JP5861460B2 - 発振器 - Google Patents

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Description

本発明は、発振器に関する。
発振器には、圧電振動を行う圧電振動片の振動領域を気密封止したものがあり、例えば、水晶発振器などが挙げられる。
水晶発振器は、セラミック材料からなる箱状体のベースと、金属材料からなる一枚板の蓋とからパッケージが構成されてなる。このパッケージの内部空間では、圧電振動片およびICチップがベースに保持接合されている。そして、ベースと蓋とが接合されることで、パッケージの内部空間の圧電振動片とICチップとが気密封止されている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1に示すような水晶発振器では、セラミック材料を一体焼成してなる2つの箱状体を積層したベースが用いられている。そして、ベースの一方の箱状体に圧電振動片が搭載され、他方の箱状体にICチップが搭載されている。また、ベースの裏面(他主面)には、外部の回路基板と電気的に接続する外部端子と、水晶振動片の特性を測定・検査する検査端子とが、他主面の外周に沿って形成されている。
特開2009−246696号公報
ところで、現在、電子部品の小型化が進められており、水晶発振器などの発振器では、低背化が進められている。
しかしながら、特許文献1に示すベースの場合、2つの箱状体を積層しており、特許文献1に示すベースを用いて水晶発振器の低背化を行うことは難しい。
そこで、上記課題を解決するために、本発明は、低背化を図った発振器を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するため、本発明にかかる発振器は、封止部材に、圧電振動を行う圧電振動片を電気的に接続する一対の電極パッドと、前記圧電振動片とともに発振回路を構成する集積回路素子を電気的に接続する複数の接続パッドとを導通させる配線パターンが形成され、前記圧電振動片と前記集積回路素子とが、平面視上、並んで配された発振器において、前記配線パターンには、少なくとも、前記接続パッドの一つを前記発振回路の交流出力端子に導通させる出力配線パターンと、前記接続パッドの一つを前記発振回路の直流電源端子に導通させる電源配線パターンとが含まれ、前記電極パッドおよび前記接続パッドが、前記封止部材を構成する基材の一主面に形成され、かつ、前記配線パターンが、前記封止部材を構成する基材の少なくとも一主面に形成され、前記一主面上において、前記電極パッドは、前記出力配線パターンよりも、前記電源配線パターンの近くに配され、前記封止部材を構成する基材の一主面にキャビティが形成されるとともに、前記キャビティを囲むように壁部が前記基材の一主面に積層して設けられ、前記キャビティの底面は、略長方形に形成され、かつ、湾曲面とされ、m<nを条件とし、前記キャビティの底面に複数の前記接続パッドがm×nのマトリックス状に配され、nの配列方向が前記キャビティの長辺方向であり、前記集積回路素子が導電性バンプを介して前記接続パッドに接合されたことを特徴とする。
本発明によれば、前記配線パターンに、少なくとも、前記出力配線パターンと前記電源配線パターンとが含まれ、前記電極パッドおよび前記接続パッドが、前記封止部材を構成する基材の一主面に形成され、かつ、前記配線パターンが、前記封止部材を構成する基材の少なくとも一主面に形成され、前記一主面上において、前記電極パッドは、前記出力配線パターンよりも、前記電源配線パターンの近くに配され、前記圧電振動片と前記集積回路素子とが、平面視上、並んで配されるので、当該発振器の低背化に対応することが可能とあり、その結果、発振器の低背化に対応することが可能となる。
また、本発明によれば、交流や高周波信号が流れる前記出力配線パターンから、圧電振動片を電気的に接続する前記電極パッド(具体的には前記電極パッドに電気的に接続する圧電振動片)を離して、前記出力配線パターンから発生する不要輻射の影響が、前記電極パッドに電気的に接続する圧電振動片に及ぶのを抑制することが可能となる。特に、前記出力配線パターンを流れる信号の強度(振幅)が大きいが、本発明のように前記出力配線パターンから前記電極パッド(具体的には前記電極パッドに電気的に接続する圧電振動片)を離すことで、前記出力配線パターンから発生する不要輻射(輻射ノイズ)の影響が圧電振動片に及ぶのを抑制することが可能となる。
ところで、発振器では、前記出力配線パターンを流れる信号の周波数と、圧電振動片を接続する前記電極パッドに流れる信号の周波数とが同じ場合であっても、位相がズレてしまい、さらに信号波形が違うために電位差が生じているので、これらの相違点から前記出力配線パターンと前記電極パッドとの相互作用による不具合を起こす原因となる。これに対して、本発明によれば、前記電源配線パターンと比較して、前記出力配線パターンから前記電極パッド(具体的には前記電極パッドに電気的に接続する圧電振動片)を離すので、前記相互作用による不具合を抑えることが可能となる。
また、一般的に、発振器ではその製造工程において、圧電振動片の両主面に形成された一対の励振電極をスパッタリングしたり、蒸着法により錘を付して圧電振動片の周波数調整を行う。この圧電振動片の周波数調整の際、スパッタリングにより励振電極から飛散した励振電極の欠片や、錘用の材料が、交流や高周波信号が流れる前記出力配線パターンに付着する場合がある。この場合、前記配線パターンの表面抵抗が低くなり、配線パターン上においてショートなどの不具合が生じる。これに対して、本発明によれば、前記電極パッドは、前記出力配線パターンよりも、前記電源配線パターンの近くに配される。そのため、前記電極パッドに圧電振動片を電気的に接続すると、圧電振動片は、前記キャビティの底面において、前記出力配線パターンと離れ、かつ、前記電源配線パターンの近くに配されるので、このような不具合は生じ難い。
前記の構成による封止部材において、前記接続パッドに集積回路素子を搭載する際にFCB法による超音波接合を用いる場合、前記行方向もしくは列方向に振動させながら集積回路素子を前記接続パッドに接合させる。また、前記キャビティの湾曲面は、前記長辺方向よりも短辺方向の方が湾曲の度合いが大きい。そのため、前記nの配列方向が前記キャビティの短辺方向である場合、FCB法によって前記接続パッドに集積回路素子を搭載する際、全ての前記接続パッドに集積回路素子が接続されることなく、一部の前記接続パッドに対して集積回路素子が浮いた状態となる場合がある。
本構成によれば、前記キャビティの底面が、略長方形に形成され、かつ、湾曲面とされ、前記キャビティの底面に複数の前記接続パッドがm×nのマトリックス状に配され、前記nの配列方向が前記キャビティの長辺方向であるので、FCB法によって前記接続パッドに集積回路素子を搭載する際、全ての前記接続パッドに集積回路素子(集積回路素子上に形成されたAuバンプなどの端子)が接続されるが、この時に一部の前記接続パッドに対して集積回路素子(集積回路素子上に形成されたAuバンプなどの端子)が浮くことを防止することが可能となる。また、FCB法によって前記接続パッドに集積回路素子を搭載する際、前記接続パッドへの集積回路素子の接合が不安定になるのを防止することが可能となる。
前記構成において、前記電極パッド上に突起部が設けられてもよい。具体的には、前記電極パッドが、平面視矩形に成形され、前記電極パッド上に、いずれかの辺に沿った突起部が設けられてもよい。または、前記電極パッドが、平面視矩形に成形され、前記電極パッド上に、対角線に沿った突起部が設けられてもよい。または、前記電極パッド上に、平面視L字の突起部が設けられてもよい。
この場合、導電性接合材によって圧電振動片を前記電極パッドに接続した時に、前記突起部上の導電性接合材が、前記突起部と前記電極パッドとの境界となる空間に溜まり、前記電極パッドから導電性接合材がはみ出すのを抑制することが可能となる。その結果、前記電極パッドの近傍に形成された他の前記電極パッドや前記配線パターンに導電性接合材が流れるのを防止することが可能となり、前記発振器の電極ショートを防止することが可能となる。
前記構成において、前記圧電振動片に形成された一対の励振電極が、前記交流出力端子、前記直流電源端子、前記出力配線パターン、および前記電源配線パターンと、非対向状態であってもよい。
本発明によれば、前記圧電振動片に形成された一対の励振電極が、前記交流出力端子、前記直流電源端子、前記出力配線パターン、および前記電源配線パターンと、非対向状態である。その結果、これら端子やパターンと容量結合を起こすことがなく、当該発振器に不要な容量を形成するのを防止することが可能となる。また、前記励振電極が、前記発振回路の構成である前記交流出力端子や前記出力配線パターンの高調波の影響を受け、ノイズが発生するのを抑制することが可能となる。
前記構成において、前記集積回路素子の側面に沿って、前記接続パッドに接続される前記配線パターンが形成されてもよい。
この場合、前記集積回路素子の側面に沿って、前記接続パッドに接続される前記配線パターンが形成されるので、前記封止部材に前記集積回路素子を搭載した後の前記集積回路素子の側面と前記配線パターンとの位置によって前記接続パッドに対する前記集積回路素子のズレが外観検査(特に人による外観検査)で容易となり、歩留まりを向上させることが可能となる。
前記構成において、電極として画像認識用の一対の認識部が、前記基材の一主面に形成されてもよい。
この場合、前記認識部を、当該封止部材に圧電振動片を搭載する時の搭載基準として、圧電振動片を当該封止部材に搭載することが可能となる。その結果、圧電振動片の当該封止部材への搭載ずれが減り、歩留まりを改善するなどの生産性向上を図ることが可能となる。
前記構成において、前記基材の一主面に、圧電振動片用であり画像認識用である枕部が形成されてもよい。
この場合、前記枕部を、当該封止部材に圧電振動片を搭載する時の搭載基準として、圧電振動片を当該封止部材に搭載することが可能となる。その結果、圧電振動片の当該封止部材への搭載ずれが減り、歩留まりを改善するなどの生産性向上を図ることが可能となる。
前記構成において、複数の封止部材により圧電振動片の振動領域が気密封止され、前記封止部材と前記集積回路素子との空隙は50μm以下であり、前記封止部材と前記圧電振動片との空隙は、前記封止部材と前記集積回路素子との空隙よりも広くてもよい。
この場合、前記封止部材と前記集積回路素子との空隙は50μm以下であり、前記封止部材と前記圧電振動片との空隙は、前記封止部材と前記集積回路素子との空隙よりも広いので、前記集積回路素子が防壁になって前記封止部材に前記圧電振動片が接するのを防止することが可能となる。
本発明によれば、発振器の低背化を行うことが可能となる。
図1は、本実施の形態1にかかる水晶発振器の概略側面図である。 図2は、本実施の形態1にかかる、水晶振動片とICチップを搭載した状態のベースの概略平面図である。 図3は、本実施の形態1にかかるベースの概略裏面図である。 図4は、本実施の形態1にかかる、電極のパターンを示したベース(底部)の概略平面図である。 図5は、他の実施の形態にかかる電極パッドの概略平面図である。 図6は、他の実施の形態にかかる電極パッドの概略平面図である。 図7は、他の実施の形態にかかる電極パッドの概略平面図である。 図8は、他の実施の形態にかかる、水晶振動片とICチップを搭載した状態のベースの概略平面図である。 図9は、他の実施の形態にかかる、水晶振動片とICチップを搭載した状態のベースの概略平面図である。 図10は、本実施の形態2にかかる、内部空間を公開した水晶発振器の概略側面図である。 図11は、本実施の形態2にかかる、水晶振動片とICチップを搭載した状態のベースの概略平面図である。 図12は、本実施の形態2にかかる、電極のパターンを示したベース(底部)の概略平面図である。 図13は、本実施の形態2にかかるベースの概略裏面図である。 図14は、本実施の形態3にかかる、内部空間を公開した水晶発振器の概略側面図である。 図15は、本実施の形態3にかかる、水晶振動片とICチップを搭載した状態のベースの概略平面図である。 図16は、本実施の形態3にかかる、電極のパターンを示したベース(底部)の概略平面図である。 図17は、本実施の形態3にかかるベースの概略裏面図である。 図18は、他の実施の形態にかかる、電極のパターンを示したベース(底部)の概略平面図である。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、以下に示す各実施の形態では、圧電振動片として水晶振動片に本発明を適用し、圧電振動デバイスとして水晶発振器に本発明を適用した場合を示す。
<実施の形態1>
本実施の形態にかかる水晶発振器1には、図1,2に示すように、圧電振動を行う水晶振動片2(圧電振動片)と、水晶振動片2とともに発振回路を構成する1チップ集積回路素子であるICチップ3(集積回路素子)と、これら水晶振動片2およびICチップ3を保持・搭載し、水晶振動片2およびICチップ3を気密封止するためのベース4(封止部材)と、ベース4と対応して配置され、ベース4に保持・搭載した水晶振動片2およびICチップ3を気密封止するための蓋6(封止部材)と、が設けられている。
この水晶発振器1では、ベース4と蓋6とからパッケージが構成され、ベース4と蓋6とが、接合材(図示省略)により接合されて、気密封止された内部空間11が形成される。この内部空間11では、ICチップ3がベース4に導電性バンプ71を用いてFCB(Flip Chip Bonding)法により電気機械的に超音波接合されている。また、水晶振動片2が、ベース4に導電性接合材72を用いて電気機械的に接合されている。なお、本実施の形態では、導電性バンプ71に、Auバンプ等の金属バンプが用いられている。また、導電性接合材72に、シリコーン等の導電性樹脂接着剤やAu等の金属バンプやメッキバンプが用いられている。また、接合材に、Agろう、Niメッキ、AuとSn等のSn合金、ガラス材等が用いられている。
次に、水晶発振器1の各構成について図1〜4を用いて説明する。
水晶振動片2は、ATカット水晶片の基板からなり、その外形は、図2に示すように、両主面211,212が略矩形状に形成された一枚板の直方体となっている。
この水晶振動片2には、振動領域を構成する振動部22と、外部電極であるベース4の電極パッド511,512と接合する接合部23とが一体成形されて構成される。振動部22と接合部23とは同一の厚みを有する。なお、本実施の形態では、振動部22と接合部23との厚みを同じ厚みとしているが、これに限定されるものではなく、振動部22の厚みを薄くし、高周波化に対応させてもよい。
この水晶振動片2には、励振を行う一対の励振電極24と、ベース4の電極パッド511,512と電気機械的に接合する一対の端子電極25と、一対の励振電極24を一対の端子電極25に引き出す引出電極26と、が形成されている。一対の励振電極24は、引出電極26により引回されて一対の端子電極25にそれぞれ電気的に接続されている。
一対の励振電極24は、振動部22の両主面211,212の平面視中央に対応して形成されている。これら一対の励振電極24は、例えば、基板側からCr、Auの順に積層して形成されたCr−Au膜により構成される。
一対の端子電極25は、接合部23の他主面212に形成されている。一対の端子電極25は、基板の長手方向の一側辺を含むその近傍に形成されている。これら一対の端子電極25は、例えば、励振電極24と同様に、基板側からCr、Auの順に積層して形成されたCr−Au膜により構成される。
一対の引出電極26は、振動部22および接合部23に形成され、振動部22から接合部23に亘り、相互に対応(対向)せずに水晶振動片2の両主面211,212に形成されている。これら引出電極26は、例えば、励振電極24と同様に、基板側からCr、Auの順に積層して形成されたCr−Au膜により構成される。
ベース4は、アルミナ等のセラミック材料の基材からなり、図1〜4に示すように、底部41と、ベース4の一主面43の主面外周に沿って底部41から上方に延出した壁部42と、から構成された箱状体に成形されている。このベース4は、セラミックの一枚板(底部41に対応)上に、複数のセラミックの環状板(壁部42に対応)と、電極5(下記参照)の導電材料とを積層して凹状(断面視形状)に一体焼成してなる。
ベース4の壁部42の天面は、蓋6との接合面であり、この接合面には、蓋6と接合するための第1接合層(図示省略)が設けられている。第1接合層は、複数の層の積層構造からなり、ベース4の壁部42の天面に、WやMoからなるメタライズ層(図示省略)と、NiからなるNi膜と、AuからなるAu膜とが順に積層されてなる。メタライズ層は、メタライズ材料を印刷した後、セラミック焼成時に一体的に形成され、Ni膜とAu膜はメッキ技術により形成される。
ベース4の一主面43には、底部41と壁部42とによって囲まれた平面視長方形のキャビティ44が成形され、キャビティ44の底面441に、水晶振動片2とICチップ3とが並んで搭載される。
また、ベース4の筺体裏面(他主面45)の四隅に、図4に示すように、キャスタレーション46がそれぞれ形成されている。これらキャスタレーション46は、円弧状の切り欠き(半円弧状の凹部)であり、筐体側面47に上下方向(図1に示すベース4の高さ方向であるX方向)に延びた状態で形成されている。
また、ベース4には、図2〜4に示すように、水晶振動片2の励振電極24をキャビティ44内からキャビティ44外に導出させるためのビア48が2つ形成されている。ビア48の内部には、CuやW、Mo等から構成される導通部材481が充填されている。
2つのビア48は、ベース4の両主面43,45を貫通して形成されている。これらビア48は、ベース4のいずれの辺に対しても傾斜し、ベースの短辺方向(図4に示す線L1参照)に対して角度θ(5°〜30°)傾いた方向(図4に示す線L2参照)に並んで配され、他主面45の中心点451を中心に点対称となる位置に配されている。また、2つのビア48は、他主面45の、一主面43に成形された壁部42に対応する対応領域(以下、この対応領域を壁部対応領域491とする)以外の領域に形成されている。すなわち、2つのビア48は、一主面43に形成されたキャビティ44の底面441に対応する他主面45の領域(以下、この対応領域をキャビティ対応領域492とする)に形成されている。
また、ベース4の電極5として、図2〜4に示すように、水晶振動片2の励振電極24それぞれに電気機器的に接続する一対の電極パッド511,512と、ICチップ3の端子31(Auバンプなど)に電気的に接続する接続パッド521,522,523,524,525,526と、外部の回路基板(図示省略)などの外部機器に半田などの導電性接合材(図示省略)を用いて電気的に接続する外部端子53と、水晶振動片2の特性を測定・検査する検査端子541,542とが形成されている。なお、本実施の形態では、外部端子53には、ICチップ3の交流出力端子531と、直流電源端子532と、直流制御端子533と、グランド端子534とが含まれる。
電極パッド511,512は、図2に示すように、ベース4の一主面43のキャビティ44の底面441に形成され、キャビティ44の底面441の、出力配線パターン551(下記参照)およびグランド配線パターン554(下記参照)よりも、電源配線パターン552(下記参照)および制御配線パターン553(下記参照)の近くに配されている。すなわち、電極パッド511,512は、出力配線パターン551(下記参照)およびグランド配線パターン554(下記参照)と離れ、かつ、電源配線パターン552(下記参照)および制御配線パターン553(下記参照)の近くに配されている。また、電極パッド511,512は、図4に示すように、それぞれ平面視矩形(本実施の形態では長方形)に成形され、電極パッド511,512上の短辺近傍には、当該短辺方向に沿った矩形突起部56が設けられている。
また、接続パッド521,522,523,524,525,526は、図4に示すように、ベース4の一主面43のキャビティ44の底面441に、マトリックス状(3×2;m×n)に形成されている。なお、nの配列方向(n方向である列方向)が、キャビティ44の長辺方向となる。また、接続パッド521,522,523,524,525,526は、電極パッド511,512と同一平面のキャビティ44の底面441に形成されている。
また、交流出力端子531と、直流電源端子532と、直流制御端子533と、グランド端子534とは、図3に示すように、他主面45の壁部対応領域491(他主面45の外周)に形成されるとともに、これらの一部が、他主面45のキャビティ対向位置492(他主面45の外周を除く中央位置)に形成されている。具体的には、交流出力端子531と、直流電源端子532と、直流制御端子533と、グランド端子534とは、他主面45の各隅部およびキャスタレーション46に形成されている。また、他主面45に形成されたグランド端子534の位置に基材(ベース4)を挟んで対応する(対向する)一主面43の対応位置(対向位置)に、グランド端子534に導通させる接続パッド526が配されている。この接続パッド526にICチップ3が配される(電気的に接続される)と、ICチップ3の一部とグランド端子534とが、ベース4の基材を挟んで対向した積層状態となる。なお、本実施の形態では、交流出力端子531と、直流電源端子532と、直流制御端子533と、グランド端子534との一部がキャビティ対向位置492に形成されているが、これに限定されるものではなく、他主面45の壁部対応領域491(他主面45の外周)に形成されていればよく、他主面45の壁部対応領域491のみに形成されてもよい。
また、検査端子541,542は、図3に示すように、他主面45のキャビティ対応領域492(他主面45の外周を除く中央領域)のみに形成されている。具体的には、検査端子541,542は、他主面45の長辺の中間位置上に、他主面45の短辺方向に沿って並んで形成されている。また、検査端子541,542下にビア48がそれぞれ形成されている。
上記構成からなる電極パッド511,512と接続パッド521,522と検査端子541,542とが、ビア48及び配線パターン55(下記の検査配線パターン555,556参照)により電気的に接続され、接続パッド523,524,525,526と、交流出力端子531、直流電源端子532、直流制御端子533、およびグランド端子534とが、配線パターン55(下記の出力配線パターン551、電源配線パターン552、制御配線パターン553、およびグランド配線パターン554参照)により電気的に接続されている。
配線パターン55には、図4に示すように、接続パッド525をICチップ3の交流出力端子531に導通させる出力配線パターン551と、接続パッド524を直流電源端子532に導通させる電源配線パターン552と、接続パッド523を直流制御端子533に導通させる制御配線パターン553と、接続パッド526をグランド端子534に導通させるグランド配線パターン554と、接続パッド521を検査端子542および電極パッド511に導通させる検査配線パターン555と、接続パッド522を検査端子541および電極パッド512に導通させる検査配線パターン556と、が含まれ、電極パッド511,512と、接続パッド521,522,523,524,525,526とが導通可能な状態となる。なお、接続パッド523と直流制御端子533を接続する制御配線パターン553上に、この配線パターン55に連続した水晶振動片2用の枕部58が形成されている。
また、ICチップ3をベース4に搭載した状態で、ICチップ3の側面に沿って、接続パッド522,523,524,526に接続される配線パターン55が形成されている。本実施の形態では、図2に示すように、ICチップ3の下側面32に沿って接続パッド526に接続されたグランド配線パターン554が形成され、ICチップ3の右側面33に沿って接続パッド524に接続された電源配線パターン552が形成され、ICチップ3の上側面34に沿って接続パッド522に接続された検査配線パターン556が形成され、ICチップ3の左側面35に沿って接続パッド523に接続された制御配線パターン553が形成されている。
また、図2〜4に示すように、水晶振動片2に形成された一対の励振電極24が、交流出力端子531、直流電源端子532、直流制御端子533、グランド端子534、出力配線パターン551、電源配線パターン552、制御配線パターン553、およびグランド配線パターン554と、ベース4の基材を介して対向しない非対向状態となっている。
ベース4の電極5は、W,Mo等のメタライズ材料を印刷した後にベース4と一体的に焼成して形成される。このうち、電極パッド511,512と、接続パッド521,522,523,524,525,526と、交流出力端子531と、直流電源端子532と、直流制御端子533と、グランド端子534と、検査端子541,542とは、メタライズ上部にNiメッキが形成され、その上部にAuメッキが形成されて構成される。なお、ここでいうメッキ形成の工法として、電解メッキ法や無電解メッキ法が挙げられる。
蓋6は、金属材料から成形され、図1に示すように、直方体の一枚板に成形されている。この蓋6の下面には、ベース4と接合するためのAgろう等の接合材(図示省略)が形成され、第2接合層は、ベース4の壁部42の接合面に対応している。この蓋6は、シーム溶接によりベース4に接合されて、蓋6とベース4とによる水晶発振器1のパッケージが構成される。
上記構成からなる水晶発振器1では、図2に示すように、ベース4のキャビティ44の底面441にICチップ3が配され、ICチップ3が導電性バンプ71を介してFCB法により接続パッド521,522,523,524,525,526に電気機械的に超音波接合される。また、ベース4のキャビティ44の底面441にICチップ3に並べた状態で水晶振動片2が配され、水晶振動片2が導電性接合材72を介して電気機械的に電極パッド511,512に接合される。
そして、同一平面のキャビティ44の底面441にICチップ3と水晶振動片2とが搭載されたベース4に蓋6が配され、その後、窒素雰囲気下でシーム封止によりパッケージ(ベース4、蓋6)の平面視短辺に沿ってシームローラ(図示省略)を走査させて第1接合層と接合材とが溶融され、その後にパッケージ(ベース4、蓋6)の平面視長辺に沿ってシームローラ(図示省略)を走査させて第1接合層と接合材とが溶融される。このシーム封止により、蓋6に形成された接合材とベース4の第1接合層とが接合されて、図1に示すように、水晶振動片2およびICチップ3を気密封止した水晶発振器1が製造される。ここで製造された水晶発振器1を、外部の回路基板に半田などの導電性接合材により実装する。なお、ここで製造された水晶発振器1では、蓋6とICチップ3との空隙は50μm以下であり、蓋6と水晶振動片2との空隙は、蓋6とICチップ3との空隙よりも広い。本実施の形態では、蓋6とICチップ3との空隙は50μmとなり、蓋6と水晶振動片2との空隙は100μmとなる。また、壁部対応領域491の平坦面から、キャビティ対応領域492の湾曲面の頂点までのX方向の高さ寸法は、約30μm以下となる。
上記のように、本実施の形態にかかる水晶発振器1および水晶発振器1のベース4によれば、水晶振動片2とICチップ3とが、キャビティ33の底面441に、非対向状態で、平面視上、並んで配されるので、ベース4の低背化に対応することができ、その結果、水晶発振器1の低背化に対応できる。また、ベース4を底部41と壁部42からなる2層のみで構成しているので、水晶発振器1の低背化に対応できる。
また、本実施の形態にかかる水晶発振器1および水晶発振器1のベース4によれば、配線パターン55には、少なくとも出力配線パターン551と電源配線パターン552とが含まれ、電極パッド511,512は、出力配線パターン551よりも、電源配線パターン552の近くに配される。すなわち、電極パッド511,512は、キャビティ44の底面441の、出力配線パターン551と離れ、かつ、電源配線パターン552の近くに配されるので、交流や高周波信号が流れる出力配線パターン551から、水晶振動片2を電気的に接続する電極パッド511,512(具体的には電極パッド511,512に電気的に接続する水晶振動片2)を離して、出力配線パターン551から発生する不要輻射の影響が水晶振動片2に及ぶのを抑制することができる。特に、出力配線パターン551を流れる信号の強度(振幅)は大きいが、出力配線パターン551から電極パッド511,512(具体的には電極パッド511,512に電気的に接続する水晶振動片2)を離すことで、出力配線パターン551から発生する不要輻射(輻射ノイズ)の影響が水晶振動片2に及ぶのを抑制することができる。
ところで、水晶発振器1では、出力配線パターン551を流れる信号の周波数と、水晶振動片2を接続する電極パッド511,512に流れる信号の周波数とが同じ場合であっても、位相がズレてしまい、さらに信号波形が違うために電位差が生じているので、これらの相違点から出力配線パターン551と電極パッド511,512との相互作用による不具合を起こす原因となる。これに対して、本実施の形態によれば、電源配線パターン552と比較して、出力配線パターン551から電極パッド511,512(具体的には電極パッド511,512に電気的に接続する水晶振動片2)を離すので、相互作用による不具合を抑えることができる。
また、一般的に、水晶発振器1ではその製造工程において、水晶振動片2の両主面211,212に形成された一対の励振電極24をスパッタリングしたり、蒸着法により錘を付して水晶振動片2の周波数調整を行う。この水晶振動片2の周波数調整の際、スパッタリングにより励振電極24から飛散した励振電極24の欠片や、錘用の材料が、交流や高周波信号が流れる出力配線パターン551に付着する場合がある。この場合、配線パターン55の表面抵抗が低くなり、配線パターン55上においてショートなどの不具合が生じる。これに対して、本実施の形態によれば、電極パッド551,512は、図2,4に示すように、出力配線パターン551よりも、電源配線パターン552の近くに配される。そのため、電極パッド511,512に水晶振動片2を電気的に接続すると、水晶振動片2は、キャビティ44の底面441において、出力配線パターン551と離れ、かつ、電源配線パターン552の近くに配されるので、このような不具合は生じ難い。
また、本実施の形態にかかる水晶発振器1によれば、配線パターン55には、少なくとも出力配線パターン551と電源配線パターン552とグランド配線パターン554とが含まれ、電極パッド511,512および接続パッド521,522,523,524,525,526がベース4の一主面43に形成され、かつ、配線パターン55がベース4の少なくとも一主面43に形成され、他主面45に形成されたグランド端子534に対応する一主面43側の対応位置に、グランド端子534に導通させる接続パッド526に接続されたICチップ3の一部が配されるので、グランド配線パターン554の長さを短くすることができ、その結果、水晶発振器1の低背化に寄与し、かつ、水晶発振器1の電気的特性の安定を図ることができる。
すなわち、本実施の形態によれば、他主面45に形成されたグランド端子534に対応する一主面43側の対応位置に、グランド端子534に導通させる接続パッド526に接続されたICチップ3の一部が配されるので、グランド配線パターン554の長さを短くすることができ、その結果、グランド配線パターン554の長さに依存する水晶発振器1の出力波形のリンギングによる影響を抑えることができる。
また、グランド端子534と、接続パッド526に接続されたICチップ3とがベース4の基材を介して積層する(対向する)構成となるので、グランド端子534と接続パッド526に電気的に接続するICチップ3とが積層状態となる。そのため、接続パッド526に電気的に接続するICチップ3による輻射ノイズをグランド端子534で抑えてEMI対策を図ることができる。このような効果は、グランド端子534とICチップ3との距離が短くなればなるほど、すなわち、ベース4の厚みが薄くなればなるほど生じるので、本実施の形態は、水晶発振器1の低背化に寄与する。
また、導電性接合材72によって水晶振動片2を電極パッド511,512に接続した時に、突起部56上の導電性接合材72が、突起部56と電極パッド511,512との境界となる空間に溜まり、電極パッド511,512から導電性接合材72がはみ出すのを抑制することができる。その結果、電極パッド511(512)の近傍に形成された他の電極パッド512(511)や配線パターン55(本実施の形態では電源配線パターン552)に導電性接合材72が流れるのを防止することができ、水晶発振器1の電極ショートを防止することができる。
また、本実施の形態にかかる水晶発振器1によれば、水晶振動片2に形成された一対の励振電極24が、交流出力端子531、直流電源端子532、出力配線パターン551、および電源配線パターン552と、非対向状態である。その結果、これら端子やパターンと容量結合を起こすことはなく、水晶発振器1に不要な容量を形成するのを防止することができる。また、励振電極24が、発振回路の構成である交流出力端子531や出力配線パターン551の高調波の影響を受け、ノイズが発生するのを抑制することができる。また、同様に、発振回路を構成する他の直流電源端子532、直流制御端子533、グランド端子534、電源配線パターン552、およびグランド配線パターン554において発生するノイズを抑制することができる。
また、ICチップ3の側面(図2に示す符号32,33,34,35参照)に沿って、接続パッド522,523,524,526に接続される配線パターン55が形成されるので、ベース4にICチップ3を搭載した後のICチップ3の側面と配線パターン55との位置によって接続パッド522,523,524,526に対するICチップ3のズレが外観検査(特に人による外観検査)で容易となり、歩留まりを向上させることができる。
また、ベース4に水晶振動片2とICチップ3とが並列に配されているので、ベース4との距離が縦配置構造(積層配置構造)に比べて、水晶振動片2とベース4との距離と、ICチップ3とベース4との距離とが同じになる。そのため、外部からの熱(例えば実装基板からベース4を介する熱)が水晶振動片2とICチップ3とに同じように伝わる。特に、ベース4の同一厚みの基板上に水晶振動片2とICチップ3とが配されることが好ましい。また、縦配置構造に比べて水晶振動片2とICチップ3とが離れているため、発振時のICチップ3からの熱が水晶振動片2に及ぼすのを抑えることができ、本実施の形態にかかる水晶発振器1は、SPXOに限らず、例えばTCXOにおいても有効である。
また、本実施の形態では、蓋6とICチップ3との空隙は50μmとなり、蓋6と水晶振動片2との空隙は100μmとなるので、基板実装時など発振器の蓋を押し込むような力が生じる場合であってもICチップ3が蓋6を支える役割を果たし、蓋6に水晶振動片2が接するのを防止することができる。
また、本実施の形態にかかる水晶発振器1では、蓋6が変形した場合、キャビティ44の中央付近の部分が凹むように蓋6が変形する。このような蓋6の変形があっても、水晶振動片2を接続する電極パッド511,512が、キャビティ44の中央付近ではなく、キャビティ44の平面視外周近傍に形成されているので、蓋6に、水晶振動片2や、水晶振動片2を接合する導電性接合材72が接触し、不発振になるのを防ぐことができる。
なお、本実施の形態では、圧電振動デバイスとして水晶発振器を適用しているが、材料は水晶に限定されるものではなく、圧電材料であればよい。また、本実施の形態にかかる水晶発振器に限定されるものではなく、例えば弾性表面波素子を用いた発振器等であってもよい。
また、本実施の形態では、外部端子53としてICチップ3の交流出力端子531と、直流電源端子532と、直流制御端子533と、グランド端子534とが含まれた4端子構成のものとしているが、これに限定されるものではなく、直流制御端子533に代えて、電圧制御用端子を形成した4端子構成のものであってもよい。また、直流制御端子533に代えて、外部への接続を行う端子として機能しないダミー端子を形成した4端子構成のものであってもよい。また、直流制御端子533と電圧制御用端子とダミー端子とのうち少なくとも2つ以上形成した5端子以上の構成のものであってもよい。また、外部端子53に、他の書き込み端子等を追加端子として含む6端子以上の構成のものであってもよい。
また、本実施の形態では、2つのビア48をベース4に形成しているが、これに限定されるものではなく、ビア48の数は任意に設定可能である。
また、本実施の形態では、箱状体のベース4と、一枚板の蓋6とから水晶発振器1のパッケージを構成しているが、これに限定されるものではなく、ベース4と水晶振動片2と蓋6とを積層し、サンドイッチ構造とした発振器のパッケージであってもよい。
また、本実施の形態では、ベース4に本発明を適用しているが、これに限定されるものではなく、水晶振動片2とICチップ3とを搭載し、配線パターン55などを形成した蓋6に本発明を適用してもよい。
また、本実施の形態では、ベース4と蓋6とを接合する前の蓋6に接合材を形成しているが、これに限定されるものではなく、ベース4に接合材を形成してもよい。
また、本実施の形態では、振動部22と接合部23の厚みを同じ厚みとしているが、これに限定されるものではなく、振動部22の厚みを薄くし、高周波化に対応させてもよい。
また、本実施の形態では、電極パッド511,512上の短辺近傍に、当該短辺方向に沿った突起部56が設けられているが、これに限定されるものではなく、電極パッド511,512上のいずれかの辺、例えば長辺近傍に、当該辺方向に沿った突起部56が設けられてもよい。
また、本実施の形態では、電極パッド511,512上の短辺近傍に、当該短辺方向に沿った突起部56が設けられているが、これに限定されるものではなく、図5,6に示すように、電極パッド511,512上に、対角線に沿った突起部56が設けられてもよい。
また、本実施の形態では、電極パッド511,512上の短辺近傍に、当該短辺方向に沿った突起部56が設けられているが、これに限定されるものではなく、図7に示すように、電極パッド511,512上に、平面視L字の突起部56が設けられてもよい。
また、本実施の形態によれば、他主面45に形成されたグランド端子534に対応する一主面43の対応位置に、グランド端子534に導通させる接続パッド526が配されているが、これに限定されるものではなく、図8に示すように、他主面45に形成されたグランド端子534に対応する一主面43の対応位置と、他主面45に形成された交流出力端子531に対応する一主面43の対応位置との間に、グランド端子534および交流出力端子531に導通させる接続パッド525,526が配されてもよい。この場合であっても、グランド配線パターン554と出力配線パターン551との長さをともに短くすることができ、その結果、グランド配線パターン554と出力配線パターン551との長さに依存する水晶発振器1の出力波形のリンギングによる影響を抑えることができる。
また、本実施の形態では、図4などに示すように、接続パッド521,522,523,524,525,526が、ベース4を平面視して、ベース4の一主面43のキャビティ44の底面441にマトリックス状(3×2)形成され、mの配列方向がキャビティ44の短辺方向とされているが、これに限定されるものではなく、m<nを条件とし、キャビティ44の底面441に複数の接続パッドがm×nのマトリックス状に配され、nの配列方向(列方向)がキャビティ44の長辺方向であってもよい。例えば、図9に示すように、ICチップ3のベース4への配置を、図1に示す形態に比べて90度回転させ、このICチップ3のベース4への配置に対応させて、キャビティ44の底面441に接続パッド521,522,523,524,525,526がマトリックス状(2×3)に配され、nの配列方向がキャビティ44の長辺方向であってもよい。
図9に示す実施の形態の場合、キャビティ44の底面441が、略長方形に形成され、かつ、湾曲面とされ、キャビティ44の底面441に接続パッド521,522,523,524,525,526が、ベース4を平面視して、マトリックス状(2×3;m×n)に形成され、nの配列方向がキャビティ44の長辺方向であるので、FCB法によって接続パッド521,522,523,524,525,526にICチップ3を搭載する際、全ての接続パッド521,522,523,524,525,526にICチップ3(ICチップ3上に形成されたAuバンプなどの端子31)が接続されるが、この時に接続パッド521,522,523,524,525,526に対してICチップ3(ICチップ3上に形成されたAuバンプなどの端子31)が浮くのを防止することができる。また、FCB法によって接続パッド521,522,523,524,525,526にICチップ3を搭載する際、接続パッド521,522,523,524,525,526へのICチップ3の接合が不安定になるのを防止することができる。
また、本実施の形態では、蓋6とICチップ3との空隙は50μmとなり、蓋6と水晶振動片2との空隙は100μmとなるが、これに限定されるものではなく、蓋6とICチップ3との空隙が50μm以下であり、蓋6と水晶振動片2との空隙が、蓋6とICチップ3との空隙よりも広くなっていればよい。そのため、蓋6とICチップ3との空隙が無く(0μm)、蓋6と水晶振動片2とは空隙を有する形態であってもよい。例えば、ベース4に面する蓋6の下面が平坦面であり、この蓋6の下面にICチップ3の上面が接してもよい。また、蓋6がベース4側に湾曲したり、蓋6の下面が凸状になったりして曲面に成形され、この蓋6の下面にICチップ3の上面が接してもよい。この場合、ICチップ3の熱が、蓋6を介して発振器1の外部に効率的に放熱することができ、発振器1を安定動作させるのに有効であり、また、EMI対策にも最適である。
<実施の形態2>
次に、本実施の形態2にかかる水晶発振器1を図面を用いて説明する。なお、本実施の形態2にかかる水晶発振器1は、上記の実施の形態1に対して、ベース4が異なる。しかしながら、同一構成による作用効果及び変形例は、上記した実施の形態1と同様の作用効果及び変形例を有する。そこで、本実施の形態2では、上記の実施の形態1と異なるベース4の構成について説明し、同一の構成についての説明を省略する。
ベース4では、電極5として、図10〜13に示すように、水晶振動片2の励振電極24それぞれに電気機械的に接合する一対の電極パッド511,512と、ICチップ3の端子31に電気的に接続する接続パッド521,522,523,524,525,526と、外部の回路基板(図示省略)などの外部機器に半田などの導電性接合材(図示省略)を用いて電気的に接続する外部端子53(交流出力端子531、直流電源端子532、直流制御端子533、およびグランド端子534)と、水晶振動片2の特性を測定・検査する検査端子541,542と、が形成されている。
電極パッド511,512と接続パッド521,522,523,524,525,526とは、同一平面となるベース4の一主面43(具体的にはベース4の底部41上)のキャビティ44の底面441に形成されている。
また、交流出力端子531、直流電源端子532、直流制御端子533、およびグランド端子534は、他主面45の壁部対応領域491(他主面45の外周)に形成されるとともに、その一部が、他主面45のキャビティ対向位置492(他主面45の外周を除く中央位置)に形成されている。具体的には、交流出力端子531、直流電源端子532、直流制御端子533、およびグランド端子534は、他主面45の各隅部およびキャスタレーション46に形成されている。なお、本実施の形態では、交流出力端子531、直流電源端子532、直流制御端子533、およびグランド端子534の一部がキャビティ対向位置492に形成されているが、これに限定されるものではなく、他主面45の壁部対応領域491(他主面45の外周)に形成されていればよく、他主面45の壁部対応領域491のみに形成されてもよい。
また、検査端子541,542は、他主面45のキャビティ対応領域492(他主面45の外周を除く中央領域)のみに形成され、その形状は図13に示すように平面視円形とされる。具体的には、検査端子541,542は、他主面45の長辺の中間位置上に、他主面45の短辺方向に沿って並んで形成されている。また、検査端子541,542下にビア48がそれぞれ形成され、ビア48は、検査端子541,542の中心に対して偏位した位置に配されている。また、これら検査端子541,542を覆うようにレジストなどの絶縁材料からなる絶縁部81が設けられている。この絶縁部81により、水晶発振器1の製造後に、検査端子541,542の露出を防止し、検査端子541,542が他の電子機器など端子に接続するのを防止することができる。また、下記の実施の形態3に示すようにベース4を凹状(凹部82)に形成する必要がなく(図14参照)、ベース4の強度を低くすることなく、検査端子541,542が他の電子機器など端子に接続するのを防止することができる。なお、絶縁部81は、本実施の形態に限定されるものではなく、検査端子541,542を被覆することができるものであれば、材料や形状は任意に設定できる。
また、配線パターン55には、図12に示すように、接続パッド525をICチップ3の交流出力端子531に導通させる出力配線パターン551と、接続パッド524を直流電源端子532に導通させる電源配線パターン552と、接続パッド523を直流制御端子533に導通させる制御配線パターン553と、接続パッド526をグランド端子534に導通させるグランド配線パターン554と、接続パッド521を検査端子542および電極パッド511に導通させる検査配線パターン555と、接続パッド522を検査端子541および電極パッド512に導通させる検査配線パターン556と、が含まれ、電極パッド511,512と、接続パッド521,522,523,524,525,526とを導通可能な状態となる。なお、本実施の形態では、上記の実施の形態1と異なり、接続パッド523と直流制御端子533を接続する制御配線パターン553上に、この制御配線パターン553に連続した水晶振動片2用の枕部58が形成されずに、制御配線パターン553に対して離間して枕部58がベース4上に形成されている。
上記構成からなる電極パッド511,512と接続パッド521,522と検査端子541,542とが、ビア48及び配線パターン55(検査配線パターン555,556)により電気的に接続され、接続パッド523,524,525,526と交流出力端子531、直流電源端子532、直流制御端子533、およびグランド端子534とが、配線パターン55(出力配線パターン551、電源配線パターン552、制御配線パターン553、およびグランド配線パターン554)により電気的に接続されている。
また、電極5では、接続パッド523と直流制御端子533(外部端子)を接続する制御配線パターン553上、および接続パッド524と直流電源端子532(外部端子)とを接続する電源配線パターン552上に、水晶発振器1の製造工程における画像認識用の一対の認識部57が形成されている。これら認識部57の一部は、図11,12に示すように、キャビティ44に露出し、ベース4の短辺方向に沿って形成されている。これら認識部57を、ベース4に水晶振動片2やICチップ3を搭載する時の搭載基準として、水晶振動片2やICチップ3をベース4に正確に搭載することができる。その結果、水晶振動片2やICチップ3のベース4への搭載ずれが減り、歩留まりを改善するなどの生産性向上を図ることができる。なお、認識部57は、本実施の形態に限定されるものではなく、一対の形状からなるものであれば、他の形状であってもよい。
また、接続パッド523と直流制御端子533を接続する制御配線パターン553に沿って、かつ、この制御配線パターン553に離間した水晶振動片2用の枕部58が形成されている。この枕部58は、制御配線パターン553とともに形成され、上記の認識部57と同様の認識の役割も果たす。この認識の役割に関して、枕部58の一端縁581と電極パッド511の端縁5111、および枕部58の他端縁582と電極パッド512の端縁5121とがベース4の短辺方向に沿って形成されており、これら枕部58と電極パッド511,512を、ベース4に水晶振動片2やICチップ3を搭載する時の搭載基準として、水晶振動片2やICチップ3をベース4に正確に搭載することができる。その結果、水晶振動片2やICチップ3のベース4への搭載ずれが減り、歩留まりを改善するなどの生産性向上を図ることができる。
<実施の形態3>
次に、本実施の形態3にかかる水晶発振器1を図面を用いて説明する。なお、本実施の形態3にかかる水晶発振器1は、上記の実施の形態1に対して、ベース4が異なる。しかしながら、同一構成による作用効果及び変形例は、上記した実施の形態1と同様の作用効果及び変形例を有する。そこで、本実施の形態3では、上記の実施の形態1と異なるベース4の構成について説明し、同一の構成についての説明を省略する。
ベース4では、電極5として、図14〜17に示すように、水晶振動片2の励振電極24それぞれに電気機械的に接合する一対の電極パッド511,512と、ICチップ3の端子31に電気的に接続する接続パッド521,522,523,524,525,526と、外部の回路基板(図示省略)などの外部機器に半田などの導電性接合材(図示省略)を用いて電気的に接続する交流出力端子531、直流電源端子532、直流制御端子533、およびグランド端子534と、水晶振動片2の特性を測定・検査する検査端子541,542とが形成されている。
電極パッド511,512と接続パッド521,522,523,524,525,526とは、同一平面となるベース4の一主面43(具体的にはベース4の底部41上)のキャビティ44の底面441に形成されている。
また、交流出力端子531、直流電源端子532、直流制御端子533、およびグランド端子534は、他主面45の壁部対応領域491(他主面45の外周)に形成されるとともに、その一部が、他主面45のキャビティ対向位置492(他主面45の外周を除く中央位置)に形成されている。具体的には、交流出力端子531、直流電源端子532、直流制御端子533、およびグランド端子534は、他主面45の各隅部およびキャスタレーション46に形成されている。なお、本実施の形態では、交流出力端子531、直流電源端子532、直流制御端子533、およびグランド端子534の一部がキャビティ対向位置492に形成されているが、これに限定されるものではなく、他主面45の壁部対応領域491(他主面45の外周)に形成されていればよく、他主面45の壁部対応領域491のみに形成されてもよい。
また、検査端子541,542は、他主面45のキャビティ対応領域492(他主面45の外周を除く中央領域)のみに形成され、その形状は図17に示すように平面視円形とされる。具体的には、検査端子541,542は、他主面45の長辺の中間位置上に、他主面45の短辺方向に沿って並んで形成されている。また、検査端子541,542下にビア48がそれぞれ形成され、ビア48は、検査端子541,542の中心に対して偏位した位置に配されている。また、これら検査端子541,542は、ベース4の他主面45に形成された凹部82内に形成されている。この凹部82により、水晶発振器1の製造後に、交流出力端子531、直流電源端子532、直流制御端子533、およびグランド端子534に対して、検査端子541,542がX方向上方に配することができ、交流出力端子531、直流電源端子532、直流制御端子533、およびグランド端子534を他の電子機器など端子に接続した時に、検査端子541,542が他の電子機器など端子に接続するのを防止することを防止することができる。また、本実施の形態3によれば、上記の実施の形態2のようにレジスト処理をする必要が無い(図10参照)。そのため、上記の実施の形態2に比べて、レジスト処理の工程を削減することができ、低コストで同様の効果を得ることができる。なお、凹部82は、本実施の形態に限定されるものではなく、検査端子541,542を凹部82内に配することができるものであれば、形状は問わない。
また、配線パターン55には、図16に示すように、接続パッド525をICチップ3の交流出力端子531に導通させる出力配線パターン551と、接続パッド524を直流電源端子532に導通させる電源配線パターン552と、接続パッド523を直流制御端子533に導通させる制御配線パターン553と、接続パッド526をグランド端子534に導通させるグランド配線パターン554と、接続パッド521を検査端子542および電極パッド511に導通させる検査配線パターン555と、接続パッド522を検査端子541および電極パッド512に導通させる検査配線パターン556と、が含まれ、電極パッド511,512と、接続パッド521,522,523,524,525,526とを導通可能な状態となる。
上記構成からなる電極パッド511,512と接続パッド521,522と検査端子541,542とが、ビア48及び配線パターン55(検査配線パターン555,556)により電気的に接続され、接続パッド523,524,525,526と交流出力端子531、直流電源端子532、直流制御端子533、およびグランド端子534とが、配線パターン55(出力配線パターン551、電源配線パターン552、制御配線パターン553、およびグランド配線パターン554)により電気的に接続されている。
また、電極5では、接続パッド523と直流制御端子533(外部端子)を接続する制御配線パターン553上、および接続パッド524と直流電源端子532(外部端子)とを接続する電源配線パターン552上に、水晶発振器1の製造工程における画像認識用の一対の認識部57が形成されている。これら認識部57の一部は、図15,16に示すように、キャビティ44に露出し、ベース4の短辺方向に沿って形成されている。これら認識部57を、ベース4に水晶振動片2やICチップ3を搭載する時の搭載基準として、水晶振動片2やICチップ3をベース4に正確に搭載することができる。その結果、水晶振動片2やICチップ3のベース4への搭載ずれが減り、歩留まりを改善するなどの生産性向上を図ることができる。なお、認識部57は、本実施の形態に限定されるものではなく、一対の形状からなるものであれば、他の形状であってもよい。
なお、本実施の形態では、上記の実施の形態1と異なり、接続パッド523と直流制御端子533を接続する制御配線パターン553上に、この制御配線パターン553に連続した2つの水晶振動片2用の枕部58,59が形成されている。これら枕部58,59は、制御配線パターン553とともに形成され、上記の認識部57と同様の認識の役割も果たす。この認識の役割に関して、一方の枕部58の端縁(他端縁582)と電極パッド511の端縁5111とがベース4の短辺方向に沿って形成され、他方の枕部59の端縁591と電極パッド512の端縁5121とがベース4の短辺方向に沿って形成され、これら枕部58,59と電極パッド511,512を、ベース4に水晶振動片2やICチップ3を搭載する時の搭載基準として、水晶振動片2やICチップ3をベース4に正確に搭載することができる。その結果、水晶振動片2やICチップ3のベース4への搭載ずれが減り、歩留まりを改善するなどの生産性向上を図ることができる。
このまた、図16に示す2つの枕部58,59に関して、これに限定されるものではなく、図17に示すように、接続パッド523と交流出力端子531を接続する制御配線パターン553に沿って、かつ、この制御配線パターン553に離間した水晶振動片2用の枕部58,59が2つ形成されてもよい。この場合でも、図16に示す枕部58,59と同様の効果を有する。また、この図17に示す構成によれば、接続パッド523と直流制御端子533を接続する制御配線パターン553に沿って、かつ、この制御配線パターン553に離間した水晶振動片2用の枕部58,59が2つ形成されるので、制御配線パターン553から離して水晶振動片2を保持することができ、制御配線パターン553と励振電極24とのショートを防ぐことができる。
なお、本発明は、その精神や主旨または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上述の実施の形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
また、この出願は、2010年6月11日に日本で出願された特願2010−134302号に基づく優先権を請求する。これに言及することにより、その全ての内容は本出願に組み込まれるものである。
本発明は、水晶発振器などの圧電振動デバイスに適用できる。
1 水晶発振器(圧電振動デバイス)
11 内部空間
2 水晶振動片(圧電振動片)
211 一主面
212 他主面
22 振動部
23 接合部
24 励振電極
25 端子電極
26 引出電極
3 ICチップ(電子部品素子)
31 端子
32 下側面
33 右側面
34 上側面
35 左側面
4 ベース(封止部材)
41 底部
42 壁部
43 一主面
44 キャビティ
441 底面
45 他主面
451 中心点
46 キャスタレーション
47 筐体側面
48 ビア
481 導通部材
491 壁部対応領域
492 キャビティ対応領域
5 電極
511 電極パッド
5111 端縁
512 電極パッド
5121 端縁
521,522,523,524,525,526 接続パッド
53 外部端子
531 交流出力端子
532 直流電源端子
533 直流制御端子
534 グランド端子
541,542 検査端子
55 配線パターン
551 出力配線パターン
552 電源配線パターン
553 制御配線パターン
554 グランド配線パターン
555,556 検査配線パターン
56 突起部
56 枕部
581 一端縁
582 他端縁
57 認識部
58 枕部
581 端縁
59 枕部
591 端縁
6 蓋(封止部材)
7 導電性接合材
71 導電性バンプ
72 導電性接合材
81 絶縁部
82 凹部
L1,L2 線

Claims (7)

  1. 封止部材に、圧電振動を行う圧電振動片を電気的に接続する一対の電極パッドと、前記圧電振動片とともに発振回路を構成する集積回路素子を電気的に接続する複数の接続パッドとを導通させる配線パターンが形成され、前記圧電振動片と前記集積回路素子とが、平面視上、並んで配された発振器において、
    前記配線パターンには、少なくとも、前記接続パッドの一つを前記発振回路の交流出力端子に導通させる出力配線パターンと、前記接続パッドの一つを前記発振回路の直流電源端子に導通させる電源配線パターンとが含まれ、
    前記電極パッドおよび前記接続パッドが、前記封止部材を構成する基材の一主面に形成され、かつ、前記配線パターンが、前記封止部材を構成する基材の少なくとも一主面に形成され、
    前記一主面上において、前記電極パッドは、前記出力配線パターンよりも、前記電源配線パターンの近くに配され、
    前記封止部材を構成する基材の一主面にキャビティが形成されるとともに、前記キャビティを囲むように壁部が前記基材の一主面に積層して設けられ、前記キャビティの底面は、略長方形に形成され、かつ、湾曲面とされ、m<nを条件とし、前記キャビティの底面に複数の前記接続パッドがm×nのマトリックス状に配され、nの配列方向が前記キャビティの長辺方向であり、前記集積回路素子が導電性バンプを介して前記接続パッドに接合されたことを特徴とする発振器。
  2. 請求項に記載の発振器において、
    前記電極パッド上に、突起部が設けられたことを特徴とする発振器。
  3. 請求項1または2に記載の発振器において、
    前記圧電振動片に形成された一対の励振電極が、前記交流出力端子、前記直流電源端子、前記出力配線パターン、および前記電源配線パターンと、非対向状態であることを特徴とする発振器。
  4. 請求項に記載の発振器において、
    前記集積回路素子の側面に沿って、前記接続パッドに接続される前記配線パターンが形成されたことを特徴とする発振器。
  5. 請求項1乃至のうちいずれか1つに記載の発振器において、
    電極として、画像認識用の一対の認識部が、前記基材の一主面に形成されたことを特徴とする発振器。
  6. 請求項1乃至のうちいずれか1つに記載の発振器において、
    前記基材の一主面に、圧電振動片用であり画像認識用である枕部が形成されたことを特徴とする発振器。
  7. 請求項1乃至のうちいずれか1つに記載の発振器において、
    複数の封止部材により圧電振動片の振動領域が気密封止され、
    前記封止部材と前記集積回路素子との空隙は50μm以下であり、前記封止部材と前記圧電振動片との空隙は、前記封止部材と前記集積回路素子との空隙よりも広いことを特徴とする発振器。
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