップ４０との電気的接続がなされている。
そして、収容器３０の上部に配置された蓋体４８により、収容器３０の凹部内を減圧雰囲気または不活性ガス雰囲気に保って気密封止されている。
なお、ＩＣチップ４０には水晶振動片４７を励振させる発振回路が構成され、場合により温度補償回路、ＰＬＬ回路、記憶回路などを含んでいる。

以上、本実施形態の水晶発振器４は、収容器３０の凹部に樹脂部材４２が充填されているため、凹部の底壁３１から側壁３２に至るまで樹脂部材４２が形成されている。そして、樹脂部材４２上に形成された補助配線４３が収容器３０における凹部の側壁３２に形成された配線３４に接続している。さらに、この補助配線４３に導電性接着剤４５を接続することで、収容器３０の側壁３２に設けた配線３４と電気的接続することができ、従来のように隙間を跨ぐように導電性接着剤を配置する必要がない。このことから、水晶発振器４に振動または落下などによる衝撃が加わった場合、導電性接着剤４５に亀裂または分断などが生ずることなく、水晶振動片４７と収容器３０との電気的接続の信頼性を向上させる小型化された水晶発振器４を提供することができる。
（第２の実施形態の変形例１）

次に、上記第２の実施形態の変形例１について説明する。
図５は変形例１の構成を示す模式平面図である。第２の実施形態と同じ構成部については同符号を付し、説明を省略する。
この変形例の水晶発振器５では、収容器３０の側壁３２に形成した配線３５が、水晶振動片４７の幅方向の辺に近接する側壁３２に対向するように設けられている。そして、樹脂部材４２上に形成された補助配線４３が収容器３０における凹部の側壁３２に形成された配線３５に接続している。さらに、補助配線４３上に形成されたＡｇペーストなどの導電性接着剤４５が、水晶振動片４７の励振電極４６と接続されている。

このように、対向する側壁３２に配線３５を設けて、樹脂部材４２上から補助配線４３にて接続しても良く、第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。
（第２の実施形態の変形例２）

次に、第２の実施形態の変形例２について説明する。
図６は変形例２における水晶発振器の構成を示す模式断面図である。第２の実施形態と同じ構成部については同符号を付し、説明を省略する。
この変形例２の水晶発振器６は、収容器３０の凹部を形成する側壁３２の一面が凹部の上方に行くに従い開口面積を増大させるような斜面状に形成され、この斜面状の側壁３２に配線３６が形成されている。この点が第２の実施形態と異なる。そして、樹脂部材４２上に形成された補助配線４３が収容器３０における凹部の側壁３２に形成された配線３６に接続している。さらに、補助配線４３上に形成されたＡｇペーストなどの導電性接着剤４５が、水晶振動片４７の励振電極４６と接続されている。

このように、斜面状の側壁３２に配線３６が形成されていることから、樹脂部材４２上に補助配線４３を蒸着などで形成する際に、この補助配線４３と斜面状の側壁３２に形成された配線３６との境界部にまで蒸着することができ、補助配線４３と側壁３２に形成された配線３６とを確実に接続することができる。

なお、第２の実施形態およびその変形例１，２では補助電極上に導電性接着剤を配置したが、補助電極を含み側壁の電極にまで及んで導電性接着剤を配置して電気的接続を行っても良い。

また、上記実施形態では圧電振動片として水晶振動片を用いて説明したが、水晶振動片に代えてタンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ₃）またはニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ₅）などの圧電材料で形成した振動片を利用しても良い。

第１の実施形態における水晶発振器の構成を示す構成図であり、（ａ）は模式平面図、（ｂ）は、模式断面図。第１の実施形態の変形例１を示す模式平面図。第１の実施形態の変形例２を示す模式断面図。第２の実施形態における水晶発振器の構成を示す構成図であり、（ａ）は模式平面図、（ｂ）は、模式断面図。第２の実施形態の変形例１を示す模式平面図。第２の実施形態の変形例２を示す模式断面図。

符号の説明

１，２，３，４，５，６…水晶発振器、１０…収容器、１１…底壁、１２…側壁、１４，１５，１６…配線、２０…ＩＣチップ、２２…樹脂部材、２５…導電性接着剤、２６…励振電極、２７…水晶振動片、２８…蓋体、３０…収容器、３１…底壁、３２…側壁、３４，３５，３６…配線、４０…ＩＣチップ、４２…樹脂部材、４５…導電性接着剤、４６…励振電極、４７…水晶振動片、４８…蓋体、４３…補助配線。

Claims

底壁と側壁を有する凹部を備えた収容器と、
前記側壁に形成された配線と、
前記凹部の底壁に固着され前記配線と接続されたＩＣチップと、
前記ＩＣチップを覆い前記配線の一部が露出するように前記凹部に充填された樹脂部材と、
前記樹脂部材上に設けられ、前記樹脂部材から露出した前記配線に接続された導電性接着剤と、
前記導電性接着剤に接続される励振電極が設けられた圧電振動片と、
前記収容器の上面に配置され前記凹部を気密に封止する蓋体と、を備えたことを特徴とする圧電発振器。
請求項１に記載の圧電発振器において、
前記凹部の側壁が斜面状に形成されていることを特徴とする圧電発振器。
底壁と側壁を有する凹部を備えた収容器と、
前記側壁に形成された配線と、
前記凹部の底壁に固着され前記配線と接続されるＩＣチップと、
前記ＩＣチップを覆い前記配線の一部が露出するように前記凹部に充填された樹脂部材と、
前記樹脂部材上に形成され、前記樹脂部材から露出した前記配線に接続された補助配線と、
前記補助配線上に設けられた導電性接着剤と、
前記導電性接着剤に接続される励振電極が設けられた圧電振動片と、
前記収容器の上面に配置され前記凹部を気密に封止する蓋体と、を備えたことを特徴とする圧電発振器。
請求項３に記載の圧電発振器において、
前記凹部の側壁が斜面状に形成されていることを特徴とする圧電発振器。