JP4685461B2 - Piezoelectric oscillator and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、携帯用通信機器等の電子機器に用いられる圧電発振器の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing a piezoelectric oscillator used in an electronic device such as a portable communication device.
従来より、携帯用通信機器等の電子機器に電子部品として圧電発振器が用いられている。 Conventionally, piezoelectric oscillators have been used as electronic components in electronic devices such as portable communication devices.
かかる従来の圧電発振器としては、例えば図7に示す如く、内部に図7中には示されていないが、圧電振動素子が収容されている第1のパッケージ体23を、キャビティ部25内に前記の圧電振動素子の振動に基づいて発振出力を制御する集積回路素子26やコンデンサ等の電子部品素子が収容されている第2のパッケージ体21上に取着させた構造のものが知られており、かかる圧電発振器をマザーボード等の外部配線基板上に載置させた上、第2のパッケージ体21の下面に設けられている外部接続電極端子を外部配線基板の配線に半田接合することにより外部配線基板上に実装される。
As such a conventional piezoelectric oscillator, for example, as shown in FIG. 7, although not shown in FIG. 7, the
なお、第1のパッケージ体23や第2のパッケージ体21は、通常、セラミック材料によって形成されており、その内部や表面には配線導体が形成され、従来周知のセラミックグリーンシート積層法等を採用することにより製作される。
The
また、前記集積回路素子26の内部には、例えば圧電振動素子の温度特性に応じて作成された温度補償データに基づいて圧電発振器の発振周波数を補正するための温度補償回路が設けられており、圧電発振器を組み立てた後、上述の温度補償データを集積回路素子26のメモリ内に格納すべく、第2のパッケージ体21の下面や外側面等には温度補償データ書込用の書込制御端子27が設けられていた。この書込制御端子27に温度補償データ書込装置のプローブ針を当てて集積回路素子26内のメモリに温度補償データを入力することにより、温度補償データが集積回路素子26のメモリ内に格納される。
Further, a temperature compensation circuit for correcting the oscillation frequency of the piezoelectric oscillator based on temperature compensation data created according to the temperature characteristics of the piezoelectric vibration element, for example, is provided inside the
尚、前述のような圧電発振器については、以下のような文献が開示されている。
なお、出願人は前記した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を、本件出願時までに発見するに至らなかった。 The applicant has not found any prior art documents related to the present invention other than the prior art documents specified by the prior art document information described above by the time of filing of the present application.
しかしながら、前述した従来の圧電発振器の集積回路素子26が第2のパッケージ体21の凹状の空間部に配置してある場合、圧電発振器が小型化するにつれ、第2のパッケージ体21の凹状の空間部を形成する側壁内壁面と集積回路素子26間の隙間が狭くなり、集積回路素子26の回路形成面(下面)と第2のパッケージ21間に固着用の絶縁性の樹脂材を注入するための器具の挿入が困難となり、圧電発振器としての耐衝撃性或いは生産性が著しく低下するという欠点を有していた。
However, when the
また、前述した従来の圧電発振器においては、通常、第1のパッケージ体23と第2のパッケージ体21だけを“複数個取り”の手法によって個別に製作し、得られた各個片(第1のパッケージ体23、第2のパッケージ体21)に圧電振動素子や集積回路素子26を個別に搭載した上、両者を接合して製品を組み立てていた。ところが、第2のパッケージ体21を個片に分割した後で集積回路素子26や第1のパッケージ体23等を、第2のパッケージ体21上に搭載する場合、その作業が完了するまでの間、第2のパッケージ体21を個々にキャリア等で保持しておく必要があり、組み立て作業が煩雑である上に、キャリア等の製造設備が別途必要になり、これによっても圧電発振器の生産性が低下するという欠点を有していた。
Further, in the above-described conventional piezoelectric oscillator, usually, only the
本発明は上記欠点に鑑み考え出されたものであり、従ってその目的は、耐衝撃性を有し、取り扱いが簡便で、かつ、生産性にも優れた小型の圧電発振器を得ることができる圧電発振器及びその製造方法を提供することにある。 The present invention has been conceived in view of the above-mentioned drawbacks, and therefore the object is to provide a piezoelectric device that can provide a compact piezoelectric oscillator having impact resistance, simple handling, and excellent productivity. To provide an oscillator and a method for manufacturing the same.
また、本発明の圧電発振器の一製造方法は、絶縁性の第1の基板の一方の主面に凹形状の第1の空間部を形成し、この第1の空間部内に圧電振動素子を搭載して、圧電振動素子を第1の基板の他方の主面に形成した第1のパッケージ接続用端子と電気的に接続した後、蓋体を第1の空間部開口部に被せて、第1の空間部を気密封止する第1のパッケージ体と、
絶縁性の第2の基板の一方の主面に凹形状の第2の空間部を形成し、この第2の空間部内に少なくとも発振回路が形成された集積回路素子及び電子部品素子を搭載して、この集積回路素子及び電子部品素子は第2の空間部を形成する第2の側壁部頂面に形成した第2のパッケージ接続用端子と電気的に接続し、集積回路素子及び電子部品素子を、第2の側壁部頂面に形成した第2のパッケージ接続用端子と電気的に接続し、更に集積回路素子及び電子部品素子は、第2の基板の他方の主面に形成した外部接続電極端子とも電気的に接続する第2のパッケージ体とを、
第1のパッケージ接続用端子と第2のパッケージ接続用端子とを機械的及び電気的に接続固着してなる圧電発振器の製造方法において、
一方の主面に第2の空間部を形成し、且つこの第2の空間部を囲う第2の側壁部の一部に第2の側壁部頂部より第2の空間部底面に至る切欠部を形成した矩形状の第2の基板領域と、第2の基板領域の外周に、切欠部に接続する溝部を形成した第2の捨代領域を形成し、この第2の捨代領域を外周に形成した第2の基板領域が複数個マトリクスに配列されて一体に構成されている第2の母基板を形成する工程と、
この第2の母基板の各々の第2の基板領域の一方の主面に形成した該第2の空間部に集積回路素子を、或いは第2の空間部に集積回路素子を且つ切欠部に電子部品素子を搭載し、この集積回路素子及び電子部品素子を、第2の側壁部頂面に形成した第2のパッケージ接続用端子と電気的に接続し、更に集積回路素子及び電子部品素子を第2の基板領域の他方の主面に形成した外部接続電極端子とも電気的に接続する工程と、
第1の基板の一方の主面に形成した第1の空間部内に圧電振動素子を搭載し、第1の基板の他方の主面に形成した第1のパッケージ接続用端子と圧電振動素子とを電気的に接続し、第1の空間部の開口部を塞ぐように蓋体を配置し第1の空間部を気密封止した複数個の第1のパッケージ体を、第2の母基板の各々の第2のパッケージ接続用端子上に所定の第1のパッケージ接続用端子が配設するように各々設置し、各々の第1のパッケージ接続用端子と第2のパッケージ接続用端子とを導電性接合剤で接続固着する工程と、
各々の溝部に絶縁性の樹脂材を流出し、この溝部が接続した切欠部を介して個々の第2の基板領域の第2の空間部内に、第2の側壁部の頂面より低く且つ集積回路素子の表面の一部が露出する高さに絶縁性の樹脂材を流入させ、その後この樹脂材を加熱固化させる工程と、
複数個の第1のパッケージ体を接続固着した第2の母基板を、この第2の母基板における第2の基板領域の外周に沿った切断線で切断し、溝部が設けられている各第2の捨代領域を切り離し、複数個の圧電発振器を同時に得る工程とを具備することを特徴とする。
According to another method of manufacturing a piezoelectric oscillator of the present invention, a concave first space is formed on one main surface of an insulating first substrate, and a piezoelectric vibration element is mounted in the first space. Then, after the piezoelectric vibration element is electrically connected to the first package connection terminal formed on the other main surface of the first substrate, the lid body is covered with the first space opening, and the first A first package body hermetically sealing the space portion of
A concave second space is formed on one main surface of the insulating second substrate, and an integrated circuit element and an electronic component element in which at least an oscillation circuit is formed are mounted in the second space. The integrated circuit element and the electronic component element are electrically connected to the second package connection terminal formed on the top surface of the second side wall portion forming the second space, and the integrated circuit element and the electronic component element are connected to each other. The external connection electrode formed on the other main surface of the second substrate is electrically connected to the second package connection terminal formed on the top surface of the second side wall, and the integrated circuit element and the electronic component element are formed on the other main surface of the second substrate. A second package that is also electrically connected to the terminals;
In a method for manufacturing a piezoelectric oscillator formed by mechanically and electrically connecting and fixing a first package connection terminal and a second package connection terminal,
A second space is formed on one main surface, and a notch extending from the top of the second side wall to the bottom of the second space is formed in a part of the second side wall that surrounds the second space. A rectangular second substrate region is formed, and a second separation region is formed on the outer periphery of the second substrate region, and a groove portion connected to the notch is formed, and the second separation region is formed on the outer periphery. Forming a second mother substrate in which a plurality of formed second substrate regions are arranged in a matrix and configured integrally;
An integrated circuit element is formed in the second space portion formed on one main surface of the second substrate region of each of the second mother substrates, or an integrated circuit element is formed in the second space portion, and an electron is formed in the notch portion. A component element is mounted, the integrated circuit element and the electronic component element are electrically connected to a second package connection terminal formed on the top surface of the second side wall, and the integrated circuit element and the electronic component element are Electrically connecting to external connection electrode terminals formed on the other main surface of the two substrate regions;
A piezoelectric vibration element is mounted in a first space formed on one main surface of the first substrate, and a first package connection terminal and a piezoelectric vibration element formed on the other main surface of the first substrate are provided. A plurality of first package bodies, which are electrically connected and have a lid disposed so as to close the opening of the first space portion and hermetically seal the first space portion, are provided for each of the second mother substrates. Each of the first package connection terminals and the second package connection terminals are electrically connected to each other so that predetermined first package connection terminals are disposed on the second package connection terminals. A process of connecting and fixing with a bonding agent;
An insulating resin material flows out into each groove portion, and is integrated into the second space portion of each second substrate region through the notch portion to which the groove portion is connected and lower than the top surface of the second side wall portion. Injecting an insulating resin material to a height at which a part of the surface of the circuit element is exposed, and then heating and solidifying the resin material;
The second mother board to which the plurality of first package bodies are connected and fixed is cut along a cutting line along the outer periphery of the second board region of the second mother board, and each of the second mother boards provided with the grooves is provided. And a step of simultaneously obtaining a plurality of piezoelectric oscillators.
また、本発明の圧電発振器の他の製造方法は、絶縁性の第1の基板の一方の主面に凹形状の第1の空間部を形成し、この第1の空間部内に圧電振動素子を搭載して、圧電振動素子を該第1の基板の他方の主面に形成した第1のパッケージ接続用端子と電気的に接続した後、蓋体を第1の空間部開口部に被せて第1の空間部を気密封止する第1のパッケージ体と、
絶縁性の第2の基板の一方の主面に凹形状の第2の空間部を形成し、この第2の空間部内に少なくとも発振回路が形成された集積回路素子及び電子部品素子を搭載して、この集積回路素子及び電子部品素子は第2の空間部を形成する第2の側壁部頂面に形成した第2のパッケージ接続用端子と電気的に接続し、集積回路素子及び電子部品素子を、第2の側壁部頂面に形成した第2のパッケージ接続用端子と電気的に接続し、更に集積回路素子及び電子部品素子は、第2の基板の他方の主面に形成した外部接続電極端子とも電気的に接続する第2のパッケージ体とを、
第1のパッケージ接続用端子と第2のパッケージ接続用端子とを機械的及び電気的に接続固着してなる圧電発振器の製造方法において、
一方の主面に第2の空間部を形成し、且つこの第2の空間部を囲う第2の側壁部の一部に、第2の側壁部頂部より第2の空間部底面に至る切欠部を形成した矩形状の第2の基板領域と、この第2の基板領域の外周に、切欠部と接続する溝部を形成した第2の捨代領域を形成し、この第2の捨代領域を外周に形成した第2の基板領域が複数個マトリクスに配列されて一体に構成されている第2の母基板を形成する工程と、
この第2の母基板の各々の第2の基板領域の一方の主面に形成した第2の空間部に集積回路素子を、又は第2の空間部に集積回路素子を搭載し且つ切欠部には電子部品素子を搭載し、この集積回路素子及び電子部品素子を、第2の側壁部頂面に形成した第2のパッケージ接続用端子と電気的に接続し、更に集積回路素子及び電子部品素子を第2の基板領域の他方の主面に形成した外部接続電極端子とも電気的に接続する工程と、
各々の溝部に絶縁性の樹脂材を流出し、溝部が接続した切欠部を介して個々の該第2の基板領域の第2の空間部内に、第2の側壁部の頂面より低く且つ集積回路素子の表面の一部が露出する高さに絶縁性の樹脂材を流入させ、その後この樹脂材を加熱固化させる工程と、
一方の主面に第1の空間部を形成した第2の基板領域と同面形状の矩形状の第1の基板領域と、この第1の基板領域の外周側面に第2の捨代領域と同面形状の第1の捨代領域を形成し、この第1の捨代領域を外周に形成した第1の基板領域が複数個マトリクスに配列されて一体に構成され、各々の第1の空間部に、圧電振動素子を搭載し、各々の第1の基板領域の他方の主面に形成した第1のパッケージ接続用端子と圧電振動素子とを電気的に接続し、各々の第1の空間部の開口部を塞ぐように蓋体を配置し第1の空間部を気密封止した第1の母基板を、第2の母基板の各々の第2のパッケージ接続用端子上に、対応する第1のパッケージ接続用端子が配設するように設置し、各々の第1のパッケージ接続用端子と第2のパッケージ接続用端子とを導電性接合材で接続固着する工程と、
接続固着した第1の母基板と第2の母基板とを、各々の母基板における基板領域の外周に沿った切断線で切断し、溝部が設けられている第2の捨代領域を切り離し、複数個の圧電発振器を同時に得る工程とを具備することを特徴とする。
According to another method of manufacturing a piezoelectric oscillator of the present invention, a concave first space is formed on one main surface of an insulating first substrate, and a piezoelectric vibration element is formed in the first space. After mounting and electrically connecting the piezoelectric vibration element to the first package connection terminal formed on the other main surface of the first substrate, the lid body is placed over the first space portion opening portion. A first package body that hermetically seals one space;
A concave second space is formed on one main surface of the insulating second substrate, and an integrated circuit element and an electronic component element in which at least an oscillation circuit is formed are mounted in the second space. The integrated circuit element and the electronic component element are electrically connected to the second package connection terminal formed on the top surface of the second side wall portion forming the second space, and the integrated circuit element and the electronic component element are connected to each other. The external connection electrode formed on the other main surface of the second substrate is electrically connected to the second package connection terminal formed on the top surface of the second side wall, and the integrated circuit element and the electronic component element are formed on the other main surface of the second substrate. A second package that is also electrically connected to the terminals;
In a method for manufacturing a piezoelectric oscillator formed by mechanically and electrically connecting and fixing a first package connection terminal and a second package connection terminal,
A second space portion is formed on one main surface, and a notch portion extending from the top of the second side wall portion to the bottom surface of the second space portion is formed in a part of the second side wall portion surrounding the second space portion. A second substrate region having a rectangular shape and a second separation region in which a groove portion connected to the notch portion is formed on an outer periphery of the second substrate region, and the second separation region is Forming a second mother substrate in which a plurality of second substrate regions formed on the outer periphery are arranged in a matrix and configured integrally;
An integrated circuit element is mounted in the second space portion formed on one main surface of the second substrate region of each of the second mother substrates, or the integrated circuit element is mounted in the second space portion and is formed in the notch portion. Mounting an electronic component element, electrically connecting the integrated circuit element and the electronic component element to a second package connection terminal formed on the top surface of the second side wall, and further, the integrated circuit element and the electronic component element Electrically connecting the external connection electrode terminal formed on the other main surface of the second substrate region;
Insulating resin material flows out into each groove portion, and is integrated into the second space portion of each second substrate region through the notch portion to which the groove portion is connected and lower than the top surface of the second side wall portion. Injecting an insulating resin material to a height at which a part of the surface of the circuit element is exposed, and then heating and solidifying the resin material;
A rectangular first substrate region having the same surface as the second substrate region in which the first space portion is formed on one main surface, and a second abandoned region on the outer peripheral side surface of the first substrate region A plurality of first substrate regions each having a coplanar shape and a plurality of first substrate regions formed on the outer periphery are arranged in a matrix, and each of the first spaces is formed integrally. The piezoelectric vibration element is mounted on the part, and the first package connection terminal formed on the other main surface of each first substrate region and the piezoelectric vibration element are electrically connected to each other, and each first space The first mother board in which the lid is arranged so as to close the opening of the part and the first space is hermetically sealed corresponds to the second package connection terminal of each of the second mother boards. The first package connection terminals are disposed so that the first package connection terminals are arranged, and the first package connection terminals and the second package connection terminals are arranged. A step of connecting fixed with a conductive bonding material bets,
Cutting the first mother board and the second mother board, which are fixedly connected, with a cutting line along the outer periphery of the board area in each mother board, and separating the second surplus area provided with the groove, And a step of simultaneously obtaining a plurality of piezoelectric oscillators.
上記記載の圧電発振器の各製造方法において、溝部の幅寸法を、接続した各切欠部に向かうにつれ徐々に狭くなり、溝部の切欠部接続端部の幅寸法が切欠部の幅寸法と同一寸法となるように形成したことを特徴とする。 In each manufacturing method of the piezoelectric oscillator described above, the width dimension of the groove portion is gradually narrowed toward each connected notch portion, and the width dimension of the notch connection end portion of the groove portion is the same as the width dimension of the notch portion. It was formed as follows.
また、本発明の圧電発振器の製造方法によれば、切欠部と接続する溝部を形成した第2の捨代領域を形成したことから、第2の捨代領域の溝部に樹脂を注入できるので、集積回路素子を搭載する第2の空間部を拡大することなく且つ母基板状態で集積回路素子と第2の空間部内面との間に樹脂注入及び固化が可能となり、圧電発振器の小型化が進んだ場合においても、集積回路素子の耐衝撃性の向上、又圧電発振器の生産性、作業性の向上が可能となる。 Further, according to the method for manufacturing a piezoelectric oscillator of the present invention, since the second cut-off region in which the groove portion connected to the notch portion is formed, the resin can be injected into the groove portion of the second cut-off region. The resin oscillator can be injected and solidified between the integrated circuit element and the inner surface of the second space portion without expanding the second space portion on which the integrated circuit element is mounted and in the mother board state, and the piezoelectric oscillator is further downsized. Even in this case, the impact resistance of the integrated circuit element can be improved, and the productivity and workability of the piezoelectric oscillator can be improved.
また、本発明の圧電発振器は、溝部の幅寸法を、接続した各切欠部に向かうにつれ徐々に狭くなり、該溝部の切欠部接続端部の幅寸法が該切欠部の幅寸法と同一寸法となるように形成したことから、溝部に注入された樹脂が切欠部に向けて樹脂を誘導する構造となっているので、切欠部から凹形状の第2の空間部全体への樹脂の流入をスムーズにすることが可能となる。 In the piezoelectric oscillator of the present invention, the width of the groove is gradually narrowed toward each connected notch, and the width of the notch connection end of the groove is the same as the width of the notch. Since the resin injected into the groove portion guides the resin toward the notch portion, the resin can smoothly flow from the notch portion to the entire concave second space portion. It becomes possible to.
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、各図において説明を明りょうにするため図面の一部を図示していない。又、図面内の各寸法も一部誇張して図示しており、更に各図において同一の符号は同様の対象を示すものとする。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, in order to clarify the description in each drawing, a part of the drawing is not shown. Each dimension in the drawings is partially exaggerated, and the same reference numerals in the drawings indicate the same object.
図1は本発明の圧電発振器の製造方法を用いて製作された圧電発振器の一部分解斜視図である。図2は、図1に図示した圧電発振器を組み立てた後、同図に記載した仮想切断線A1−A2で切断した場合の断面図を示している。図3は、絶縁性の第2の母基板30から切断された1個の基板領域Aと、その周囲の一部に捨代領域Bを形成した第2の基板12の上面図である。また、図4はその第2の母基板30(集積回路素子7及び電子部品素子8搭載済)の一部を図示した上面図である。
FIG. 1 is a partially exploded perspective view of a piezoelectric oscillator manufactured using the method for manufacturing a piezoelectric oscillator of the present invention. FIG. 2 shows a cross-sectional view when the piezoelectric oscillator shown in FIG. 1 is assembled and then cut along a virtual cutting line A1-A2 shown in FIG. FIG. 3 is a top view of the
図1及び図2に示す圧電発振器は、第2の基板10の下面に外部接続電極端子19が設けられ、第2の基板10の上面側に開口部を有する凹形状の第2の空間部15には集積回路素子7及び電子部品素子8が搭載されている。また、第2の空間部15を囲う第2の側壁部13の外側面には複数個の書込制御端子11が形成され、第2の側壁部13の一部は開放され切欠部9が形成されている。更に第2の側壁部13の頂面の角部には、後述する第1のパッケージ体と機械的及び電気的接続をとるための第2のパッケージ接続用端子18が形成され、第2の基板内外に形成した導配線により、外部接続電極端子19,集積回路素子7及び電子部品素子8,及び第2のパッケージ接続用端子18が電気的に接続されて、第2のパッケージ体2が構成されている。
In the piezoelectric oscillator shown in FIGS. 1 and 2, an external
また、第2の基板10上には、圧電振動素子5が収容されている第1のパッケージ体1を載置して固定した構造を有している。また、図1に示すように第2の空間部15内に搭載された集積回路素子7と第2の空間部15の内面間には絶縁性の樹脂材14が、集積回路素子7の高さの約1/2の高さまで充填されており、集積回路素子7等の回路形成面(下面)を保護するとともに集積回路素子7等と第2の基板10との固着強度の強化をしている。
Further, on the
図1において前述した第1のパッケージ体1は、例えば、ガラス−セラミック、アルミナセラミックス等のセラミック材料から成る第1の基板12と、42アロイやコバール,リン青銅等の金属から成る蓋体4とから成り、前記の第1の基板12の第1の側壁部13の頂面に、第1の基板に形成した凹形状の第1の空間部6の開口部を覆うように蓋体4を載置して固定させることによって第1のパッケージ体1が構成され、第1の空間部6内には圧電振動素子5が実装される。
The
また、図1及び図2において第2の基板10の切欠部9は、後述する第2の捨代領域Bに形成された溝部16に連結する構造になっており、この溝部16は第2の基板10の集積回路素子7等が配置された第2の空間部15及び切欠部9に絶縁性の樹脂材14を注入するために形成されている。
1 and 2, the
前記第1のパッケージ体1は、その内部に、具体的には、第1の空間部6の底面と第1の側壁部3の内面と蓋体4の下面とで囲まれる空間部内に圧電振動素子5を収容して気密封止するためのものであり、第1の空間部6の底面には圧電振動素子5の振動電極に接続される一対の素子搭載用電極パッド等が、第1の基板12の外側底面には前述した第2のパッケージ接続用端子18に相対し且つ接続される複数個の第1のパッケージ接続用端子17がそれぞれ設けられ、これらの電極パッドや端子類は各々の基板表面の配線パターンや基板内部に埋設されているビアホール等を介して、対応するもの同士、相互に電気的に接続されている。
The
一方、前記第1のパッケージ体1の内部に収容される圧電振動素子5は、人工水晶を各結晶軸に対して所定の角度でカットし研磨加工を施した平板状の水晶片の表裏両主面に、一対の振動電極を被着・形成して成り、外部からの変動電圧が一対の振動電極を介して水晶片に印加されると、所定の周波数で各種モードの振動を起こす。
On the other hand, the
ここで第1のパッケージ体1の蓋体4を、第1のパッケージ接続用端子17及び第2のパッケージの接続用端子18を介して、外部接続電極端子19のうちのグランド用端子に接続させておけば、その使用時に、金属から成る蓋体4が基準電位に接続されてシールド機能が付与されることと成るため、圧電振動素子5や集積回路素子7を外部からの不要な電気的作用から良好に保護することができる。従って、第1のパッケージ体1の蓋体4は第1のパッケージ接続用端子17及び第2パッケージの接続用端子18を介してグランド端子用の外部接続電極端子に接続させておくことが好ましい。
Here, the
そして、第2のパッケージ体2は、ガラス布基材エポキシ樹脂やポリカーボネイト,エポキシ樹脂,ポリイミド樹脂等の樹脂材料やガラス−セラミック,アルミナセラミックス等のセラミック材料等によって概略平長方体を成すように形成されている。
The
前記第2の基板10は、外側底面の概略四角部に4つの外部接続電極端子19(それぞれの端子の機能別に電源電圧端子、グランド端子、発振出力端子、発振制御端子)が形成され、更に四隅部間の第2の側壁部13うち、長さ方向の外側側面には書込制御端子11が複数個設けられている。
The
前記第2の基板10の外側底面に設けられている4つの外部接続電極端子19は、圧電発振器をマザーボード等の外部配線基板に接続するための端子として機能するものであり、圧電発振器を外部配線基板上に搭載する際、外部配線基板の回路配線と半田等の導電性接合材を介して電気的に接続されるように成っている。
The four external
更に、上述した第2の基板10の第2の空間部15内底面中央域には、複数個の電極パッドが設けられており、これら電極パッドに集積回路素子7の接続パッドをAuバンプや半田、異方性導電接着材等の導電性接合材を介して電気的、及び機械的に接続させることによって集積回路素子7が第2の空間部15内の所定位置に取着される。
Furthermore, a plurality of electrode pads are provided in the central area of the bottom surface of the
前記の集積回路素子7は、その回路形成面(下面)に、周囲の温度状態を検知するサーミスタといった感温素子、圧電振動素子5の温度特性を補償する温度補償データを格納するメモリ、メモリ内の温度補償データに基づいて圧電振動素子5の振動特性を温度変化に応じて補正する温度補償回路、先の温度補償回路に接続されて所定の発振出力を生成する発振回路等が設けられており、この発振回路で生成された発振出力は、外部に出力された後、例えば、クロック信号等の基準信号として利用される。
The
なお、上述した集積回路素子7及び電子部品素子8と、第2の基板10の第2の空間部15内面及び切欠部9表面との間にはエポキシ樹脂等から成る絶縁性の樹脂材14が充填されており、この絶縁性の樹脂材14は集積回路素子7及び電子部品素子8の回路形成面(下面)と側面の一部を被覆するように形成されている。
An insulating
これにより、第2の基板10に対する集積回路素子7及び電子部品素子8の取着強度が向上されるとともに、集積回路素子7及び電子部品素子8の回路形成面が絶縁性の樹脂材14によって良好に被覆され、回路形成面の電子回路が大気中の水分等によって腐食されるのを有効に防止することができる。
Thereby, the attachment strength of the
即ち、本実施例は、図1、図2に示すように、第2の基板10の第2の空間部15を囲う第2の側壁部13の一部に、第2の側壁部13頂面より第2の空間部15底面に至る切欠部9が形成されており、且つ切欠部9及び第1の空間部15のうち集積回路素子7の高さの約1/2の高さまでは絶縁性の樹脂材14が充填している。
このように第2の空間部15をすべて樹脂剤14で充満させずに、第2の空間部15内に集積回路素子7の表面の一部が露出し、且つ集積回路素子7の表面の一部が露出した第1の空間部15が切欠部9を介し圧電発振器外の空間に繋がっている構造であるので、集積回路素子7等から発生する熱を圧電発振器外に排せつすることができ、発熱による圧電発振器特性の不具合を防止できる。
また、切欠部9にコンデンサ等の電子部品素子8を搭載することで、第2の空間部15を集積回路素子7用の空間として有効に利用可能となり、圧電発振器本体の更なる小型化が可能となる。That is, in this embodiment , as shown in FIGS. 1 and 2, the top surface of the second
As described above, the
Further, by mounting the
このような構造の圧電発振器を製造する本発明の方法を、図4、図5及び図6を参照し説明する。
図5は、図4に図示した第2の母基板30から圧電発振器1個分の基板領域Aとその周囲に形成した捨代領域Bを例示し、一製造工程の一部を表した工程斜視図である。
図6は、図4に図示した第2の母基板30から圧電発振器1個分の基板領域Aとその周囲に形成した捨代領域Bを例示し、他の製造工程の一部を表した工程斜視図である。
The method of the present invention for manufacturing a piezoelectric oscillator having such a structure will be described with reference to FIGS.
FIG. 5 illustrates a substrate region A corresponding to one piezoelectric oscillator from the
FIG. 6 illustrates a substrate region A corresponding to one piezoelectric oscillator from the
まず、図4で図示したような、最終形態の圧電発振器の第2の基板10として使用される第2の基板領域Aと、第2の捨代領域Bからなる縦m列×横n行(n,mは2以上の自然数)のマトリクス状に配列された第2の母基板30を準備する。ここで前記第2の母基板30は、例えば、ガラス−セラミック、アルミナセラミックス等のセラミック材料から成る複数個の絶縁層を間に導体パターンを介して積層することによって形成される。
First, as shown in FIG. 4, the second substrate region A used as the
第2の母基板30のうち第2の基板領域A内の一方の主面に、凹形状の第2の空間部15を所定の位置に複数個形成し、且つ第2の基板領域A内で第2の空間部15を囲う第2の側壁部13の一部に、第2の側壁部13の頂面より第2の空間部15底面に至る切欠部9を形成した矩形状の第2の基板領域Aと、第2の基板領域Aの外周に、切欠部9と接続する溝部16を形成した第2の捨代領域Bを形成し、第2の捨代領域Bを外周に形成した第2の基板領域Aが複数個マトリクスに配列されて一体に構成されて第2の母基板30を構成している。
A plurality of concave
この溝部16の形状は、その溝部16の幅寸法が接続する各切欠部9に向かうにつれ徐々に狭くなり、溝部16の切欠部接続端部の幅寸法が切欠部9の幅寸法と同一寸法となるように形成してある。このような形状により、溝部16に注入された樹脂材14が切欠部9に向けて樹脂材14を誘導できるので、切欠部9から第2の空間部全体への樹脂材14の流入をスムーズにすることが可能となる。尚、第2の空間部15への樹脂材の流入がスムーズであるのならば、溝部16の形状を本実施例開示の形状に限定するものではない。
The shape of the
次に第2の母基板30の各々に形成された第2の基板領域Aの一方の主面に形成した第2の空間部15に集積回路素子7を搭載するか、或いは第2の空間部15に集積回路素子7を、切欠部9には電子部品素子8を搭載する。搭載された集積回路素子7及び電子部品素子8は、第2の側壁部13の頂面に形成した複数個の第2のパッケージ接続用端子18と電気的に接続し、更に集積回路素子7及び電子部品素子8を第2の基板領域Aの他方の主面に形成した外部接続電極端子19とも電気的に接続する。
Next, the
次に、図5のように、第1の基板12の一方の主面に形成した第1の空間部6内に圧電振動素子5を搭載し、第1の基板12の他方の主面に形成した第1のパッケージ接続用端子17と圧電振動素子5とを電気的に接続し、第1の空間部6の開口部を塞ぐように蓋体4を配置し第1の空間部6を気密封止した複数個の第1のパッケージ体1を、第2の母基板30の各々の第2のパッケージ接続用端子18上に所定の第1のパッケージ接続用端子17が配設するように各々設置し、各々の第1のパッケージ接続用端子17と第2のパッケージ接続用端子18とを導電性接合剤で接続固着する。
Next, as shown in FIG. 5, the
次に、各々の溝部16にディスペンサのノズル20の先端を挿入し絶縁性の樹脂材14を流出させ、溝部16が接続した切欠部9を介して個々の第2の基板領域Aに形成した第2の空間部15内に集積回路素子7の高さの約1/2の高さまで流入させ、その後絶縁性の樹脂材14を加熱固化させる。この切欠部9とそれに接続する溝部16を第2の捨代領域Bに形成したことから、小型化が進み各第2の空間部15内にノズル20を挿入できる隙間がなくても、第2の捨代領域Bの溝部16から絶縁性の樹脂材14を、切欠部9を介して第2の空間部15内に注入できるので、圧電発振器の更なる小型化に対応できる。又、第2の母基板30状態で同時又は連続的に第2の空間部15への樹脂注入が可能となり、生産性、作業性の向上が可能となる。
Next, the tip of the
尚、上記実施例においては、樹脂材14の流入量として集積回路素子7の高さの約1/2の高さまで流入させた例を開示したが、集積回路素子7の回路形成面(下面)を完全に被い、且つ集積回路素子7の表面の一部が第2の空間部15内に露出し、その集積回路素子7の一部の表面が露出した第2の空間部15が切欠部9を介して圧電発振器外の空間と繋がっていれば、本発明における排熱及び固着力強化の効果を奏することができるので、絶縁性の樹脂材14の樹脂量は、切欠部9及び第2の空間部15を構成する第2の側壁部13の頂面より低く且つ集積回路素子の表面の一部が露出する高さの範囲内になるように決定している。また、絶縁性の樹脂材14の材質は流動性の良い樹脂材を選定することが望ましい。
In the above-described embodiment, the example in which the
最後に複数個の第1のパッケージ体1を接続固着した第2の母基板30を、第2の母基板30における第2の基板領域Aの外周に沿った切断線Cで切断し、溝部16が設けられている第2の捨代領域Bを第2の基板領域Aから切り離し、複数個の圧電発振器を同時に得ることができる。
Finally, the
また、上述の本発明の一製造方法においては、個々に形成した第1のパッケージ体1の第1のパッケージ接続用端子17と第2のパッケージ接続用端子18とを導電性接合材で接続固着後に、第2の基板12領域の第1の空間部15内に絶縁性の樹脂材14を注入する工程を用いているが、他に図6のように、先に第2の母基板30における第2の捨代領域Bに形成した溝部16から絶縁性の樹脂材14を注入してから、第2の母基板30と同じ寸法で第1の基板領域と第1の捨代領域とを形成した複数個の第1のパッケージ体からなる第1の母基板(図示しない)を、対応する第1の母基板側の第1のパッケージ接続用端子17と第2の母基板側の第2のパッケージ接続用端子18とを導電性接合材で接続固着した後、第1及び第2の母基板を一緒に切断線Dで切断し、個々の圧電発振器を得る方法でも構わない。
In the above-described manufacturing method of the present invention, the first
なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。 In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, A various change, improvement, etc. are possible in the range which does not deviate from the summary of this invention.
例えば、上述の実施例においては、各図に示すように第2の基板10の第2の側壁部13に形成する切欠部9を、第2の基板10の短辺側に設けているが長辺側に設けても構わない。この場合も本発明の技術的範囲に含まれることは言うまでも無い。
For example, in the above-described embodiment, as shown in each drawing, the
1・・・第1のパッケージ体
2・・・第2のパッケージ体
3・・・第1の側壁部
4・・・蓋体
5・・・圧電振動素子
6・・・第1の空間部
7・・・集積回路素子
8・・・電子部品素子
9・・・切欠部
10・・・第2の基板
11・・・書込制御端子
12・・・第1の基板
13・・・第2の側壁部
14・・・樹脂材
15・・・第2の空間部
16・・・溝部
17・・・第1のパッケージ接続用端子
18・・・第2のパッケージ接続用端子
19・・・外部接続電極端子
30・・・第2の母基板
A・・・基板領域
B・・・捨代領域
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (3)
絶縁性の第2の基板の一方の主面に凹形状の第2の空間部を形成し、該第2の空間部内に少なくとも発振回路が形成された集積回路素子及び電子部品素子を搭載して、該集積回路素子及び電子部品素子は該第2の空間部を形成する第2の側壁部頂面に形成した第2のパッケージ接続用端子と電気的に接続し、更に該集積回路素子及び該電子部品素子は該第2の基板の他方の主面に形成した外部接続電極端子とも電気的に接続する第2のパッケージ体とを、
該第1のパッケージ接続用端子と該第2のパッケージ接続用端子とを機械的及び電気的に接続固着してなる圧電発振器の製造方法において、
一方の主面に第2の空間部を形成し、且つ該第2の空間部を囲う第2の側壁部の一部に該第2の側壁部頂面より該第2の空間部底面に至る切欠部を形成した矩形状の第2の基板領域と、該第2の基板領域の外周に、該切欠部に接続する溝部を形成した第2の捨代領域を形成し、該第2の捨代領域を外周に形成した該第2の基板領域が複数個マトリクスに配列されて一体に構成されている第2の母基板を形成する工程と、
該第2の母基板の各々の第2の基板領域の一方の主面に形成した該第2の空間部に該集積回路素子を、又は該第2の空間部に該集積回路素子、該切欠部には該電子部品素子を搭載し、該集積回路素子及び該電子部品素子を、該第2の空間部を形成する第2の側壁部頂面に形成した第2のパッケージ接続用端子と電気的に接続し、更に該集積回路素子及び該電子部品素子を該第2の基板領域の他方の主面に形成した外部接続電極端子とも電気的に接続する工程と、
一方の主面に第1の空間部を形成した第1の基板の該第1の空間部内に圧電振動素子を搭載し、該第1の基板の他方の主面に形成した第1のパッケージ接続用端子と該圧電振動素子とを電気的に接続し、該第1の空間部の開口部を塞ぐように蓋体を配置し該第1の空間部を気密封止した複数個の第1のパッケージ体を、該第2の母基板の各々の該第2のパッケージ接続用端子上に所定の該第1のパッケージ接続用端子が配設するように各々設置し、各々の該第1のパッケージ接続用端子と該第2のパッケージ接続用端子とを導電性接合材で接続固着する工程と、
各々の該溝部に絶縁性の樹脂材を流出し、該溝部で接続した該切欠部を介して個々の該第2の基板領域の該第2の空間部内に、該第2の側壁部の頂面より低く且つ該集積回路素子の表面の一部が露出する高さまで該樹脂材を流入させ、その後、該樹脂材を加熱固化させる工程と、
複数個の第1のパッケージ体を接続固着した該第2の母基板を、該第2の母基板における該第2の基板領域の外周に沿って切断し、該溝部が設けられている各該第2の捨代領域を切り離し、複数個の圧電発振器を同時に得る工程と、
を具備することを特徴とする圧電発振器の製造方法。A concave first space is formed on one main surface of the insulating first substrate, a piezoelectric vibration element is mounted in the first space, and the piezoelectric vibration element is mounted on the first substrate. A first package connecting terminal formed on the other main surface of the first, and then a lid is placed over the first space opening to hermetically seal the first space. Package body,
A concave second space is formed on one main surface of the insulating second substrate, and an integrated circuit element and an electronic component element in which at least an oscillation circuit is formed are mounted in the second space. The integrated circuit element and the electronic component element are electrically connected to a second package connection terminal formed on the top surface of the second side wall portion that forms the second space, and further, the integrated circuit element and the electronic component element The electronic component element includes a second package body that is also electrically connected to the external connection electrode terminal formed on the other main surface of the second substrate.
In the method of manufacturing a piezoelectric oscillator formed by mechanically and electrically connecting and fixing the first package connection terminal and the second package connection terminal,
A second space portion is formed on one main surface, and a part of the second side wall portion surrounding the second space portion reaches the bottom surface of the second space portion from the top surface of the second side wall portion. A second substrate region having a rectangular shape in which a notch is formed, and a second abandon region in which a groove connected to the notch is formed on the outer periphery of the second substrate region, and the second discard region is formed. A step of forming a second mother substrate in which a plurality of the second substrate regions formed on the outer periphery are arranged in a matrix and configured integrally;
The integrated circuit element is formed in the second space formed on one main surface of the second substrate region of each of the second mother substrates, or the integrated circuit element and the notch are formed in the second space. The electronic component element is mounted on the portion, and the integrated circuit element and the electronic component element are electrically connected to a second package connection terminal formed on the top surface of the second side wall portion that forms the second space. Electrically connecting the integrated circuit element and the electronic component element to an external connection electrode terminal formed on the other main surface of the second substrate region;
A piezoelectric vibration element is mounted in the first space portion of a first substrate having a first space portion formed on one main surface, and a first package connection formed on the other main surface of the first substrate. A plurality of first terminals in which the first terminal is electrically connected to the piezoelectric vibration element, a lid is disposed so as to close the opening of the first space, and the first space is hermetically sealed. The package bodies are respectively installed so that the predetermined first package connection terminals are arranged on the second package connection terminals of the second mother boards, and the first packages are arranged. Connecting and fixing the connection terminal and the second package connection terminal with a conductive bonding material;
An insulating resin material flows out into each of the groove portions, and the top of the second side wall portion enters the second space portion of each of the second substrate regions through the notch portions connected by the groove portions. Flowing the resin material to a height lower than the surface and exposing a part of the surface of the integrated circuit element, and then heating and solidifying the resin material;
The second mother board to which the plurality of first package bodies are connected and fixed is cut along the outer periphery of the second substrate area of the second mother board, and the groove portions are provided. Separating the second abandoned area and simultaneously obtaining a plurality of piezoelectric oscillators;
A method for manufacturing a piezoelectric oscillator, comprising:
絶縁性の第2の基板の一方の主面に凹形状の第2の空間部を形成し、該第2の空間部内に少なくとも発振回路が形成された集積回路素子及び電子部品素子を搭載して、該集積回路素子及び該電子部品素子は該第2の空間部を形成する第2の側壁部頂面に形成した第2のパッケージ接続用端子と電気的に接続し、更に該集積回路素子及び該電子部品素子は該第2の基板の他方の主面に形成した外部接続電極端子とも電気的に接続した第2のパッケージ体とを、
該第1のパッケージ接続用端子と該第2のパッケージ接続用端子とを機械的及び電気的に接続固着してなる圧電発振器の製造方法において、
一方の主面に第2の空間部を形成し、且つ該第2の空間部を囲う第2の側壁部の一部に該第2の側壁部頂面より該第2の空間部底面に至る切欠部を形成した矩形状の第2の基板領域と、該第2の基板領域の外周に、該切欠部と接続する溝部を形成した第2の捨代領域を形成し、該第2の捨代領域を外周に形成した該第2の基板領域が複数個マトリクスに配列されて一体に構成されている第2の母基板を形成する工程と、
該第2の母基板の各々の第2の基板領域の一方の主面に形成した該第2の空間部に集積回路素子を、又は該第2の空間部に該集積回路素子を又該切欠部には該電子部品素子を搭載し、該集積回路素子及び該電子部品素子を、該第2の側壁部頂面に形成した第2のパッケージ接続用端子と電気的に接続し、更に該集積回路素子及び該電子部品素子を該第2の基板領域の他方の主面に形成した外部接続電極端子とも電気的に接続する工程と、
各々の該溝部に絶縁性の樹脂材を流出し、該溝部が接続した切欠部を介して個々の該第2の基板領域の該第2の空間部内に、該第2の側壁部頂面より低く且つ該集積回路素子の表面の一部が露出する高さまで該樹脂材を流入させ、その後、該樹脂材を加熱固化させる工程と、
一方の主面に第1の空間部を形成した該第2の基板領域と同面形状の第1の基板領域と、該第1の基板領域の外周側面に該第2の捨代領域と同面形状の第1の捨代領域を形成し、前記第1の捨代領域を外周に形成した該第1の基板領域が複数個マトリクスに配列されて一体に構成され、各々の該第1の空間部に、圧電振動素子を搭載し、各々の第1の基板領域の他方の主面に形成した第1のパッケージ接続用端子と該圧電振動素子とを電気的に接続し、各々の該第1の空間部の開口部を塞ぐように蓋体を配置し第1の空間部を気密封止した第1の母基板を、該第2の母基板の各々の該第2のパッケージ接続用端子上に対応する該第1のパッケージ接続用端子が配設するように設置し、各々の該第1のパッケージ接続用端子と該第2のパッケージ接続用端子とを導電性接合材で接続固着する工程と、
接続固着した該第1の母基板と該第2の母基板とを、各々の母基板における基板領域の外周に沿って切断し、第1の捨代領域及び該溝部が設けられている第2の捨代領域を切り離し、複数個の圧電発振器を同時に得る工程と、
を具備することを特徴とする圧電発振器の製造方法。A concave first space is formed on one main surface of the insulating first substrate, a piezoelectric vibration element is mounted in the first space, and the piezoelectric vibration element is mounted on the first substrate. A first package connecting terminal formed on the other main surface of the first, and then a lid is placed over the first space opening to hermetically seal the first space. Package body,
A concave second space is formed on one main surface of the insulating second substrate, and an integrated circuit element and an electronic component element in which at least an oscillation circuit is formed are mounted in the second space. The integrated circuit element and the electronic component element are electrically connected to a second package connection terminal formed on the top surface of the second side wall portion that forms the second space, and the integrated circuit element and The electronic component element includes a second package body that is also electrically connected to an external connection electrode terminal formed on the other main surface of the second substrate.
In the method of manufacturing a piezoelectric oscillator formed by mechanically and electrically connecting and fixing the first package connection terminal and the second package connection terminal,
A second space portion is formed on one main surface, and a part of the second side wall portion surrounding the second space portion reaches the bottom surface of the second space portion from the top surface of the second side wall portion. A second substrate region having a rectangular shape in which a notch is formed, and a second abandon region in which a groove portion connected to the notch is formed on the outer periphery of the second substrate region, and the second discard region is formed. A step of forming a second mother substrate in which a plurality of the second substrate regions formed on the outer periphery are arranged in a matrix and configured integrally;
An integrated circuit element is formed in the second space portion formed on one main surface of the second substrate region of each of the second mother substrates, or the integrated circuit element is also formed in the second space portion. The electronic component element is mounted on the portion, the integrated circuit element and the electronic component element are electrically connected to a second package connection terminal formed on the top surface of the second side wall, and the integrated circuit element is further connected. Electrically connecting the circuit element and the electronic component element to an external connection electrode terminal formed on the other main surface of the second substrate region;
An insulating resin material flows out into each of the groove portions, and into the second space portion of each of the second substrate regions through the notch portion to which the groove portion is connected, from the top surface of the second side wall portion. Flowing the resin material to a height that is low and exposing a portion of the surface of the integrated circuit element, and then heating and solidifying the resin material;
A first substrate region having the same surface shape as the second substrate region having a first space portion formed on one main surface, and the same as the second discard region on the outer peripheral side surface of the first substrate region. A plurality of first substrate regions, each having a surface-shaped first marginal region and having the first marginal region formed on an outer periphery, are arranged in a matrix and integrally formed. A piezoelectric vibration element is mounted in the space, and the first package connection terminal formed on the other main surface of each first substrate region is electrically connected to the piezoelectric vibration element, and A first mother board in which a lid is disposed so as to close an opening of one space portion and the first space portion is hermetically sealed, and the second package connection terminals of each of the second mother boards The first package connection terminals corresponding to the first package connection terminals are arranged so as to be disposed on the first package connection terminals and the second package connection terminals. A step of connecting fixing the connection terminals with a conductive bonding material,
The first mother board and the second mother board, which are connected and fixed, are cut along the outer periphery of the substrate area of each mother board, and the first surplus area and the second groove portion are provided. Separating the abandoned area and simultaneously obtaining a plurality of piezoelectric oscillators;
A method for manufacturing a piezoelectric oscillator, comprising:
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