JP5162219B2 - 表面実装用の水晶発振器 - Google Patents

Description

本発明は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、特に水晶振動子の振動特性を検査する特性検査端子を有する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、特に携帯型の電子機器に内蔵され、例えば容器本体の外側面に水晶振動子の特性検査端子を設けたものがある。近年では、小型化（低背化）の進行に伴い、特性検査端子の面積も小さくなって測定用プローブの充分な接触を確保できなくなる問題がある。

（従来技術の一例）
第２図は一従来例を説明する図で、同図（ａ）は表面実装発振器断正面図、同図（ｂ）は側面図、同図（ｃ）は水晶片の平面である。

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とを収容し、金属カバー４を被せて密閉封入する。容器本体１は内壁段部を有して底壁１ａと枠壁１ｂからなり、この例では底壁１ａは一層として、枠壁１ｂは底壁層１ａから順に三層（１ｂ1、１ｂ2、1b3）とする。内壁段部は枠壁の二層目１ｂ2と三層目１ｂ3の間に形成され、表面上には一対の水晶端子５を有する。

容器本体１の内底面には水晶端子５と電気的に接続した端子を含む図示しない回路端子を有する。そして、外底面には回路端子と電気的に接続した電源、出力、アース、及びスタンバイ端子とした実装端子６を有する。さらに、容器本体１の外側面には一対の水晶端子５と積層面を経て電気的に接続した水晶振動子の特性検査端子７（ａｂ）を有する。

特性検査端子７（ａｂ）は例えば短辺方向の対向する一組の外側面として、最上位層（三層１ｂ3）を除いた枠壁１ｂの一層目１ｂ1と二層目１ｂ2に形成される。これらは、所謂スルーホール加工によって形成され、上下左右に内周端を有する窪み８の内周面に形成される。

ＩＣチップ２は図示しない発振回路を少なくとも集積化して回路機能面に図示しないＩＣ端子を有する。そして、回路機能面のＩＣ端子は例えばバンプ９を用いた超音波熱圧着によって回路端子に固着され、電気的・機械的に接続する。この例ではクロックオシレータとする。

水晶片３は両主面に励振電極１０ａを有し、例えば一端部両側の外周部に引出電極１０ｂを延出する。そして、引出電極１０ｂの延出した一端部両側が内壁段部の水晶端子５に導電性接着剤１１によって固着され、電気的・機械的に接続する。金属カバー４は容器本体１の開口端面に設けられた金属リング１２にシーム溶接等によって接合される。

このようなものでは、ＩＣチップ２及び水晶片３を容器本体１に収容して金属カバー４を接合した後、測定用のプローブを特性検査端子７（ａｂ）に当接し、水晶片３が密閉封入された水晶振動子の振動特性を検査する。そして、振動特性中の例えばクリスタルインピーダンス（ＣＩ）や周波数温度特性が規格値を満足しない場合は、不良品として廃棄される。これらの場合、例えば表面実装発振器は図示しない測定治具内に挿入される。そして、第３図（正面図）に模式的に示したように、弾性機構による測定用プローブＰが斜め下方向から円弧状に突出して特性検査端子７（ａｂ）に当接する。

なお、シーム溶接によって金属カバー４を接合した際、熱膨張係数差から容器本体１が変形する。そして、これによって、導電性接着剤１１による水晶片３の保持状態が変化することから、金属カバー４を接合した後、水晶振動子の振動特性が検査される。また、容器本体１の最上位層（枠壁１ｂの最上位層１ｂ3）と最下位層ここでは底壁１ａは無電極層とするので、金属カバー４やセット基板の回路パターンとの電気的短絡を防止する。
特許第３７５４９１３号公報 特許第３４０６８４５号公報 特開２００７−１４２８６９号公報

（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、シーム溶接による金属カバー４の接合とするので、容器本体１の開口端面には金属リング１２を要する。したがって、例えば平面外形を既成規格の2.0×1.6ｍｍや1.6×1.2ｍｍとして、金属カバー４を含めた表面実装発振器の高さ（厚み）を0.7ｍｍとすると、容器本体１の高さは約0.5ｍｍとなる。

具体的には、金属カバー４の厚みは0.07ｍｍ、金属リング１２の厚みは0.12ｍｍとなるので、容器本体の高さ（厚み）は0.5ｍｍになる。そして、容器本体の外側面を無電極とする最下位層（底壁）と最上位層（枠壁の三層目）の厚みを例えば0.18ｍｍ及び0.1ｍｍとすると、特性検査端子７（ａｂ）の形成される枠壁の一層目と二層目との合計厚みは僅かな0.22ｍｍとなる。

一方、測定治具における測定用プローブは、前述したように、図示しない弾性機構によって、先端が斜め下方から円弧状に突出して特性検査端子７（ａｂ）に当接する。したがって、測定用プローブＰの先端は、特に上下方向でのぶれが大きくなる。このことから、特性検査端子７（ａｂ）の高さ方向の寸法が要求され、前述した僅か0.22ｍｍの高さでは、測定用プローブＰが確実に接触しない問題を生ずる。

このことから、例えば第４図に示したように、特性検査端子７（ａｂ）の幅を充分に広げて「同図（ａ）」、表面実装発振器の長さ方向を垂直にして測定治具内に挿入し、測定用プローブＰを斜め下方から円弧状に突出して当接することが考えられた「同図（ｂ）」。しかし、この場合には、シート状のセラミック生地を積層して形成する際、枠壁の三層目（最上位層）１ｂ3が垂れ下がり、開口端面の平行度を損なう問題があった。

（発明の目的）
本発明は特性検査端子の幅を大きくして測定用プローブの接触を確実にし、生産性を高め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、底壁と枠壁とからなるとともに内壁段部を有して凹状とした積層セラミックからなる容器本体と、前記容器本体の内底面に固着されたＩＣチップと、前記内壁段部に励振電極から引出電極の延出した外周部が固着された水晶片と、前記容器本体の対向する一組の外側面に設けられた水晶振動子用の特性検査端子とを有する表面実装用の水晶発振器において、前記容器本体の枠壁は底壁上から順に一層目、二層目及び三層目の三層構造とし、前記枠壁の一層目の外側面に前記特性検査端子が設けられ、前記特性検査端子の幅方向の長さは前記三層目の厚みに対して２倍以上とした構成とする。

このような構成であれば、水晶振動子の特性検査端子は三層目の厚みに対して３倍以上の長さとして充分に大きくする。したがって、測定用プローブの先端が特性検査端子の幅方向にずれを生じても、特性検査端子に確実に当接（接触）する。したがって、生産性を高められる。

（実施態様項）
本発明の請求項２では、請求項１において、前記特性検査端子の幅方向の長さは、前記容器本体の外側面の全領域にわたって設けられる。これにより、特性検査端子の幅方向の長さは最大となるので、測定用プローブの当接をさらに確実にできる。

同請求項３では、請求項１において、前記容器本体は開口端面に金属リングが設けられ、前記金属カバーは前記金属リングにシーム溶接によって接合される。これにより、容器本体の高さが、例えば電子ビームを用いた場合に比較して低くなるので、本発明の効果は高まる。なお、電子ビームの場合は金属厚膜とするので金属リングよりも厚みが小さくなる。

第１図は本発明の一実施形態を説明する表面実装発振器の正断面図、同図（ｂ）は側面図である。なお、前従来例と同一部分には同番号を付与して、そ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、底壁１ａと枠壁１ｂとを有した積層セラミックからなり、内壁段部を有す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。ＩＣチップ２はＩＣ端子を有する回路機能面が容器本体１の内底面に、水晶片３は引出電極１０ｂの延出した外周部が内壁段部にそれぞれ固着される。そして、容器本体１の開口端面には金属リング１２を有し、金属カバー４がシーム溶接によって接合される。

この実施形態では、表面実装発振器の平面外形は例えば2.0×1.6ｍｍあるいは1.6×1.2ｍｍとして、厚みは0.7ｍｍとする。そして、金属カバー４の厚みを0.07ｍｍ、金属リング１２の厚みを0.12ｍｍとして、容器本体の高さを0.5ｍｍとする。枠壁１ｂは前述のように三層として一層目１ｂ1を0.1ｍｍ、二層目１ｂ2を0.12ｍｍ、三層目（最上位層）１ｂ3を0.1ｍｍとする。底壁１ａは一層として0.18ｍｍとする。

そして、容器本体１の対向する一組の外側面となる枠壁１ｂの一層目１ｂ1には上下に内周端面を有する窪み８が設けられて、特性検査端子７（ａｂ）が形成される。ここでの対向する一組の外側面は例えば短辺方向の両側面とし、特性検査端子７（ａｂ）は短辺方向の全領域とする。

このようなものでは、表面実装発振器における他組の外側面（長辺方向の外側面）の一方を下面として図示しない測定治具内に挿入し、表面実装発振器の短辺方向を垂直方向として直立させる。そして、前述したように「前第４図（ｂ）参照」、弾性機構による測定用プローブＰが斜め下方向から円弧状に突出して特性検査端子７（ａｂ）に当接する。

この場合、測定用プローブＰの先端は上下方向にぶれを生ずるものの、左右方向でのぶれはほとんどない。したがって、ここでは、容器本体１の短辺方向の全領域にわたって特性検査端子７（ａｂ）を設けているので、測定用プローブの先端が上下にぶれを生じても、確実に特性検査端子７（ａｂ）に当接する。

そして、特性検査端子７（ａｂ）は枠壁の一層目１ｂ1のみで、二層目１ｂ2と三層目１ｂ3は、容器本体１おける平面外形の外周端まで延出する。したがって、二層目１ｂ2と三層目１ｂ3との厚みによって強度を維持するので、一層目１ｂ1との間に段差があっても垂れ下がりを防止して、開口端面の平面度を維持できる。

（他の事項）
上記実施形態ではクロックオシレータとして説明したが、例えば温度補償発振器とした場合でも同様に適用できる。また、一主面側のみに凹部を有する容器本体１を対象としが、両主面に凹部を有してＩＣチップ２と水晶片３とを別個に収容した場合でも外側面に特性検査端子７（ａｂ）を設ける場合に適用できる。

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）は正断面図、同図（ｂ）は側面図である。 従来例を説明する図で、同図（ａ）は表面実装発振器の正断面図、同図（ｂ）は側面図同図（ｃ）は水晶片の平面である。 従来例の測定方法を説明する模式的な表面実装発振器の正面図である。 従来例を説明する図で、同図（ａ）は表面実装発振器の側面図、同図（ｂ）は測定方法を説明する模式的な平面図である。 従来例の問題点を説明する表面実装発振器の側面図である。

符号の説明

１ 容器本体、２ ＩＣチップ、３ 水晶片、４ 金属カバー４、５ 水晶端子、６ 実装端子、７ 特性検査端子７（ａｂ）、８ 窪み、９ バンプ、１０ 励振及び引出電極、１１ 導電性接着剤、１２ 金属リング。

Claims (2)

1. 底壁と枠壁とを積層するとともに内壁段部を有して凹状断面とした積層セラミックからなる容器本体と、前記容器本体内部の内底面に固着されたＩＣチップと、前記内壁段部に励振電極から引出電極の延出した外周部が固着された水晶片と、前記容器本体の対向する短辺方向の外側面に設けられた水晶振動子用の特性検査端子とを有する表面実装用の水晶発振器において、前記容器本体の前記枠壁が前記底壁上面から順に一層目、二層目及び三層目の三層構造とからなり、前記特性検査端子が、前記容器本体の前記枠壁の一層目の前記短辺方向の外側面の全領域にわたって形成されることを特徴とする表面実装用の水晶発振器。
2. 請求項１において、前記容器本体の開口端面に金属リングが設けられ、金属カバーが前記金属リングにシーム溶接によって接合される表面実装用の水晶発振器。