JP5183174B2 - 表面実装水晶発振器の製造方法及びこれ用の容器本体 - Google Patents

Description

本発明は表面実装水晶発振器（以下、表面実装発振器とする）の製造方法及び容器本体を技術分野とし、特に水晶片を強励振した後にＩＣチップと電気的に接続する製造方法及びこれに用いられる容器本体に関する。

（発明の背景）
表面実装発振器は小型・軽量であることから、携帯電話で代表される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。このようなものでは、水晶片に付着した異物によって励振レベルが小さいと不発振となる現象がある（所謂ＤＬＤ、Drive level dependency)。このことから、通常では、水晶片を強励振して異物を除去することが行われる。

（従来技術の一例）
第５図及び第６図（ａｂ）は一従来例を説明する図で、第５図は表面実装発振器の断面図、第６図（ａｂ）は同カバーを除く平面図である。

表面実装発振器は容器本体１にＩＣチップ２と水晶片３とを収容し、カバー４を被せて密閉封入する。容器本体１は内壁に段部を有する凹状とした積層セラミックからなり、外底面の４角部には表面実装用の外部端子５を有する。また、例えば長さ方向の両端側の外側面には水晶片３（水晶振動子）の振動特性を検査するとともに強励振用とした一対の水晶検査端子６（ａｂ）を有する。水晶検査端子６（ａｂ）はスルーホール加工によって形成され、積層セラミックの最上位層と最下位層には短絡防止のため、ここではスルーホール（貫通電極）は形成されない。

ＩＣチップ２は発振回路を集積化し、特に発振回路が形成される一主面（回路機能面）に図示しないＩＣ端子を有する。そして、ＩＣチップ２のＩＣ端子は容器本体１の内底面に設けられた回路端子７に電気的に接続する。ＩＣチップ２はフリップチップボンディングとして、例えば楕円状で示すバンプを用いた超音波熱圧着によって固着される。ＩＣ端子のうちの出力、電源、アースやＡＦＣ（自動周波数制御）端子は積層面を経て、これに対応した外部端子５に電気的に接続する。

水晶片３は両主面に図示しない励振電極を有し、例えば一端部両側に引出電極を延出する。引出電極はそれぞれ折り返して両主面に形成され、内壁段部の水晶保持端子８（ａｂ）に導電性接着剤９によって固着される。導電性接着剤９は２工程によって塗布され、水晶片３の下面を水晶保持端子８（ａｂ）に固着する下塗用の導電性接着剤９ａと、水晶片３の上面から塗付する上塗用の導電性接着剤９ｂとからなる。

水晶保持端子８（ａｂ）は内壁段部に設けた貫通電極１０及び内底面の導電路を経て、ＩＣチップ２の水晶端子が固着される回路端子（以下、水晶回路端子とする）７（ｘｙ）に電気的に接続する。さらに、水晶保持端子８（ａｂ）は、積層面等を経て両端側の外側面に設けた水晶検査端子６（ａｂ）に電気的に接続する。

この例では、水晶片３が電気的に接続する水晶保持端子８（ａｂ）と水晶回路端子７（ｘｙ）とを電気的に接続する導電路は予め分断して形成される「第６図（ａ）」。そして、ＩＣチップ２を内底面に、水晶片３を内壁段部に固着した後、水晶検査端子６（ａｂ）に図示しない外部からの発振回路を接続して高電圧となる高周波を印加して水晶片３を強励振する。これにより、水晶片３に付着した微小な異物を除去する。

その後、分断された導電路を例えば導電性接着剤９によって電気的に接続する「第６図（ｂ）」。そして、例えば金属としたカバー４をシーム溶接によって、容器本体１の開口端面に接合する。開口端面には例えば銀ロウによって、図示しない溶接用の金属リングが予め設けられる。そして、密閉封入後、水晶片（水晶振動子）３のクリスタルインピーダンス（ＣＩ）等の振動特性を水晶検査端子６（ａｂ）によって測定する。

このようなものでは、水晶片３を外部の発振回路に接続して強励振した後、分断された導電路を接続して水晶片３とＩＣチップ２とを電気的に接続する。したがって、水晶片３に対する強励振時の高周波電圧がＩＣチップ２には印加されないので、ＩＣチップ２の電気的破壊を防止する。
特願２００２−１９８７３８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、水晶片３とＩＣチップ２とを接続する導電路は予め分断され、水晶片３の強励振後に導電性接着剤９ｃによって接続する。したがって、本来は無用の導電性接着剤９ｃを要するとともに作業工程を多くするので、生産性を低下させる問題があった。

また、水晶回路端子７（ｘｙ）と水晶保持端子８（ａｂ）とは水晶片３の強励振後、予め分断して設けられた導電路が導電性接着剤９ｃによって接続される。このため、導電性接着剤９は水晶片の固着後に塗付されるので、導電路は水晶片３の外側領域として、容器本体１の内周寄りに形成する必要がある。

また、導電性接着剤９ｃは例えばディスペンサ等によって塗付されるので、先端側が挿入されるスペースも必要となる。これらのことから、容器本体１の幅方向を大きくしなければならず、前述した生産性を低下させるとともに、表面実装発振器の小型化を阻害する問題もあった。

（発明の目的）
本発明は作業性を良好として生産性を高め、さらには小型化を維持した表面実装発振器の製造方法及びこれ用の容器本体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、励振電極から引出電極が外周部の二箇所に延出した水晶片と、前記引出電極の延出した外周部に対応して水晶保持端子を有する容器本体と、前記水晶端子と電気的に接続して前記水晶片とともに前記容器本体に収容されたＩＣチップと、前記水晶端子から独立的に延出して前記容器本体の外周に設けられた水晶検査端子とを備え、前記水晶検査端子によって前記水晶片を強励振した後、前記水晶検査端子と前記ＩＣチップの水晶端子とを電気的に接続した表面実装水晶発振器の製造方法において、前記水晶保持端子は予め分断された第１保持端子と第２保持端子とからなり、前記第１保持端子は前記水晶検査端子に電気的に接続して、前記第２保持端子は前記ＩＣチップの水晶端子に電気的に接続し、前記水晶片の引出電極の延出した外周部は前記第１保持端子に第１導電性接着剤によって固着される第１工程と、前記第１工程後に前記水晶検査端子によって前記水晶片を強励振する第２工程と、前記第２工程後に第２導電性接着剤を水晶片の上面から塗付して固着強度を高めるとともに前記第１保持端子と前記第２保持端子とを電気的に接続した第３工程とを有する。

また、これ用の容器本体１として、本発明の請求項３では、励振電極から引出電極の延出した二箇所の外周部に対応して水晶保持端子を内底面に有し、前記水晶片とともに発振回路を形成するＩＣチップを収容し、前記水晶保持端子から独立的に延出して前記容器本体の外周に設けられた水晶検査端子を有し、前記水晶検査端子によって前記水晶片を強励振した後、前記水晶検査端子と前記ＩＣチップの水晶端子とが電気的に接続される表面実装水晶発振器の容器本体において、前記前記水晶保持端子は予め分断された第１保持端子と第２保持端子とからなり、前記第１保持端子は前記水晶検査端子に電気的に接続して、前記第２保持端子は前記ＩＣチップの水晶端子に電気的に接続した構成とする。

このような請求項１の構成（製造法）であれば、従来の水晶保持端子を分断して、水晶検査端子に電気的に接続した第１保持端子と、ＩＣチップに電気的に接続した第２保持端子とから形成する。そして、第１保持端子に第１導電性接着剤によって水晶片を固着して強励振した後、第２導電性接着剤によって水晶片の上面から塗付する。

したがって、従来同様の２工程とした導電性接着剤の塗付によって、引出電極の延出した水晶片の外周部を固着すると同時に、予め分断して形成された第１保持端子と第２保持端子とを接続できる。これにより、従来の水晶片とＩＣチップとを電気的に接続する導電路を分断して、強励振後に、水晶片を固着する導電性接着剤とは別個の導電性接着剤によって接続する場合に比較し、無駄な導電性接着剤を要することなく、作業性を向上して生産性を高める。

また、請求項３の容器本体の構成であれば、第１保持端子は水晶片に、第２保持端子はＩＣチップに接続して、予め分断されているので、請求項１での製造方法を達成できる。

（実施態様項）
本発明の請求項２では、請求項１において、前記第１導電性接着剤は前記第１保持端子に塗付されて、前記水晶板の下面を固着する下塗用とする。これにより、従来同様の塗付工程によって、水晶片の固着と分断された水晶保持端子との接続を同時に達成できる。

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特に容器本体の図で、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は一部拡大の便宜的な断面図である。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「前第５図参照」、積層セラミックからなる容器本体１の内底面に設けられた回路端子７にフリップチップボンディングによってＩＣチップ２を固着し、引出電極の延出した水晶片３の一端部両側を内壁段部の水晶保持端子８（ａｂ）に導電性接着剤９によって固着する。容器本体１の長さ方向の両端側にはそれぞれ水晶検査端子６（ａｂ）を有し、外底面にはＩＣチップ２と接続した外部端子５を有する。

そして、この実施形態では、容器本体１の内壁段部に設けた一対の水晶保持端子８（ａｂ）はそれぞれ予め分断されて、幅方向の両側の第１保持端子８（ａ1、ｂ1）と第２保持端子８（ａ2、ｂ2）とからなる。第１保持端子８（ａ1、ｂ1）は内壁段部の壁面よりとなる内側とし、第２保持端子８（ａ2、ｂ2）は容器本体１の内周寄りの外側とする。そして、第１保持端子８（ａ1、ｂ1）の幅ｄ1は第２保持端子８（ａ2、ｂ2）の幅ｄ2よりも大きくする。

第１保持端子８（ａ1、ｂ1）は内壁段部の貫通電極１０及び積層面等を経て両端側の外側面に設けた水晶検査端子６（ａｂ）に電気的に接続する（第１図での点線参照）。第２保持端子８（ａ2、ｂ2）は内壁段部の貫通電極１０及び積層面等を経て、ＩＣチップ２の水晶端子が固着される水晶回路端子７（ｘｙ）に電気的に接続する。

なお、第２図（ａ）は一方の第１保持端子８ａ1と一端側の水晶検査端子６ａとの電気的接続状態を示し、同図（ｂ）は一方の第２保持端子８ａ2と一端側の水晶回路端子７ｘとの伝記的接続状態を示す、一部拡大した便宜的な断面図である。

このようなものでは、第３図（ａ）に示したように、ＩＣチップ２を容器本体１の内底面に固着した後、引出電極の延出した水晶片３の一端部両側を第１導電性接着剤９ａによって幅方向の両側の第１保持端子８（ａ1、ｂ1）に電気的に接続する。第１導電性接着剤９ａは予め第１保持端子８（ａ1、ｂ1）上に塗付され、水晶片３の下面を押圧した状態で加熱硬化する（第１工程）。これにより、水晶片３は外側面の水晶検査端子６（ａｂ）と電気的に接続する。なお、第３図（ｂ）は一方の第１保持端子８ａ1と一端側の水晶検査端子６ａとの電気的接続状態を示す。

次に、水晶検査端子６（ａｂ）に発振回路を接続して水晶片３を強励振する。すなわち、水晶片３の駆動電圧（ドライブレベル）を大きくして励振する。これにより、水晶片３自体の機械的振動（厚みすべり振動）も大きくなって、励振電極から生ずる金属くず等の微小な異物が除去される（第２工程）。

次に、第４図（ａ）に示したように、引出電極の延出した水晶片３の一端部両側の上面から、第１導電性接着剤９ａ「第１保持端子８（ａ1、ｂ1）」及び第２保持端子８（ａ2、ｂ2）にまたがって第２導電性接着剤９ｂを塗付する。そして、第２導電性接着剤９ｂを加熱硬化する。これにより、水晶片３の固着強度を高めると同時に、第１保持端子８（ａ1、ｂ1）と第２保持端子８（ａ2、ｂ2）とを電気的に接続する。なお、第４図（ｂ）は一方の第１保持端子８ａ1と一端側の水晶回路端子７ｘとの電気的接続状態を示す。

最後に、前述したと同様に、容器本体１の開口端面に金属からなるカバー４をシーム溶接によって接合する。そして、水晶検査端子６（ａｂ）によって水晶振動子（水晶片３）のＣＩ等の振動特性を独立的に測定する。また、外底面の外部端子５によって発振周波数等の発振特性をも測定し、不良品を排除する。

このような構成であれば、予め分断された第１保持端子８（ａ1、ｂ1）と第２保持端子８（ａ2、ｂ2）とから水晶保持端子８（ａｂ）を形成して、第１導電性接着剤９ａによって第１保持端子８（ａ1、ｂ1）に水晶片３を固着して強励振する(第１及び第２工程）。そして、第２工程の強励振後に、水晶片３の上面から第２導電性接着剤９ｂを塗付して水晶片３の固着強度を高めるととともに、第１保持端子８（ａ1、ｂ1）と第２保持端子８（ａ2、ｂ2）とを電気的に接続する。

したがって、従来同様とした水晶片３の固着工程時に、分断された第１保持端子８（ａ1、ｂ1）と第２保持端子８（ａ2、ｂ2）とが、上塗用とした第２導電性接着剤９ｂによって電気的に接続されるので、従来のように分断された配線路を固着用とは別個の導電性接着剤９によって接続する必要がない。したがって、導電性接着剤９の無駄を排除できる。

そして、本実施形態では第１導電性接着剤９ａを塗付して加熱硬化し、さらに第２導電性接着剤９ｂを塗付して加熱硬化するので４工程となる。したがって、下塗及び上塗用の第１及び第２導電性接着剤９（ａｂ）を塗付して一体的に加熱硬化する従来の３工程に比較し、加熱硬化工程が１工程増加する。しかし、従来では分断された配線路を接続するために、導電性接着剤９の塗付工程として２工程及び加熱硬化の１工程を要し、計６工程を要する。

したがって、これらを総合すると、本実施形態（４工程）では従来（６工程）に比較して２工程の減少になる。これらから、本実施形態の製造方法であれば、導電性接着剤９の塗布及び加熱硬化時の工程数をも少なくできるので、生産性を高められる。さらに、水晶保持端子を分断した第１保持端子８（ａ1、ｂ1）と第２保持端子８（ａ2、ｂ2）とを接続するので、従来のように容器本体１の幅を大きくすることなく、小型化を維持できる。

そして、容器本体１は、水晶検査端子６（ａｂ）に接続した第１保持端子８（ａ1、ｂ1）と、水晶回路端子７（ｘｙ）に接続した第２保持端子８（ａ2、ｂ2）と有するので、これらの効果を奏する表面実装発振器の製造方法を実現できる。

（他の事項）
上記実施形態ではＩＣチップ２と水晶片３とを同一空間の凹部に収容したが、例えば両主面に凹部を有する一方の凹部に水晶片３を、他方の凹部にＩＣチップ２を収容した場合でも、同様に適用できる。

本発明の一実施形態を説明する表面実装発振器の特に容器本体の図で、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は一部拡大の便宜的な断面図である。 本発明の一実施形態の電気的接続状態を示す図で、同図（ａｂ）ともに一部拡大した便宜的な断面図である。 本発明の一実施形態（製造方法）を説明する図で、同図（ａｂ）ともに表面実装発振器の一部拡大した便宜的な断面図である。 本発明の一実施形態（製造方法）を説明する図で、同図（ａｂ）ともに表面実装発振器の一部拡大した便宜的な断面図である。 一従来例を説明する表面実装発振器の断面図である。 一従来例を説明する図で、同図（ａｂ）ともに表面実装発振器のカバーを除く平面図である。

符号の説明

１ 容器本体、２ ＩＣチップ、３ 水晶片、４ カバー、５ 外部端子、６ 水晶検査端子、７ 水晶回路端子、８ 水晶保持端子、９ 導電性接着剤、１０ 貫通電極。

Claims (3)

1. 励振電極から引出電極が外周部の２箇所に延出した水晶片と、前記引出電極が延出した前記外周部に対応して水晶保持端子を有する容器本体と、前記水晶保持端子と電気的に接続して前記水晶片とともに前記容器本体に収容されたＩＣチップと、前記水晶保持端子から独立的に延出して前記容器本体の外周に設けられた水晶検査端子とを備え、前記水晶検査端子によって前記水晶片を強励振した後、前記水晶検査端子と前記ＩＣチップの水晶回路端子とを電気的に接続する表面実装水晶発振器の製造方法において、
   前記水晶保持端子が予め分断された第１保持端子と第２保持端子とからなり、前記第１保持端子が前記水晶検査端子に電気的に接続し、前記第２保持端子が前記ＩＣチップの前記水晶回路端子に電気的に接続し、前記水晶片の前記引出電極が延出した前記外周部が前記第１保持端子に第１導電性接着剤によって固着される第１工程と、前記第１工程後に前記水晶検査端子によって前記水晶片を強励振する第２工程と、前記第２工程後に第２導電性接着剤を前記水晶片の上面から塗付して固着強度を高めるとともに、前記第１保持端子と前記第２保持端子とを電気的に接続する第３工程とを有することを特徴とする表面実装発振器の製造方法。
2. 請求項１において、前記第１導電性接着剤が、前記第１保持端子に塗付されて、前記水晶板の下面を前記第１保持端子に固着する下塗用である表面実装発振器の製造方法。
3. 励振電極から引出電極が延出した２箇所の外周部に対応して水晶保持端子を内底面に有し、水晶片とともに発振回路を形成するＩＣチップを収容し、前記水晶保持端子から独立的に延出して外周に設けられた水晶検査端子を有し、前記水晶検査端子によって前記水晶片を強励振した後、前記水晶検査端子と前記ＩＣチップの水晶端子とが電気的に接続される表面実装水晶発振器の容器本体において、前記水晶保持端子が予め分断された第１保持端子と第２保持端子とからなり、前記第１保持端子が前記水晶検査端子に電気的に接続し、前記第２保持端子が前記ＩＣチップの水晶端子に電気的に接続することを特徴とする表面実装発振器の容器本体。