JP4960080B2 - 圧電発振器及びその製造方法 - Google Patents
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一方の主面の辺縁部に端子部接続用電極端子が、及び端子部接続用電極端子の内側に集積回路素子搭載パッドが形成された容器体の内部に、圧電振動素子を気密に搭載してなる圧電振動子部と、
少なくとも前記圧電振動素子と電気的に接続する発振回路が内蔵された集積回路素子とが、
集積回路素子の一方の主面に形成された接続パッドと集積回路素子搭載パッドとを電気的且つ機械的に接続することにより一体に構成してあり、
端子部接続用電極端子側と、集積回路素子の高さ寸法よりも高い寸法の段差を有する段差部が圧電振動子部に向かう形態で形成された端子部とが、段差部を構成する中段平面と段差壁面によって形成された挿入部に、集積回路素子の一部が中段平面及び段差壁と対向するようにして挿入された形態で、端子部の段差部の上段平面に形成した導電性接合材により導通接合して固着されていることを特徴とするものである。
圧電振動子部搭載方向に突出した集積回路素子の高さ寸法よりも高い寸法の段差を有する段差部が圧電振動子部に対向する矩形状の主面の一辺に沿って一体で形成されている端子部が、段差部が沿う一辺が面する一面を捨代部に接続した形態で、複数個直列に配列し、直列に配列した複数個の端子部が、捨代部と接続されている端子部の面とは反対側の段差壁面とを、集積回路素子の一部が挿入可能な間隔を空けることで形成された挿入部を設けた形態で向かい合わせに配置した構成で一体に形成された金属板を準備する工程と、
一方の主面の辺縁部に端子部接続用電極端子が、及び端子部接続用電極端子の内側に集積回路素子搭載パッドが形成された容器体の内部に、圧電振動素子を気密に搭載してなる圧電振動子部の集積回路素子搭載パッドに、各集積回路素子搭載パッドに決められた機能に対応する接続パッドを向かい合わせた形態で集積回路素子を搭載し、圧電振動素子及び端子部接続用電極端子と電気的に接続する集積回路素子搭載工程と、
金属板の前記各端子部に形成された前記段差部の中段平面と段差壁面によって形成された挿入部に、集積回路素子の表面が中段平面及び段差壁面と対向するようにして前記集積回路素子を挿入しつつ、圧電振動子部の端子部接続用電極端子と段差部の上段平面とを、導電性接合材により接合する端子部接合工程と、
金属板の捨代部と端子部との接続部分を切断することにより、各端子部を金属板より切り離したことにより複数個の圧電発振器を同時に得る切断分離工程と、
を具備することを特徴とするものである。
更に、段差部を形成した端子部により、集積回路素子の接続側主面とは反対側の主面上にも端子部の一部が延設した形態とすることができるので、圧電発振器の小型化が必要となった場合でも必要とされる端子部の外部との接続主面サイズを確保することが可能となる。
図1は、本発明に係る圧電発振器の一実施形態を、圧電振動素子を構成する圧電材料として水晶を用いた発振器(以下、水晶発振器という)を例に示した分解斜視図である。図2及び図3は、図1に記載の水晶発振器を組み立てた後の断面図を示したものである。図4(a)は、本発明の圧電発振器を構成する圧電振動子部を集積回路素子搭載側主面(一方の主面)よりみた斜視図である。図4(b)は、本発明の圧電発振器を実装側主面よりみた斜視図である。また、図5及び図6は、本発明に係る圧電発振器の他の実施形態の断面図である。
尚、図1及び図2、図3、図4、図5、図6では、説明上図面が記載されている用紙上方を水晶発振器の上方として説明する。また、各図では、同じ符号は、同じ部品を示し、説明を明りょうにするため説明に不必要な構造体の一部は図示していない。さらに図示した寸法も一部誇張して示している。
各図面に示す水晶発振器において、主面外形形状が矩形状の容器体10の内部に水晶振動素子20を収容された圧電振動子部を構成する容器体10の一方の主面には、集積回路素子50が接続されると共に、外部接続用電極端子41aやデータ書込端子41bとなる端子部41が接続されている。
また、容器体10に端子部41を取着固定する際は、端子部41に設けられた段差部44の上段平面44aと、容器体10の一方の主面に形成されている端子部接続用電極端子12とが、半田や導電性接着剤等の導電性接合材60によって機械的且つ電気的に接合させる。更に、容器体10はその他方の主面に開口する凹部空間14の内部に水晶振動素子20を収容するためのものであり、凹部空間14内の底面には、水晶振動素子20の表裏両主面に形成された励振用電極21と各個電気的に接続される圧電振動素子搭載パッド13が被着形成されている。
又、端子部41には、エッチング加工法により、段差部44が設けられている。所定の端子部41に設けられた段差部44の上段平面44aと、容器体10の一方の主面側の端子部接続用電極端子12とは、半田や導電性接着剤等の導電性接合材60によって溶融接合する。
また、端子部41の容器体10の実装面側の端子部接続用電極端子12と接続する上段平面44a及びマザーボード等の外部の電子回路と接続する平面には、Niメッキ、Auメッキを施しておくにより導電性接合材60の接合性を良くすることができる。
図5に示すように、端子部41の一部をデータ書込端子41bとして形成する際に、データ書込端子41bの高さh1が他の外部接続用電極端子41aの高さh2より低くなるようにしたことから、マザーボード等の外部電気回路に搭載しても、マザーボードに形成されている配線パターンとデータ書込端子41bが接触することがなくなるため、安定した発振周波数を出力することが可能となる。
ここで、図7(a)〜(d)は本発明の製造方法を説明するための水晶発振器の断面図で図示した説明図であり、図8は、本発明の製造方法で用いられる、金属板及び圧電振動子部を示した外観斜視図である。また、図9は、本発明の製造方法を説明するための図7(c)における形態を容器体上方から見た平面図である。
まず、図7(a)及び図8に示す如く、圧電振動子部搭載方向に突出した集積回路素子50の高さ寸法よりも高い寸法の段差を有する段差部44が圧電振動子部に対向する矩形状の主面の一辺に沿って一体で形成されている端子部41が、前記段差部44が沿う一辺が面する一面44dを捨代部42に接続した形態で、複数個直列に配列し、前記直列に配列した複数個の端子部41が、前記捨代部42と接続されている端子部の面44dとは反対側の段差壁面44cとを、集積回路素子50の幅サイズw(図3に示す)が挿入可能な間隔を空けることで形成された挿入部45を設けた形態で向かい合わせに配置した構成で一体に形成された金属板43を準備する。
尚、図7(a)に示した金属板43の断面図の断面箇所は、図8に記載の仮想切断線A−A’で切断した場合の断面図である。
このような金属板43は、銅、SUS等の金属材料に形成されており、この金属材料によりなる一枚板を従来周知のフォトエッチング加工を採用し、所定パターンに加工することによって形成される。
また、前記端子部41の容器体10の実装面側の端子部接続用電極端子12と接続する段差部44の上段平面44a及びマザーボード等の外部の電子回路と接続する主面には、Niメッキ、Auメッキを施しておくにより、導電性接合材60の接合性を良くすることができる。
また、この実施形態においては、金属板43は、後述する工程で、端子部41と捨代部42とを切断することになる。
図6には、集積回路素子50の周囲が絶縁性樹脂80により覆われている形態の圧電発振器を開示している。
絶縁性樹脂80は、エポキシやポリイミドなどが多く用いられ、加熱により軟化あるいは、溶融することで流動する熱可塑性樹脂により構成されている。
このように絶縁性樹脂80により集積回路素子50の周囲を被覆保護されることになるので、異物等の影響により周波数が変動することを防止することが可能となる。
また、端子部41を金属板43の捨代部42から切断分離する際に集積回路素子50の周囲を絶縁性樹脂80で覆うようにしたことから、絶縁性樹脂80が切断時に端子部41に生じるストレスの緩衝材となるので、切断時のストレスによる端子部41と端子部接続用電極端子12との剥がれなどの不具合を更に低減することが可能となる。
尚、上述した本実施例では、圧電振動素子を構成する圧電素材として水晶を用いた水晶振動素子で説明したが、他の圧電素材として、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウムまたは、圧電セラミックスを圧電素材として用いた圧電振動素子でも構わない。
11・・・封止用導体パターン
12・・・端子部接続用電極端子
13・・・圧電振動素子搭載パッド
14・・・凹部空間
15・・・集積回路素子搭載パッド
16・・・モニタ用電極端子
20・・・圧電振動素子
21・・・励振用電極
30・・・蓋体
31・・・封止部材
41・・・端子部
41a・・・外部接続用電極端子
41b・・・データ書込端子
42・・・捨代部
43・・・金属板
44・・・段差部
44a・・・上段平面
44b・・・中段平面
44c・・・段差壁面
44d・・・捨代部接続面
45・・・挿入部
50・・・集積回路素子
60・・・導電性接合材
70・・・導電性接着剤
80・・・絶縁性樹脂
Claims (5)
- 一方の主面の辺縁部に端子部接続用電極端子が、及び前記端子部接続用電極端子の内側に集積回路素子搭載パッドが形成された容器体の内部に、圧電振動素子を気密に搭載してなる圧電振動子部と、
少なくとも前記圧電振動素子と電気的に接続する発振回路が内蔵された集積回路素子とが、
前記集積回路素子の一方の主面に形成された接続パッドと前記集積回路素子搭載パッドとを電気的且つ機械的に接続することにより一体に構成してあり、
前記端子部接続用電極端子側と、前記集積回路素子の高さ寸法よりも高い寸法の段差を有する段差部が圧電振動子部に向かう形態で形成された端子部とが、前記段差部を構成する中段平面と段差壁によって形成された挿入部に、前記集積回路素子の一部が中段平面及び段差壁面と対向するようにして挿入された形態で、前記端子部の前記段差部の上段平面に形成した導電性接合材により導通接合して固着されていることを特徴とする圧電発振器。 - 圧電振動子部搭載方向に突出した集積回路素子の高さ寸法よりも高い寸法の段差を有する段差部が圧電振動子部に対向する矩形状の主面の一辺に沿って一体で形成されている端子部が、前記段差部が沿う一辺が面する一面を捨代部に接続した形態で、複数個直列に配列し、前記直列に配列した複数個の端子部が、前記捨代部と接続されている端子部の面とは反対側の段差壁面とを、集積回路素子の一部が挿入可能な間隔を空けることで形成された挿入部を設けた形態で向かい合わせに配置した構成で一体に形成された金属板を準備する工程と、
一方の主面の辺縁部に端子部接続用電極端子が、及び前記端子部接続用電極端子の内側に集積回路素子搭載パッドが形成された容器体の内部に、圧電振動素子を気密に搭載してなる圧電振動子部の前記集積回路素子搭載パッドに、前記各集積回路素子搭載パッドに決められた機能に対応する接続パッドを向かい合わせた形態で集積回路素子を搭載し、圧電振動素子及び端子部接続用電極端子と電気的に接続する集積回路素子搭載工程と、
前記金属板の前記各端子部に形成された前記段差部の中段平面と段差壁面によって形成された前記挿入部に、前記集積回路素子の表面が中段平面及び段差壁面と対向するようにして前記集積回路素子を挿入しつつ、前記圧電振動部の前記端子部接続用電極端子と前記段差部の上段平面とを、導電性接合材により接合する端子部接合工程と、
前記金属板の前記捨代部と前記端子部との接続部分を切断することにより、前記各端子部を前記金属板より切り離したことにより複数個の圧電発振器を同時に得る切断分離工程と、
を具備することを特徴とする圧電発振器の製造方法。 - 前記金属板の端子部の一部をデータ書込端子とすると共に、前記データ書込端子を介して前記集積回路素子に温度補償データを入力し、前記集積回路素子内のメモリに温度補償データを格納する工程を有する工程を前記切断分離工程後に具備することを特徴とする請求項2記載の圧電発振器の製造方法。
- 前記集積回路素子を絶縁性樹脂により覆う工程を前記端子部接合工程後に具備することを特徴とする請求項2記載の圧電発振器の製造方法。
- 前記金属板の端子部の一部をデータ書込端子としたときに、前記データ書込端子とした端子部の高さが他の端子部の高さより低いことを特徴とする請求項3記載の圧電発振器の製造方法。
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