JP5286041B2 - 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、特に低背化とした表面実装発振器の通信端子（水晶検査端子や書込端子）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、特に携帯電話に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。このようなものの一つに、水晶片とＩＣチップとを水平方向に並列に配置して、例えばＳＩＭカードを含む電子カード用の表面実装発振器が提案されている。

（従来技術の一例、特許文献１参照）
第３図は一従来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）は金属カバーを除く平面図である。なお、特許文献１等から想定される例である。

表面実装発振器は底壁１ｂに枠壁１ａを積層して凹部を有し、積層セラミックからなる平面視矩形状とした容器本体１を備える。容器本体１の底壁１ｂは凹部の一方向の外側に延出した外部平坦部２を有する。そして、容器本体１の凹部内には水晶片３を収容して金属カバー５によって密閉封入し、外部平坦部２にはＩＣチップ４を搭載して樹脂６で覆われる。

水晶片３は両主面の励振電極７から外周部となる例えば一端部両側に引出電極８を延出する。そして、引出電極８の延出した水晶片３の一端部両側が導電性接着剤９等によって、容器本体１の凹部内底面（底壁１ｂ上面）の水晶保持端子１０に固着され、電気的・機械的に接続する。

ＩＣチップ４は例えば図示しない温度補償機構を有する発振回路を集積化して回路機能面にＩＣ端子を有する。そして、回路機能面のＩＣ端子が外部平坦部２の回路端子１１にバンプ１２を用いた超音波熱圧着としたフリップチップボンディングによって固着され、電気的・機械的に接続する。

ＩＣ端子は例えば一対の水晶端子と電源、出力、アース及びＡＦＣ端子の６端子として、ＩＣチップ４の両辺側に３端子ずつを有する。そして、外部平坦部２の回路端子１１はこれらのＩＣ端子に対応して形成され、同一形状（同一大きさ）とする。そして、回路端子１１中の水晶端子１１ａは水晶保持端子１０と図示しない導電路によって電気的に接続する。また、水晶端子以外の回路端子（電源、出力、ＡＦＣ端子）は容器本体１の外底面に設けた実装端子１３に電気的に接続する。

そして、通常では、水晶保持端子１０と回路端子中の水晶端子１１ａとの間となる外部平坦部２には図示しない導電路によって、これらと電気的に接続した水晶検査端子１４を設ける。これにより、水晶検査端子１４に測定器からのプローブを当接して、例えば水晶片３を密閉封入した後の水晶振動子（水晶片３）振動特性を検査できる。なお、金属カバー５を接合することによって、水晶振動子の保持系が変化して例えば振動周波数やクリスタルインピーダンス（ＣＩ）を含む振動特性が変化することから必要となる。

特開2007-243536号公報、段落0042（図６）、0049 (図８)、0036（図４） 特許第３４５１０１８号公報 特願２００７−１１６９８９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、回路端子１１中の水晶端子１１ａをＩＣチップ４と凹部との間に水晶検査端子１４を設けるので、平面外形（長さ方向）を大きくする問題があった。一方、例えば特許文献２では、回路端子中の水晶端子と電気的に接続した水晶検査端子をＩＣチップの下面となる底壁上に設け、小型化に対応した構成が示されている。

しかし、この場合は、ＩＣ端子中の水晶端子が接続する回路端子から導電路を経てＩＣチップの下面に、水晶端子とは別機能としてこれより大きい水晶検査端子を形成する。したがって、小型化が進行してＩＣチップが小さくなるほど、水晶検査端子も小さくなってプローブの当接を困難にする問題があった。なお、プローブ等にもよるが、水晶検査端子１４は概ね0.3×0.3ｍｍ以上の面積を必要とする。

（発明の目的）
本発明は高さ及び平面外形を小さく維持した上で、プローブの当接を容易にした水晶検査端子を有する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、底壁と枠壁とを有する積層セラミックからなる容器本体と、前記容器本体の底壁上面に引出電極の延出した外周部が固着されて密閉封入された水晶片と、前記容器本体に搭載されて前記水晶片と水平方向に並列に配設されたＩＣチップとを備え、前記容器本体の底壁上面には、前記ＩＣチップの下面に対向して、前記ＩＣチップの複数のＩＣ端子が固着される回路端子及び水晶振動子の振動特性を検査する水晶検査端子を有する表面実装用の水晶発振器において、前記回路端子中の水晶端子は前記水晶検査端子を兼用し、前記水晶検査端子は前記水晶端子を含めた面積として前記水晶端子以外の回路端子よりも大きくした構成とする。

このような構成であれば、水晶片とＩＣチップを並列に配設し、ＩＣチップの下面に水晶検査端子を配置するので、高さ寸法及び平面外形を小さくできる。その上で、水晶検査端子は回路端子中の水晶端子を含んだ面積とするので、ＩＣチップが小さくなっても、水晶検査端子として機能する即ちプローブの当接する面積を確保できる。

（実施態様項）
本発明の請求項２では、請求項１において、前記水晶片は前記枠壁で囲まれた凹部内に収容され、前記凹部の開口端面に設けたカバーによって密閉封入され、前記ＩＣチップは前記凹部の外側に延出した前記底壁の上面に搭載される。これにより、請求項１での水晶片とＩＣチップとの配置を明確にして具体的にする。そして、水晶振動子の密閉封入後の振動特性を検査できる。

同請求項３では、請求項１において、前記水晶片と前記ＩＣチップとは前記枠壁で囲まれた凹部内に収容され、前記凹部の開口端面に設けたカバーによって密閉封入される。これにより、請求項１での水晶片とＩＣチップとの配置を明確にして具体的にする。そして、この場合には、凹部内に水晶片とＩＣチップとを収容するので、平面外形をさらに小さくできる。

第１図は本実施例の一実施形態を説明する表面実装発振器の図で、同図（ａ）は断面図、同図（ｂ）は金属カバーを除く平面図である。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、外部平坦部２を有する底壁１ｂと枠壁１ａとからなる容器本体１の凹部内には水晶片３を収容して密閉封入し、外部平坦部２にはＩＣチップ４を搭載する。水晶片３は引出電極８の延出した一端部両側が導電性接着剤９等によって内底面（底壁上面）の水晶保持端子１０に固着する。ＩＣチップ４は回路機能面の両辺側に設けられた各３個ずつ計６個のＩＣ端子が、これに対応した外部平坦部２の回路端子１１にフリップチップボンディングによって固着される。

この実施形態では、回路端子１１中の一対の水晶端子１１ａは各辺の中央として同一形状（同一面積）とし、角部となる残りの４つの回路端子１１（電源、出力、ＡＦＣ端子）よりも大きくする。要するに、回路端子１１中の一対の水晶端子１１ａは水晶検査端子１４としても機能して兼用し、水晶検査端子１４は水晶端子１１ａの面積を含んだ大きさとする。ちなみに、ＩＣチップ４は1.1×1.1ｍｍ、ＩＣ端子は0.08×0.08ｍｍとする。そして、回路端子１１中の水晶端子（水晶検査端子１４）は0.35×0.35ｍｍ、残りの回路端子１１は0.2×0.15ｍｍとする。

水晶検査端子１４となる回路端子１１の各水晶端子１１ａは、貫通電極及び積層面を経て水晶保持端子１０と電気的に接続する。また、残りの回路端子１１（電源、出力、ＡＦＣ端子）は同様に貫通電極１５ａを含む及び積層面の導電路１５を経て４角部の実装端子１３に電気的に接続する。

なお、第１図（ａ）では一対の水晶保持端子１０及び水晶端子１１ａとは便宜的に導通状態になっているが、一対の水晶保持端子１０はそれぞれ独立して一対の水晶端子１１ａに接続する。一対の底壁１ｂの積層面には配線パターン及び外周を除いて図示しないシールド電極が形成される。

このような構成であれば、水晶片３とＩＣチップ４とを容器本体１の底壁上に並列に配置するので、高さ寸法を小さくする。また、ＩＣチップ４の下面となる底壁上に水晶端子１１ａを兼用する水晶検査端子１４を設けるので、平面外形を小さくする。そして、ここでは、水晶検査端子１４は回路端子１１中の水晶端子１１ａを含んだ面積とする。したがって、ＩＣチップ４が小さくなっても、水晶検査端子１４として機能する即ちプローブの当接する面積（例えば0.3×0.3ｍｍ以上）を確保できる。これにより、例えば水晶振動子の密閉封入後の振動特性を検査できる。

（第２実施形態）
第２図は本実施例の第２実施形態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）は金属カバーを除く平面図である。

第２実施形態では、容器本体１の枠壁１ａは底壁１ｂの外周に設けられ、凹部内の底面積を大きくする。そして、前述同様に、引出電極８の延出した水晶片３の一端部両側を導電性接着剤９によって、ＩＣチップ４をフリップチップボンディングによって固着し、両者を水平方向に並列に配列する。これ以外は、基本的に第１実施形態と同一である。

このような構成であっても、第１実施形態と同様に、水晶検査端子１４は水晶端子１１ａを含んだ面積として兼用するので、平面外形（例えば長さ方向）を小さくできる。そして、ここでは、容器本体１に水晶片３とＩＣチップ４とを収容するので、例えばＩＣチップ４を保護する樹脂６を不要にしてさらに平面外形を小さくできる。

（他の事項）
上記実施形態では水晶検査端子１４は各辺の中央としたが、これに限らず、例えば対角部としてもよく、配線等との関係から自在に決定できる。また、水晶片３の引出電極８は一端部両側に延出したが、両端部に延出して両端保持としてもよく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で自在な変更が可能である。

本実施例の第１実施形態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）は金属カバーを除く平面図である。 本実施例の第２実施形態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）は金属カバーを除く平面図である。 従来例を説明する表面実装発振器の図で、同図（ａ）は断面図、同図（ｂ）は金属カバーを除く平面図である。

符号の説明

１ 容器本体、２ 外部平坦部、３ 水晶片、４ ＩＣチップ、５ 金属カバー、６ 樹脂、７ 励振電極、８ 引出電極、９ 導電性接着剤、１０ 水晶保持端子、１１ 回路端子、１２ バンプ、１３ 実装端子、１４ 水晶検査端子、１５ 導電路。

Claims (1)

1. 底壁と枠壁とを有する積層セラミックからなる容器本体と、前記容器本体の底壁上面に引出電極の延出した外周部が固着されて密閉封入された水晶片と、前記容器本体に搭載されて前記水晶片と水平方向に並列に配設されたＩＣチップとを備え、
   前記容器本体の底壁上面には、前記ＩＣチップの下面に対向して、前記ＩＣチップの複数のＩＣ端子が固着される回路端子及び水晶振動子の振動特性を検査する水晶検査端子を有する表面実装用の水晶発振器において、
   前記水晶片は前記枠壁で囲まれた凹部内に収容され、
   前記凹部は、前記枠壁の開口端面に設けた金属カバーによって密閉封入され、
   前記ＩＣチップは、前記水晶片が密閉封入される凹部の外側に延出した外部平坦部の底壁上面に搭載されており、
   前記回路端子中の水晶端子は前記水晶検査端子を兼用し、前記水晶検査端子は前記水晶端子を含めた面積として前記水晶端子以外の回路端子よりも大きくしたことを特徴とする表面実装用の水晶発振器。