JP4773175B2

JP4773175B2 - 表面実装用の水晶発振器

Info

Publication number: JP4773175B2
Application number: JP2005288298A
Authority: JP
Inventors: 貢一守谷
Original assignee: Nihon Dempa Kogyo Co Ltd
Current assignee: Nihon Dempa Kogyo Co Ltd
Priority date: 2005-09-30
Filing date: 2005-09-30
Publication date: 2011-09-14
Anticipated expiration: 2025-09-30
Also published as: US20070075795A1; US7573341B2; JP2007104075A

Description

本発明は外側面に調整端子を有する表面実装用の水晶発振器（以下、表面実装発振器とする）を技術分野とし、特に小型化に対応した表面実装発振器に関する。

（発明の背景）
表面実装発振器は小型・軽量であることから、例えば携帯型の電子機器に周波数や時間の基準源として内蔵される。このようなものの一つに、例えば温度補償データの書込端子や水晶振動子の特性検査端子とした調整端子を外側面に有するものがある。近年では、小型化がますます進行してこれら調整端子の形成が困難になりつつある。

（従来技術の一例）
第３図（ａｂｃ）一従来例を説明する表面実装発振器の図で、同図（ａ）は同図（ｃ）のＡ−Ａ断面図、同図（ｂ）は正面図、同図（ｃ）は底面図である。

表面実装発振器は積層セラミックからなる凹状とした容器本体１にＩＣチップ２と水晶片３とを収容する。そして、容器本体１の開口面に設けられた図示しない厚膜を含む金属リングにシーム溶接等によって、金属カバー４を被せて封止する。容器本体１の内壁には段部を有し、外底面の４角部には端面電極５ａを含む実装電極５を有する。端面電極５ａは長さ方向における両端川の両側面に形成される。なお、この例では、容器本体１としての積層セラミックは説明の便宜上例えば４層（ＡＢＣＤ）とし、端面電極５ａは最上位層（４層目Ｄ）を無電極とする。

容器本体１の外側面には、調整端子６（ａｂ）としての温度補償データの書込端子６ａや水晶振動子の特性検査端子６ｂが設けられる。この例では、書込端子６ａはＩＣチップ２に電気的に接続して例えば短辺方向の両側面であって、実装電極５の端面電極５ａ間に２個ずつが設けられる。また、特性検査端子６ｂは長辺方向の両側面であって、端面電極５ａ間に１個ずつが設けられる。そして、積層セラミックの４層中の最下位層（一層目Ａ）と最上位層（４層目Ｄ）とを無電極層（無電極部）とする。

これら端面電極５ａ及び調整端子６（ａｂ）は、各層のセラミックシートにＷ（タングステン）等の印刷による電極パターンを形成して一体化した後、いわゆるスルーホール加工によって形成される。この例では、先ず、二層目Ｂと三層目Ｃを一体化してスルーホール加工による調整端子６（ａｂ）を形成した後、最下位層Ａを一体化してスルーホール加工による端面電極５ａを形成する。そして、最上位層Ｄを一体化して焼成し、例えば金メッキを電極パターン上に形成した後、個々の容器本体１に分割して形成される。これらの場合、最下位層Ａと最上位層Ｄの無電極層も貫通孔を設けてスルーホール面とする。

ＩＣチップ２は容器本体１の図示しない回路パターン（回路端子及び導電路）の形成された内底面に、例えばバンプ７を用いた超音波熱圧着によって回路機能面が固着される。そして、電源、出力、アース及びＡＦＣ端子等が積層面を経ての導電路によって端面電極５ａに接続する。水晶片３は両主面に図示しない励振電極を有し、引出電極の延出した一端部両側が容器本体１の段部に導電性接着剤８によって固着される。そして、ＩＣチップ２内の発振回路及び外側面の性検査端子６ｂに並列的に接続する。

このようなものでは、実装電極５ａの端面電極５ａ図示しないプローブを当接して発振させ、金属カバー４の封止前に発振周波数を質量負荷によって調整したり、封止後には調整書込端子６ａに温度補償データを書き込んだりする。また、特性検査端子６ｂによって水晶振動子単独での振動特性を測定する。これらの場合、実装電極５の端面電極５ｂや書込端子６ａ、特性検査端子６ｂのすべてが側面に露出して各プロープを側面から当接できる。

なお、端面電極５ａはセット基板への搭載時に半田フィレットが形成されて、半田の溶融が確認できることから一般に形成される。ここでは、これを大きくして側面からプローブを当接できるようにしている。また、端面電極５ａ及び調整端子６（ａｂ）の最上位層Ａ及び最上下位層ＡＤの無電極層をスルーホール面とするので、プローブを当接しやすい。そして、最下位層Ａと最上位層Ｄの無電極層は金属リングやセット基板との電気的短絡を防止する。
特開２００１−９４３７８

（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、小型化が進行して平面外形を例えば２．５×２．０ｍｍ以下になると、調整端子６（ａｂ）としての書込端子６ａや特性検査端子６ｂが実装電極５の端面電極５ａと接触することから外側面に形成することが困難になる問題があった。特に、温度補償型として書込端子６ａを設ける場合は、水晶振動子の特性検査端子６ｂとともにその数が多くなり、問題が特に大きい。ちなみに、書込端子６ａや特性検査端子６ｂは測定器からのプローブとの接触を維持するため、例えば０．４×０．４ｍｍ以上の大ききを要する。

（発明の目的）
本発明は容器本体の外側面を有効利用して、調整端子の形成を容易にした表面実装発振器を提供することを目的とする。

本発明は、特許請求の範囲（請求項１）に示したように、外側面に設けられた端面電極を含む実装端子を４角部の外底面に有し、前記容器本体の前記外側面に調整端子を有する積層セラミックからなる容器本体に、ＩＣチップと水晶片とを収容してなる表面実装発振器において、前記４角部の少なくとも一箇所で、前記４角部の前記外側面の上下に、前記容器本体の最下位層を二層に分割し上層である第１の無電極層とした分割二層目に対して下層となる分割一層目の前記外側面に形成した前記端面電極と、前記容器本体の最上位層を第２の無電極層とし前記第１の無電極層及び前記第２の無電極層の間に渡って形成した前記調整端子とを、前記第１の無電極層を介在させて分割配置するとともに、前記端面電極よりも前記調整端子の高さ方向の厚みを大きくした構成とする。

このような構成であれば、調整端子と端面電極とを４角部の上下に無電極層を介在させて分割配置したので、４角部の外側面を有効活用できる。そして、調整端子の高さ方向の厚みを端面電極よりも大きくしたので、調整用のプローブを当接する充分な面積を確保できる。したがって、小型化に対応した調整端子の形成を容易にする。

第１図（ａｂｃ）は本発明の一実施形態を説明する表面実装発振器の図で、同図（ａ）は同図（ｃ）のＡ−Ａ断面図、同図（ｂ）は正面図、同図（ｃ）は底面図である。ある。なお、前従来例と同一部分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、積層セラミックからなる凹状とした容器本体１の底面にＩＣチップ２を固着する。そして、引出電極の延出した水晶片３の一端部両側を容器本体１の内壁段部に固着して収容し、金属カバー４を被せて密閉封入される。容器本体１における外底面の４角部には端面電極５ａを含む実装電極５を有し、外側面には温度補償データの書込端子６ａや水晶振動子の特性検査端子６ｂを有する。

そして、ここでは、容器本体１の最下位層Ａの底壁層を二層（Ａ1、Ａ2）とし、その上の層ＢＣＤと合わせて計５層とする。そして、最下位層Ａにおける分割一層目Ａ1の長さ方向の両端側の両側面には端面電極５ａを形成し、分割二層目Ａ2は無電極層とする。但し、無電極層はスルーホール面とする。端面電極５ａは前述同様にＩＣチップ２の電源、出力、アース及びＡＦＣ端子と、分割一層目Ａ1の図示しないスルーホールや積層面を経ての導電路によって接続し、外底面の４角部の実装電極５に接続する。

調整端子６としての書込端子６ａは、無電極層を介在させて端面電極５ａの上方となる二層目Ｂ及び三層目Ｃに形成される。要するに、端面電極５ａと書込端子６ａとは無電極層を介在させて、長辺方向の両端側における両側面の上下に分割配置される。この場合、書込端子６ａの高さ方向における厚みは端面電極５ａの厚みよりも大きくする。ここでも、三層目Ｃ上となる最上位層Ｄは無電極層としたスルーホール面とする。

また、調整端子６としての水晶振動子の特性検査端子６ｂは、例えば長辺方向の両端側における書込端子間の中央部となる両側面に１個ずつ設けられる。これらは、前述同様に水晶片３に電気的に接続する。

このような構成であれば、書込端子６ａと端面電極５ａとを４角部となる長辺方向の両端部の両側面の上下に無電極層を介在させて分割配置する。したがって、４角部の外側面を有効活用できて、例えば長辺方向の両側面の中央部に特性検査端子６ｂを余裕を持って配置できる。また、ここでは、書込端子６ａの高さ方向の厚みを端面電極５ａの厚みよりも大きくしたので、書込装置からのプローブを当接する充分な面積を確保できる。これらから、表面実装発振器の小型化に対応した書込端子６ａや特性検査端子６ｂ等の調整端子６の形成を容易にする。

なお、この場合は、外底面の実装電極５にプローブを当接して発振させ、外側面の書込端子６ａあるいは特性検査端子６ｂにプローブを当接し、温度補償データを書き込んだり、水晶振動子の振動特性を測定する。また、端面電極５ａはセット基板への搭載時に半田フィレットが形成されて、半田溶融の確認を従来通りに維持できる。

（他の事項）
上記実施形態では容器本体１は内壁に段部を有する凹状としたが、例えば第２図に示したように、両主面に凹部を有して断面Ｈ状とし、端面電極５ａを有する実装電極５が開口端面に設けられた一方の凹部にＩＣチップ２を収容し、他方の凹部に水晶片３を収容して密閉封入した場合でも同様に適用できる。この場合、ＩＣチップ２の収容される一方の凹部は枠壁が開放して４角部の脚部のみとしたものも含まれる。

また、容器本体１の４角部のすべてに端面電極５ａとは分割配置された書込端子６ａを設けたが、４角部の少なくとも一箇所であったとしてもその効果は奏する。また、水晶振動子の特性検査端子
６ｂは長さ方向の中央部に配置したが、短辺方向の中央部であってよい。そして、書込端子６ａ及び特性検査端子６ｂを含む調整端子６は必要に応じて任意の箇所に配置できることは勿論である。また、書込端子は４個としたが、必ずしもこれに限らずこれ以下の例えば２個であってもよい。

本発明の一実施形態を説明する表面実装発振器の図で、同図（ａ）は同図（ｃ）のＡ−Ａ断面図、同図（ｂ）は正面図、同図（ｃ）は底面図である。本発明の他の実施例を説明する表面実装発振器の図で、同図（ａ）は断面図、同図（ｂ）は正面図である。従来例を説明する表面実装発振器の図で、同図（ａ）は同図（ｃ）のＡ−Ａ断面図、同図（ｂ）は正面図、同図（ｃ）は底面図である。

符号の説明

１容器本体、２ＩＣチップ、３水晶片、４金属カバー、５ａ端面電極、５実装電極、
６ａ書込端子、６ｂ特性検査端子、７バンプ。

Claims

外側面に設けられた端面電極を含む実装端子を４角部の外底面に有し、前記容器本体の前記外側面に調整端子を有する積層セラミックからなる容器本体に、ＩＣチップと水晶片とを収容してなる表面実装発振器において、前記４角部の少なくとも一箇所で、前記４角部の前記外側面の上下に、前記容器本体の最下位層を二層に分割し上層である第１の無電極層とした分割二層目に対して下層となる分割一層目の前記外側面に形成した前記端面電極と、前記容器本体の最上位層を第２の無電極層とし前記第１の無電極層及び前記第２の無電極層の間に渡って形成した前記調整端子とを、前記第１の無電極層を介在させて分割配置するとともに、前記端面電極よりも前記調整端子の高さ方向の厚みを大きくしたことを特徴とする表面実装発振器。
前記容器本体は内壁に段部を有する凹状とし、前記容器本体の凹状とした内底面にはＩＣチップが固着し、前記段部には水晶片の一端部が固着した請求項１の表面実装発振器。
前記容器本体は両主面に凹部を有し、前記凹部の一方には前記ＩＣチップを収容し、前記凹部の他方には前記水晶片を収容して密閉封入した請求項１の表面実装発振器。
前記調整端子は温度補償データの書込端子又は水晶振動子の特性検査端子である請求項１の表面実装発振器。