JP5045316B2 - Piezoelectric device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、圧電振動子と回路基板とを含んで構成される圧電デバイスに関する。 The present invention relates to a piezoelectric device including a piezoelectric vibrator and a circuit board.
情報機器、移動体通信機器などの様々な電子機器に用いられる水晶発振器などに代表される圧電デバイスにおいては、情報機器、移動体通信機器などの小型薄型化のために、市場から更なる小型薄型化が要求されている。
そこで、この小型薄型化の要求に応えるために、電子部品が搭載されたフレキシブル配線基板(以下、回路基板という)の上に、電子部品を覆うように複数の柱部材を介して圧電振動子を配置した圧電デバイスの構成が知られている(例えば、特許文献1参照)。
上記の圧電デバイスは、複数の柱部材としての金属ボールが回路基板の4隅のランドパターン(以下、接続端子という)上に1個ずつ配置され、回路基板の接続端子と、この接続端子に対応する位置に形成された圧電振動子の面実装端子(以下、外部端子という)とが、金属ボールを介して半田により接続される。
Piezoelectric devices typified by crystal oscillators used in various electronic devices such as information equipment and mobile communication devices are becoming smaller and thinner from the market in order to reduce the size and thickness of information devices and mobile communication devices. Is required.
Therefore, in order to meet the demand for a reduction in size and thickness, a piezoelectric vibrator is disposed on a flexible wiring board (hereinafter referred to as a circuit board) on which electronic components are mounted via a plurality of column members so as to cover the electronic components. A configuration of the arranged piezoelectric device is known (for example, see Patent Document 1).
In the above piezoelectric device, metal balls as a plurality of pillar members are arranged one by one on land patterns (hereinafter referred to as connection terminals) at the four corners of the circuit board, and correspond to the connection terminals of the circuit board and the connection terminals. A surface mount terminal (hereinafter, referred to as an external terminal) of the piezoelectric vibrator formed at the position to be connected is connected by solder via a metal ball.
上記の圧電デバイスにおいて、柱部材と圧電振動子の外部端子及び回路基板の接続端子とは、柱部材が金属ボールであることから、接触面積が小さい。また、圧電振動子の外部端子及び回路基板の接続端子は、平面形状が金属ボールの外形より大きい面積で形成されている。
圧電デバイスは、圧電振動子と回路基板とがこの状態で実装されると、半田が金属ボールの周囲に留まらず、外部端子及び接続端子全体に拡散する。
このことから、圧電デバイスは、外部端子及び接続端子と金属ボールとの半田付けが半田不足となり、半田フィレットの高さが低くなる。これにより、圧電デバイスは、回路基板と圧電振動子との接続強度が弱くなり、電気的接続の信頼性が低下するという問題がある。
In the above-described piezoelectric device, the column member, the external terminal of the piezoelectric vibrator, and the connection terminal of the circuit board have a small contact area because the column member is a metal ball. The external terminals of the piezoelectric vibrator and the connection terminals of the circuit board are formed so that the planar shape is larger than the outer shape of the metal ball.
In the piezoelectric device, when the piezoelectric vibrator and the circuit board are mounted in this state, the solder does not stay around the metal ball but diffuses to the entire external terminal and connection terminal.
For this reason, in the piezoelectric device, the soldering of the external terminals and connection terminals to the metal balls becomes insufficient, and the height of the solder fillet is lowered. As a result, the piezoelectric device has a problem that the connection strength between the circuit board and the piezoelectric vibrator is weakened and the reliability of the electrical connection is lowered.
本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.
[適用例1]本適用例にかかる圧電デバイスは、パッケージの外面に外部端子を有する圧電振動子と、回路素子と、前記圧電振動子の前記外部端子が形成された面に対向して配置され、一方の面に前記回路素子が搭載された回路基板であって、前記一方の面に接続端子が形成され、前記接続端子により前記回路素子と前記外部端子とが電気的に接続される回路基板と、前記外部端子と前記接続端子との間に配置され、前記圧電振動子と前記回路基板との間隔を保持する、表面が半田に覆われた支持部材と、を備え、前記支持部材が、前記外部端子と前記接続端子との間に複数配置され、前記半田により前記外部端子と前記接続端子とが接続されるとともに、少なくとも前記外部端子側及び前記接続端子側のうちいずれか一方の側において、前記支持部材と前記外部端子との接続部または前記支持部材と前記接続端子との接続部に形成される半田フィレットが、隣り合う前記支持部材の間で接触していることを特徴とする。 [Application Example 1] A piezoelectric device according to this application example is disposed to face a surface of a package on which an external terminal is formed, a piezoelectric vibrator having an external terminal, a circuit element, and the surface of the piezoelectric vibrator on which the external terminal is formed. A circuit board on which the circuit element is mounted on one surface, wherein a connection terminal is formed on the one surface, and the circuit element and the external terminal are electrically connected by the connection terminal. And a support member that is disposed between the external terminal and the connection terminal and maintains a distance between the piezoelectric vibrator and the circuit board, the surface of which is covered with solder, and the support member, A plurality of the external terminals are arranged between the external terminals and the connection terminals, the external terminals and the connection terminals are connected by the solder, and at least on either the external terminal side or the connection terminal side ,in front The solder fillet is formed in the connecting portion between the connecting portion or the support member and the support member and the external terminal and the connection terminal, characterized in that the contact between the support member adjacent.
このような構成によれば、圧電デバイスは、支持部材が、外部端子と接続端子との間に複数配置され、半田により外部端子と接続端子とが接続されるとともに、少なくとも外部端子側及び接続端子側のいずれか一方の側において、半田フィレットが隣り合う支持部材の間で接触している。
このことから、圧電デバイスは、外部端子と接続端子との接続面積が増えることにより、圧電振動子と回路基板との接続強度が増大し、圧電振動子と回路基板との導通の信頼性が向上する。
According to such a configuration, in the piezoelectric device, a plurality of support members are arranged between the external terminal and the connection terminal, the external terminal and the connection terminal are connected by solder, and at least the external terminal side and the connection terminal On either side of the side, the solder fillet is in contact between adjacent support members.
Therefore, in the piezoelectric device, the connection area between the external terminal and the connection terminal increases, so the connection strength between the piezoelectric vibrator and the circuit board increases, and the reliability of conduction between the piezoelectric vibrator and the circuit board improves. To do.
[適用例2]上記適用例にかかる圧電デバイスにおいて、前記支持部材が、球状に形成された金属ボールからなることが好ましい。 Application Example 2 In the piezoelectric device according to the application example described above, it is preferable that the support member is formed of a spherical metal ball.
このような構成によれば、圧電デバイスは、支持部材が球状に形成された金属ボールからなることで、金属ボールを略均一な大きさで製造することが容易であり、圧電振動子と回路基板との間隔を略均一に保持することができる。また、圧電デバイスは、支持部材が球状に形成された金属ボールからなることで、支持部材が半田のセルフアライメント作用により回路基板の接続端子に位置決めされ易い。 According to such a configuration, the piezoelectric device is made of a metal ball having a spherical support member, so that it is easy to manufacture the metal ball in a substantially uniform size. Can be kept substantially uniform. Also, in the piezoelectric device, since the support member is made of a metal ball formed in a spherical shape, the support member is easily positioned on the connection terminal of the circuit board by the self-alignment action of the solder.
[適用例3]上記適用例にかかる圧電デバイスにおいて、前記球状に形成された金属ボールの材質が、銅であることが好ましい。 Application Example 3 In the piezoelectric device according to the application example described above, it is preferable that a material of the spherical metal ball is copper.
このような構成によれば、圧電デバイスは、球状に形成された金属ボールの材質が銅であることから、導通性に優れるとともに半田との相性がよいので、半田に覆われ易い。 According to such a configuration, since the material of the spherically formed metal ball is copper, the piezoelectric device is excellent in electrical conductivity and compatible with solder, and thus is easily covered with solder.
[適用例4]上記適用例にかかる圧電デバイスにおいて、前記圧電振動子の外部端子の平面形状の一部が、前記複数配置された金属ボールと同心の円弧形状に形成されていることが好ましい。 Application Example 4 In the piezoelectric device according to the application example described above, it is preferable that a part of the planar shape of the external terminal of the piezoelectric vibrator is formed in an arc shape concentric with the plurality of metal balls arranged.
このような構成によれば、圧電デバイスは、圧電振動子の外部端子の平面形状の一部が、複数配置された金属ボールと同心の円弧形状に形成されている。このことから、圧電デバイスは、外部端子外周への半田の拡散が抑制され、金属ボール間に半田が留まり易くなることで、圧電振動子の外部端子と金属ボールとを確実に接続することができる。 According to such a configuration, in the piezoelectric device, a part of the planar shape of the external terminal of the piezoelectric vibrator is formed in an arc shape concentric with the plurality of metal balls arranged. Therefore, in the piezoelectric device, the diffusion of the solder to the outer periphery of the external terminal is suppressed, and the solder is easily retained between the metal balls, so that the external terminal of the piezoelectric vibrator and the metal ball can be reliably connected. .
[適用例5]上記適用例にかかる圧電デバイスにおいて、前記外部端子の円弧形状の半径が、前記金属ボールの半径と略同一であることが好ましい。 Application Example 5 In the piezoelectric device according to the application example described above, it is preferable that the arc-shaped radius of the external terminal is substantially the same as the radius of the metal ball.
このような構成によれば、圧電デバイスは、外部端子の円弧形状の半径が、金属ボールの半径と略同一であることから、外部端子外周への半田の拡散がさらに抑制され、金属ボール間に半田がさらに留まり易くなることで、圧電振動子の外部端子と金属ボールとをより確実に接続することができる。 According to such a configuration, in the piezoelectric device, since the radius of the arc shape of the external terminal is substantially the same as the radius of the metal ball, the diffusion of solder to the outer periphery of the external terminal is further suppressed, and the gap between the metal balls is reduced. Since the solder is more likely to stay, the external terminal of the piezoelectric vibrator and the metal ball can be more reliably connected.
以下、圧電デバイスの実施形態について図面を参照して説明する。
(第1の実施形態)
図1は、圧電デバイスの一例としての水晶発振器の概略構成を示す構成図である。図1(a)は平面図、図1(b)は、図1(a)のA−A線での断面図、図1(c)は、水晶発振器の構成部品である水晶振動子の裏面図である。なお、平面図では、理解を容易にするため水晶振動子、モールド部材を省略し、水晶振動子の外形を2点鎖線で表している。
Hereinafter, embodiments of a piezoelectric device will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a configuration diagram showing a schematic configuration of a crystal oscillator as an example of a piezoelectric device. 1A is a plan view, FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1A, and FIG. 1C is a back surface of a crystal resonator that is a component of the crystal oscillator. FIG. In the plan view, the crystal resonator and the mold member are omitted for easy understanding, and the outer shape of the crystal resonator is indicated by a two-dot chain line.
図1に示すように、第1の実施形態の水晶発振器1は、圧電振動子としての水晶振動子10、回路基板20、回路素子としてのIC(Integrated Circuit)チップ23、表面が半田に覆われた支持部材としての金属ボール30a,30b、半田31、モールド部材40などから構成されている。
As shown in FIG. 1, a crystal oscillator 1 according to the first embodiment includes a
水晶発振器1は、概略構成として、水晶振動子10と回路基板20とが、半田31により複数の金属ボール30a,30bを介して接続され、水晶振動子10と回路基板20との間がモールド部材40により封止されている。以下、水晶発振器1の構成を詳細に説明する。
The crystal oscillator 1 has a schematic configuration in which a
水晶振動子10は、パッケージ11、内部電極12、水晶振動片13、導電性接着剤14、リッド15などから構成されている。パッケージ11は、セラミックグリーンシートを積層して焼成することにより形成されている。パッケージ11の内側底面には、内部電極12が形成されており、導電性接着剤14により、水晶振動片13が接着固定されている。水晶振動片13は、発振周波数に応じた所定の厚みに研磨された水晶ウエハから形成される。なお、本実施形態では、水晶振動片13をATカット水晶振動片としている。
The
リッド15はコバールなどの金属からなり、パッケージ11にシーム溶接され、パッケージ11内が気密に封止されている。なお、パッケージ11の内部は、真空または窒素、ヘリウム、アルゴンなどの不活性ガスが封入されている。
パッケージ11の外面としての外側底面17には、外部端子16が4箇所形成されており、図示しないビアホールにより内部電極12と接続されている。
The
Four
図1(c)に示すように、外部端子16の平面形状は、一方側16aが後述する金属ボール30aと同心の円弧形状に形成され、他方側16bが金属ボール30bと同心の円弧形状に形成されている。
なお、外部端子16の一方側16a及び他方側16bの円弧形状の半径Rは、金属ボール30a,30bの半径rと略同一または若干大きくなるように形成され、一方側16aと他方側16bとが繋がって形成されている。なお、円弧形状の半径Rの大きさは、金属ボール30a,30bの半径rの大きさ、水晶振動子10と回路基板20との目標接続強度、半田31塗布量などにより適宜設定される。
As shown in FIG. 1C, the planar shape of the
The radius R of the arc shape of the one
回路基板20は、水晶振動子10の外部端子16が形成されたパッケージ11の外側底面17に対向して配置され、外側底面17に対向する一方の面28(以下、表面28という)に、ICチップ23が搭載されるとともに、外部端子16に対応する位置4箇所に接続端子21が形成されている。接続端子21は、配線パターンのボンディングパッド22とICチップ23のボンディングパッド24とがボンディングワイヤ25により接続されることにより、ICチップ23と電気的に接続される。
The
接続端子21の平面形状は、一方側21aが金属ボール30aと同心の円弧形状に形成され、他方側21bが金属ボール30bと同心の円弧形状に形成されている。なお、一方側21aと他方側21bとは配線パターンにより接続されている。
これにより、回路基板20は、半田31溶融時に半田31のセルフアライメント作用が働き、金属ボール30aが接続端子21の一方側21aの略中央に位置決めされ、金属ボール30bが接続端子21の他方側21bの略中央に位置決めされる。
As for the planar shape of the
Thus, the self-alignment action of the
また、回路基板20は、表面28の反対側の面29(以下、裏面29という)の4隅に、外部機器に接続される外部接続端子27が形成されている。外部接続端子27は、裏面29からスルーホール26により表面28の配線パターンのボンディングパッド22に接続され、ボンディングパッド22とICチップ23のボンディングパッド24とがボンディングワイヤ25により接続されることにより、ICチップ23と電気的に接続される。
The
ICチップ23は、水晶振動子10の外部端子16と電気的に接続され、水晶振動子10を励振する発振回路及び水晶振動子10の周波数の温度特性を補償する温度特性補償回路などを有する。
The
金属ボール30a,30bは、球状に形成された金属のボールであり、半田より融点の高い銅などの金属を核として、この核の表面に半田が被覆されることにより形成されている。本実施形態では、金属ボール30a,30bの材質として、銅を用いている。なお、金属ボール30aと金属ボール30bとは、略同一形状に形成されている。
また、金属ボール30a,30bは、水晶振動子10のパッケージ11の外部端子16と回路基板20の接続端子21との間に半田31を介して配置される。
The
Further, the
半田31は、鉛フリー半田が用いられ、常温でクリーム状になるように形成されて、ディスペンサなどにより金属ボール30a,30b、水晶振動子10の外部端子16などに塗布される。塗布された半田31は、リフロー炉などで溶融され、その後硬化する。
このとき、金属ボール30a,30bと外部端子16との間に半田フィレット(半田付けしたときの略弓状に反った半田の形状をいう)31a,31bが形成される。なお、半田31の塗布量は、半田フィレット31a,31bが所定の形状になるように適宜調整される。
The
At this time, solder fillets (referred to as the shape of solder warped in a substantially bow shape when soldered) 31a, 31b are formed between the
これにより、水晶発振器1は、水晶振動子10と回路基板20との間隔が金属ボール30a,30bにより保持されるとともに、半田31により金属ボール30a,30bを介して外部端子16と接続端子21とが接続される。これにより、外部端子16と接続端子21とは、電気的に接続される。
Thereby, in the crystal oscillator 1, the distance between the
また、金属ボール30aと金属ボール30bとは、外部端子16側において、それぞれに形成された半田フィレット31aと半田フィレット31bとが、互いに接触している。なお、半田フィレット31a,31bは、接続端子21側に形成されて互いに接触していてもよく、外部端子16側及び接続端子21側の両側に形成されて互いに接触していてもよい。
The
なお、外部端子16側における半田フィレット31a,31bの接触高さHは、金属ボール30a,30bの直径をdとしたときに、1/4d以上が好ましい。これによれば、金属ボール30aと金属ボール30bとの接続がより確実に行える。
The contact height H of the
モールド部材40は、エポキシ系の絶縁性樹脂であるモールド材からなり、半田31により金属ボール30a,30bを介して接続された水晶振動子10と回路基板20との間に充填され、加熱により硬化する。これにより、水晶発振器1は、水晶振動子10と回路基板20との間がモールド部材40により封止され、ICチップ23などが保護される。
The
上述したように、第1の実施形態の水晶発振器1は、金属ボール30a,30bが、水晶振動子10の外部端子16と回路基板20の接続端子21との間に複数配置され、半田31により外部端子16と接続端子21とが接続されている。また、金属ボール30a,30bは、それぞれに形成された半田フィレット31a,31bが接触することで互いに接続されている。
As described above, in the crystal oscillator 1 of the first embodiment, a plurality of
このことから、水晶発振器1は、外部端子16と接続端子21との接続面積が増えることにより、水晶振動子10と回路基板20との接続強度が増大するとともに、水晶振動子10と回路基板20との導通の信頼性が向上する。
Thus, in the crystal oscillator 1, the connection area between the
また、水晶発振器1は、表面が半田に覆われた支持部材として、球状に形成された金属ボール30a,30bが用いられていることから、金属ボール30a,30bを略均一な大きさで製造することが容易であり、水晶振動子10と回路基板20との間隔を略均一に保持することができる。
また、水晶発振器1は、金属ボール30a,30bが球状に形成されていることから、金属ボール30a,30bが半田31のセルフアライメント作用により、回路基板20の接続端子21の一方側21a及び他方側21bのそれぞれの略中央に位置決めされ易い。
Further, the crystal oscillator 1 uses
Further, in the crystal oscillator 1, since the
また、水晶発振器1は、金属ボール30a,30bの材質が銅であることから、導通性に優れるとともに半田31との相性がよいので、表面が半田31に覆われ易い。
Further, since the material of the
また、水晶発振器1は、水晶振動子10の外部端子16の平面形状が、一方側16aでは金属ボール30aと同心の円弧形状に形成され、他方側16bでは金属ボール30bと同心の円弧形状に形成されている。
Further, in the crystal oscillator 1, the planar shape of the
このことから、水晶発振器1は、外部端子16外周への半田31の拡散が抑制され、金属ボール30a,30b間に半田31が留まり易いことで、半田フィレット31a,31bが十分に形成され、水晶振動子10の外部端子16と金属ボール30a,30bとを確実に接続することができる。
Therefore, in the crystal oscillator 1, the diffusion of the
また、水晶発振器1は、水晶振動子10の外部端子16の円弧形状の半径Rが、金属ボール30a,30bの半径rと略同一である場合には、外部端子16外周への半田31の拡散がさらに抑制され、金属ボール30a,30b間に半田31がさらに留まり易い。
これにより、水晶発振器1は、半田フィレット31a,31bが十分に形成され、水晶振動子10の外部端子16と金属ボール30a,30bとをより確実に接続することができる。
Further, in the crystal oscillator 1, when the arc-shaped radius R of the
Thereby, in the crystal oscillator 1, the
また、水晶発振器1は、金属ボール30a,30b間に半田31が留まり易いことで、半田31が塗布されても金属ボール30a,30bの外周形状があまり大きくならない。これにより、水晶発振器1は、金属ボール30a,30bと回路基板20上のボンディングワイヤ25、ICチップ23などの構成部品との隙間を確保でき、金属ボール30a,30bと構成部品とのショートによる不具合を回避することができる。
Further, in the crystal oscillator 1, the
ここで、第1の実施形態の水晶発振器1における一変形例を説明する。なお、変形例はこれに限定するものではなく様々な態様が可能である。
(変形例)
図2は、圧電デバイスの一例としての水晶発振器の概略構成を示す要部断面図である。なお、第1の実施形態との共通部分には同じ符号を附し、その説明を省略する。
Here, a modification of the crystal oscillator 1 of the first embodiment will be described. Note that the modification is not limited to this, and various modes are possible.
(Modification)
FIG. 2 is a cross-sectional view of an essential part showing a schematic configuration of a crystal oscillator as an example of a piezoelectric device. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to a common part with 1st Embodiment, and the description is abbreviate | omitted.
図2に示すように、第1の実施形態の変形例の水晶発振器101は、水晶振動子10、回路基板20、ICチップ23(図1参照)、金属ボール30a,30b、半田31、モールド部材40などから構成されている。
水晶発振器101は、第1の実施形態の水晶発振器1と比較して、金属ボール30a,30bの間隔が異なる。以下この点を中心に説明する。
As shown in FIG. 2, a
The
水晶発振器101は、第1の実施形態の水晶発振器1と比較して、水晶振動子10の外部端子16の一方側16aと他方側16bとが近づけられて形成され、回路基板20の接続端子21の一方側21aと他方側21bとが近づけられて形成されている。
これにより、水晶発振器101は、金属ボール30a,30bが互いに接触した状態で水晶振動子10と回路基板20とが接続される。
The
Thus, in the
このことから、水晶発振器101は、第1の実施形態の水晶発振器1の効果に加えて、以下の効果がある。
上述したように、水晶発振器101は、金属ボール30a,30bが互いに接触した状態で水晶振動子10と回路基板20とが接続される。これにより、水晶発振器101は、外部端子16及び接続端子21の外形形状の金属ボール30a,30bが並ぶ方向に沿った長さを、第1の実施形態の水晶発振器1と比較して、短くすることができ、水晶振動子10と回路基板20との接続スペースを小さくすることができる。
From this, the
As described above, in the
(第2の実施形態)
図3は、圧電デバイスの一例としての水晶発振器の概略構成を示す構成図である。図3(a)は平面図、図3(b)は、図3(a)のB−B線での断面図、図3(c)は、水晶発振器の構成部品である水晶振動子の裏面図である。なお、平面図では、理解を容易にするため水晶振動子、モールド部材を省略し、水晶振動子の外形を2点鎖線で表している。また、第1の実施形態との共通部分には同じ符号を附し、その説明を省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 3 is a configuration diagram showing a schematic configuration of a crystal oscillator as an example of a piezoelectric device. 3A is a plan view, FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 3A, and FIG. 3C is a back surface of a crystal resonator that is a component of the crystal oscillator. FIG. In the plan view, the crystal resonator and the mold member are omitted for easy understanding, and the outer shape of the crystal resonator is indicated by a two-dot chain line. Also, common parts with the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
図3に示すように、第2の実施形態の水晶発振器201は、水晶振動子10、回路基板20、ICチップ23、金属ボール30a,30b、半田31、モールド部材40などから構成されている。
第2の実施形態の水晶発振器201は、第1の実施形態の水晶発振器1と比較して、水晶振動子10の外部端子116及び回路基板20の接続端子121の形成箇所数などが異なる。以下この点を中心に説明する。
As shown in FIG. 3, the
The
第2の実施形態の水晶発振器201では、水晶振動子10の外部端子116及び回路基板20の接続端子121が、平面視において、水晶発振器201の長辺に沿った方向(紙面左右方向)の両端近傍に1箇所ずつ形成されている。
また、外部端子116及び接続端子121は、金属ボール30a,30bの並ぶ方向が水晶発振器201の短辺に沿うとともに、外部端子116及び接続端子121の短辺に沿った方向の位置が、水晶発振器201の略中央になるように形成されている。
In the
Further, the
図3(c)に示すように、水晶振動子10の外部端子116の平面形状は、一方側116aが金属ボール30aと同心の円弧形状に形成され、他方側116bが金属ボール30bと同心の円弧形状に形成され、さらに2つの円弧が接線で繋がれることで小判状に形成されている。
As shown in FIG. 3C, the planar shape of the
なお、外部端子116の一方側116a及び他方側116bの円弧形状の半径Rは、金属ボール30a,30bの半径rと略同一または若干大きくなるように形成されている。なお、円弧形状の半径Rの大きさは、金属ボール30a,30bの半径rの大きさ、水晶振動子10と回路基板20との目標接続強度、半田31塗布量などにより適宜設定される。なお、外部端子116の平面形状は、上記の小判状に限定するものではなく、第1の実施形態の外部端子16と同様の形状としてもよい。
The arc-shaped radius R of the one
図3(a)に示すように、回路基板20の接続端子121の平面形状は、一方側121aが金属ボール30aと同心の円弧形状に形成され、他方側121bが金属ボール30bと同心の円弧形状に形成されている。なお、一方側121aと他方側121bとは配線パターンにより接続されている。
これにより、回路基板20は、半田31溶融時に半田31のセルフアライメント作用が働き、金属ボール30aが接続端子121の一方側121aの略中央に位置決めされ、金属ボール30bが接続端子121の他方側121bの略中央に位置決めされる。
As shown in FIG. 3A, the planar shape of the
Thus, the self-alignment action of the
第2の実施形態の水晶発振器201は、第1の実施形態の水晶発振器1の効果に加えて、以下の効果がある。
上述したように、水晶発振器201は、水晶振動子10の外部端子116及び回路基板20の接続端子121が、平面視において、水晶発振器201の長辺に沿った方向の両端近傍に1箇所ずつ形成されている。また、外部端子116及び接続端子121は、金属ボール30a,30bの並ぶ方向が水晶発振器201の短辺に沿うとともに、外部端子116及び接続端子121の短辺に沿った方向の位置が、水晶発振器201の略中央になるように形成されている。
The
As described above, in the
このことから、水晶発振器201は、水晶振動子10と回路基板20とを水晶発振器201の長辺に沿った方向の両端近傍で、且つ短辺に沿った方向の略中央で接続することにより、両者を安定した姿勢で保持することができる。
また、水晶発振器201は、外部端子116及び接続端子121の形成箇所が各2箇所であることから、第1の実施形態の水晶発振器1と比較して、水晶振動子10と回路基板20との接続スペースを大幅に少なくできる。
また、水晶発振器201は、水晶振動子10と回路基板20との接続箇所が半減することから、第1の実施形態の水晶発振器1と比較して、製造工数を低減することができる。
From this, the
Further, in the
Further, the
なお、上記の各実施形態、変形例では、表面が半田に覆われた支持部材を金属ボール30a,30bとしたが、これに限定するものではなく、例えば、円柱や角柱などの柱状に形成された金属でもよい。また、上記の各実施形態、変形例では、金属ボール30a,30bの材質を銅としたが、これに限定するものではなく、金、銀、アルミニウムなどの金属でもよい。また、支持部材は、表面が半田に覆われ得るものであれば金属に限定せず、半田より融点の高い樹脂、セラミックスなどでもよい。
In each of the above-described embodiments and modifications, the support member whose surface is covered with solder is the
なお、上記の各実施形態、変形例では、圧電振動子を水晶振動子10とし、圧電振動片を水晶振動片13としたが、圧電振動片の材料は水晶に限定するものではなく、例えば、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウムなどの圧電材料でもよい。
In each of the above-described embodiments and modifications, the piezoelectric vibrator is the
1,101,201…圧電デバイスとしての水晶発振器、10…圧電振動子としての水晶振動子、11…パッケージ、12…内部電極、13…水晶振動片、14…導電性接着剤、15…リッド、16,116…外部端子、17…パッケージの外面としての外側底面、20…回路基板、21,121…接続端子、22…ボンディングパッド、23…回路素子としてのICチップ、24…ICチップのボンディングパッド、25…ボンディングワイヤ、26…スルーホール、27…外部接続端子、28…回路基板の一方の面としての表面、29…回路基板の裏面、30a,30b…表面が半田に覆われた支持部材としての金属ボール、31…半田、31a,31b…半田フィレット、40…モールド部材。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,101,201 ... Crystal oscillator as a piezoelectric device, 10 ... Crystal oscillator as a piezoelectric vibrator, 11 ... Package, 12 ... Internal electrode, 13 ... Crystal vibrating piece, 14 ... Conductive adhesive, 15 ... Lid, DESCRIPTION OF SYMBOLS 16,116 ... External terminal, 17 ... Outer bottom face as outer surface of package, 20 ... Circuit board, 21, 121 ... Connection terminal, 22 ... Bonding pad, 23 ... IC chip as circuit element, 24 ... Bonding pad of IC chip , 25 ... bonding wires, 26 ... through holes, 27 ... external connection terminals, 28 ... a surface as one surface of the circuit board, 29 ... a back surface of the circuit board, 30a, 30b ... as a support member whose surface is covered with solder Metal balls, 31 ... solder, 31a, 31b ... solder fillet, 40 ... mold member.
Claims (5)
回路素子と、
前記圧電振動子の前記外部端子が形成された面に対向して配置され、一方の面に前記回路素子が搭載された回路基板であって、前記一方の面に接続端子が形成され、前記接続端子により前記回路素子と前記外部端子とが電気的に接続される回路基板と、
前記外部端子と前記接続端子との間に配置され、前記圧電振動子と前記回路基板との間隔を保持する、表面が半田に覆われた支持部材と、を備え、
前記支持部材が、前記外部端子と前記接続端子との間に複数配置され、前記半田により前記外部端子と前記接続端子とが接続されるとともに、少なくとも前記外部端子側及び前記接続端子側のうちいずれか一方の側において、前記支持部材と前記外部端子との接続部または前記支持部材と前記接続端子との接続部に形成される半田フィレットが、隣り合う前記支持部材の間で接触していることを特徴とする圧電デバイス。 A piezoelectric vibrator having external terminals on the outer surface of the package;
Circuit elements;
A circuit board on which the circuit element is mounted on one surface, facing the surface on which the external terminal of the piezoelectric vibrator is formed, wherein a connection terminal is formed on the one surface, and the connection A circuit board to which the circuit element and the external terminal are electrically connected by a terminal;
A support member which is disposed between the external terminal and the connection terminal and maintains a distance between the piezoelectric vibrator and the circuit board, and whose surface is covered with solder;
A plurality of the support members are arranged between the external terminal and the connection terminal, and the external terminal and the connection terminal are connected by the solder, and at least one of the external terminal side and the connection terminal side On either side, a solder fillet formed at a connection portion between the support member and the external terminal or a connection portion between the support member and the connection terminal is in contact between the adjacent support members. A piezoelectric device characterized by the above.
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