JP6282800B2 - Crystal oscillator - Google Patents
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Description
本発明は、電子機器等に用いられる水晶振動子に関するものである。 The present invention relates to a crystal resonator used in an electronic device or the like.
水晶振動子は、水晶素子の圧電効果を利用して、特定の周波数を発生させるものである。例えば、基板と、第一凹部を設けるために基板の上面に設けられた第一枠体と、第二凹部を設けるために基板の下面に設けられた第二枠体とを有しているパッケージと、基板の上面に設けられた電極パッドに実装された水晶素子と、基板の下面に設けられたサーミスタ素子と、を備えた水晶振動子が提案されている(例えば、下記特許文献1参照)。
The crystal resonator generates a specific frequency by using the piezoelectric effect of the crystal element. For example, a package having a substrate, a first frame provided on the upper surface of the substrate for providing the first recess, and a second frame provided on the lower surface of the substrate for providing the second recess. And a crystal element mounted on an electrode pad provided on the upper surface of the substrate and a thermistor element provided on the lower surface of the substrate have been proposed (see, for example,
上述した水晶振動子は、製品が小型化することに伴い、感温素子も小型化になるため、感温素子を実装する際に感温素子に力が加わると、感温素子の位置ズレが発生し、水晶振動子の生産性が低下する虞があった。 As the above-described quartz resonator is downsized, the temperature sensing element is also miniaturized. Therefore, if a force is applied to the temperature sensing element when mounting the temperature sensing element, the temperature sensing element will be misaligned. There is a possibility that the productivity of the crystal unit may be reduced.
本発明は前記課題に鑑みてなされたものであり、感温素子の位置ズレを抑え、水晶振動子の生産性を向上させることができる水晶振動子を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a crystal resonator capable of suppressing the positional deviation of the temperature sensitive element and improving the productivity of the crystal resonator.
本発明の一つの態様による水晶振動子は、基板と、基板の上面に設けられた第一枠体と、基板の下面に設けられた第二枠体と、第二枠体の下面に第二枠体の外縁に沿って、第二枠体の内縁を露出するように設けられた第三枠体と、第二枠体の露出した下面に設けられた接合パッドと、第三枠体の下面に設けられた一対の水晶素子用外部端子及び一対の感温素子用外部端子と、第一枠体で囲まれる領域であって基板の上面に設けられた一対の電極パッドに実装された水晶素子と、接合パッドと電気的に接合され、第二枠体で囲まれる領域に収容されるようにして設けられ、接合パッドと接続するための接続端子が設けられた感温素子と、第一枠体上に設けられ、水晶素子を気密封止する蓋体と、を備え、一対の電極パッドと一対の水晶素子用外部端子が電気的に接続され、接合パッドと一対の感温素子用外部端子とが電気的に接続されており、感温素子の両端に設けられた接続端子の開口側を向いている面と接合パッドの開口側を向いている面とが同一平面高さ位置にあり、接合パッドの開口側を向いている面から感温素子に設けられた接続端子の開口側を向いている面にかけて跨るように導電性接合材が設けられていることを特徴とするものである。 A crystal resonator according to one aspect of the present invention includes a substrate, a first frame provided on the upper surface of the substrate, a second frame provided on the lower surface of the substrate, and a second frame on the lower surface of the second frame. A third frame provided to expose the inner edge of the second frame along the outer edge of the frame, a bonding pad provided on the exposed lower surface of the second frame, and a lower surface of the third frame A pair of crystal element external terminals and a pair of temperature sensitive element external terminals provided on the substrate, and a crystal element mounted on a pair of electrode pads provided on the upper surface of the substrate, surrounded by the first frame body A temperature sensing element provided with a connection terminal electrically connected to the bonding pad and accommodated in a region surrounded by the second frame, and provided with a connection terminal for connecting to the bonding pad; A lid provided on the body for hermetically sealing the quartz element, and a pair of electrode pads and a pair of quartz elements Terminal is electrically connected to the bonding pads and the external terminals for a pair of temperature sensing elements are electrically connected, joined to the surface facing the open side of the connecting terminals provided at both ends of the temperature-sensitive element a surface facing the open side of the pad lies in the same plane height, as to extend from the surface facing the open side of the interface pad toward a surface facing the open side of the connection terminals provided on the thermosensitive element And a conductive bonding material.
本発明の一つの態様による水晶振動子は、第二枠体の露出した下面に設けられた接合パッドと、第二枠体で囲まれる領域に収容されるようにして設けられた感温素子とを備えていることによって、感温素子を実装する際に力が加わった場合でも、第二枠体より外に感温素子の位置ズレが生じることを低減することができる。よって、水晶振動子の生産性を向上させることができる。 A crystal resonator according to one aspect of the present invention includes a bonding pad provided on the exposed lower surface of the second frame, and a temperature sensing element provided so as to be accommodated in a region surrounded by the second frame. With this, even when a force is applied when mounting the temperature sensitive element, it is possible to reduce the occurrence of the positional deviation of the temperature sensitive element outside the second frame. Therefore, the productivity of the crystal unit can be improved.
本実施形態における水晶振動子は、図1〜図3に示されているように、パッケージ110と、パッケージ110の上面に接合された水晶素子120と、パッケージ110の下面に接合された感温素子130とを含んでいる。パッケージ110は、基板110aの上面と第一枠体110bの内側面によって囲まれた収容空間Kが形成されている。また、パッケージ110は、第二枠体110cの下面と第三枠体110dの内側面によって囲まれた第一凹部118と基板110aの下面と第二枠体110cとの内側面によって囲まれた第二凹部119が形成されている。このような水晶振動子は、電子機器等で使用する基準信号を出力するのに用いられる。
As shown in FIGS. 1 to 3, the crystal resonator according to the present embodiment includes a
基板110aは、矩形状であり、上面で実装された水晶素子120を実装するための実装部材として機能するものである。基板110aは、上面に、水晶素子120を接合するための電極パッド111が設けられている。
The substrate 110a has a rectangular shape and functions as a mounting member for mounting the
基板110aは、例えばアルミナセラミックス又はガラス−セラミックス等のセラミック材料である絶縁層からなる。基板110aは、絶縁層を1層用いたものであっても、絶縁層を複数層積層したものであってもよい。基板110aの表面及び内部には、上面に設けられた電極パッド111と、第三枠体110dの下面に設けられた水晶素子用外部端子G1とを電気的に接続するための水晶素子用配線パターン113及び水晶素子用ビア導体114が設けられている。また、基板110aは、図5に示すように、第二枠体110cの下面に設けられた接合パッド115と、第三枠体110dの下面に設けられた感温素子用外部端子G2とを電気的に接続するための感温素子用配線パターン116及び感温素子用ビア導体117が第二枠体110c及び第三枠体110dの表面及び内部に設けられている。
The substrate 110a is made of an insulating layer made of a ceramic material such as alumina ceramic or glass-ceramic. The substrate 110a may be one using one insulating layer or may be a laminate of a plurality of insulating layers. A crystal element wiring pattern for electrically connecting the
第一枠体110bは、基板110aの上面に配置され、基板110aの上面に収容空間Kを形成するためのものである。第二枠体110cは、基板110aの下面に配置され、基板110aの下面に第二凹部119を形成するためのものである。第三枠体110dは、第二枠体110bの下面に第二枠体110bの外縁に沿って設けられ、第二枠体110cの内縁を露出するように設けられている。第三枠体110dは、第二枠体110bの下面に第一凹部118を形成するためのものである。第一枠体110b、第二枠体110c及び第三枠体110dは、例えばアルミナセラミックス又はガラス−セラミックス等のセラミック材料からなり、基板110aと一体的に形成されている。
The first frame 110b is disposed on the upper surface of the substrate 110a, and is for forming the accommodation space K on the upper surface of the substrate 110a. The second frame 110c is disposed on the lower surface of the substrate 110a, and is for forming the
平面視した際に、第二凹部119の開口面積は、第一凹部118の開口面積よりも小さくなるように設けられている。また、第二凹部119の開口部は、第一凹部118の開口部内に位置するように設けられている。ここでパッケージ110を平面視したときの一辺の寸法が、1.0〜3.0mmであり、パッケージの厚み方向の寸法が、0.7〜1.5mmである場合を例にして、第一凹部118及び第二凹部119の大きさを説明する。第一凹部118の開口部の長辺の長さは、0.8〜1.1mmであり、短辺の長さは、0.7〜0.9mmとなっている。第一凹部118の深さ方向の長さは、0.1〜0.35mmとなっている。また、第二凹部119の長辺の長さは、0.45〜0.70mmであり、短辺の長さは、0.25〜0.40mmとなっている。第二凹部119の深さ方向の長さは、0.10〜0.35mmとなっている。
When viewed in a plan view, the opening area of the
また、第三枠体110dの下面の四隅には、図6に示すように、一対の水晶素子用外部端子G1と一対の感温素子用外部端子G2が設けられている。一対の水晶素子用外部端子G1は、第三枠体110dの下面の対角に位置するように設けられている。また、感温素子用外部端子G2は、水晶素子用外部端子G1が設けられている対角とは異なる第三枠体110dの対角に位置するように設けられている。水晶素子用外部端子G1は、基板110aの上面に設けられた電極パッド111と電気的に接続されている。また、感温素子用外部端子G2は、第二枠体110cの下面に設けられた接合パッド115と電気的に接続されている。また、水晶素子用外部端子G1と感温素子用外部端子G2とは、電気的に接続されておらず、別々に設けられている。
Also, as shown in FIG. 6, a pair of crystal element external terminals G1 and a pair of temperature sensitive element external terminals G2 are provided at the four corners of the lower surface of the third frame 110d. The pair of crystal element external terminals G1 are provided so as to be located diagonally on the lower surface of the third frame 110d. Further, the temperature sensitive element external terminal G2 is provided so as to be located at a diagonal of the third frame 110d different from the diagonal at which the crystal element external terminal G1 is provided. The crystal element external terminal G1 is electrically connected to an
また、水晶素子用外部端子G1及び感温素子用外部端子G2は、第三枠体110dに沿って設けられた形状となっている。ここでパッケージ110を平面視したときの一辺の寸法が、1.0〜3.0mmであり、パッケージの厚み方向の寸法が、0.7〜1.5mmである場合を例にして、水晶素子用外部端子G1及び感温素子用外部端子G2の大きさを説明する。水晶素子用外部端子G1及び感温素子用外部端子G2の長辺の長さは、0.3〜0.65mmであり、短辺の長さは、0.25〜0.6mmとなっている。
The crystal element external terminal G1 and the temperature sensitive element external terminal G2 have a shape provided along the third frame 110d. Here, in the case where the
電極パッド111は、水晶素子120を実装するためのものである。電極パッド111は、基板110aの上面に一対で設けられており、基板110aの一辺に沿うように隣接して設けられている。電極パッド111は、図4(a)に示されているように基板110a及び第二枠体110cに設けられた水晶素子用配線パターン113及び水晶素子用ビア導体114を介して、第三枠体110dの下面に設けられた水晶素子用外部端子G1と電気的に接続されている。
The
電極パッド111と水晶素子用外部端子G1とは、基板110aの上面に形成された水晶素子用配線パターン113と、基板110a、第二枠体110c及び第三枠体110dに設けられた水晶素子用ビア導体114とにより接続されている。一方の電極パッド111aは、図4に示すように、第一水晶素子用配線パターン113aの一端と接続されている。また、第一水晶素子用配線パターン113aの他端は、図4〜図6に示すように、第一水晶素子用ビア導体114aを介して、一方の水晶素子用外部端子G1aと接続されている。よって、一方の電極パッド111aは、一方の水晶素子用外部端子G1aと電気的に接続されることになる。また、他方の電極パッド111bは、図4に示すように、第二水晶素子用配線パターン113bの一端と接続されている。また、他方の水晶素子用配線パターン113bの他端は、図4〜図6に示すように、第二水晶素子用ビア導体114bを介して他方の水晶素子用外部端子G1bと接続されている。よって、他方の電極パッド111bは、他方の水晶素子用外部端子G1bと電気的に接続されることになる。
The
接合パッド115は、感温素子130を実装するためのものである。接合パッド115は、第二枠体110cの露出した下面に一対で設けられており、第二凹部119の開口縁に沿って設けられている。接合パッド115は、図5(b)及び図6に示されているように、第二枠体110cの下面に設けられた感温素子用配線パターン116と、第二枠体110c及び第三枠体110dの内部に設けられた感温素子用ビア導体117とを介して、第三枠体110dの下面に設けられた感温素子用外部端子G2と電気的に接続されている。また、接合パッド115は、感温素子130の接続端子131の下面と同一平面高さ位置になるように設けられている。このようにすることにより、導電性接合材160が接合パッド115から接続端子131の下面に跨るように均一に設けることができるので、導電性接合材160が溢れでるようなことを低減することができる。
The
また、接合パッド115と感温素子用外部端子G2は、パッケージ110の第一凹部118内の第二枠体110cに形成された部分を有する感温素子用配線パターン116により接続されている。一方の接合パッド115aは、図5(b)に示すように一方の感温素子用配線パターン116aの一端と接続されている。また、一方の感温素子用配線パターン116aの他端は、図5(b)及び図6に示すように一方の感温素子用ビア導体117aを介して一方の感温素子用外部端子G2aと接続されている。よって、一方の接合パッド115aは、一方の感温素子用外部端子G2aと電気的に接続されることになる。また、他方の接合パッド115bは、図5(b)に示すように他方の感温素子用配線パターン116bの一端と接続されている。また、他方の感温素子用配線パターン116bの他端は、図5(b)及び図6に示すように他方の感温素子用ビア導体117bを介して他方の感温素子用外部端子G2bと接続されている。よって、他方の接合パッド115bは、他方の感温素子用外部端子G2bと電気的に接続されることになる。
Further, the
また、第一凹部118の下面に設けられている一方の感温素子用配線パターン116aの長さと他方の感温素子用配線パターン116bの長さが略等しくなっている。つまり、一対の感温素子用配線パターン116の長さが略等しい長さになっている。第一凹部118内底面に露出している一対の感温素子用配線パターン116の長さは、約200〜250μmである。ここで、略等しい長さとは、一方の感温素子用配線パターン116aの配線長と、他方の感温素子用配線パターン116bの配線長との差が0〜50μm異なるものを含むものとする。また、配線長は、各配線の中心を通る直線の長さを測定したものとする。つまり、一方の感温素子用配線パターン116aの配線長と、他方の感温素子用配線パターン116bの配線長とが略等しい長さとなることによって、発生する抵抗値が等しくなり、感温素子130に付与される負荷抵抗も均一になるため、安定して電圧を出力することが可能となる。
Further, the length of one temperature sensing element wiring pattern 116a provided on the lower surface of the
封止用導体パターン112は、蓋体140と封止部材141を介して接合する際に、封止部材141の濡れ性をよくするためのものである。封止用導体パターン112は、図2、図5(b)及び図6に示すように、一方の感温素子用ビア導体117aを介して、一方の感温素子用外部端子G2aと電気的に接続されている。また、一方の感温素子用外部端子G2aは、外部の実装基板上の基準電位であるグランドと接続されている実装パッドと接続されることにより、グランド端子の役割を果たす。封止用導体パターン112に接合された蓋体140がグランド電位となっている一方の感温素子用外部端子G2aに接続される。よって、蓋体140による収容空間K内のシールド性が向上する。封止用導体パターン112は、例えばタングステン又はモリブデン等から成る導体パターンの表面にニッケルメッキ及び金メッキを順次、第一枠体110bの上面を環状に囲む形態で施すことによって、例えば10〜25μmの厚みに形成されている。
The sealing
水晶素子120は、図2に示されているように、導電性接着剤150を介して電極パッド111上に接合されている。水晶素子120は、安定した機械振動と圧電効果により、電子装置等の基準信号を発振するためのものである。
As shown in FIG. 2, the
水晶素子120は、図2に示されているように、水晶素板121の上面及び下面のそれぞれに励振用電極122、接続用電極123及び引き出し電極124を被着させた構造を有している。励振用電極122は、水晶素板121の上面及び下面のそれぞれに金属を所定のパターンで被着・形成したものである。引き出し電極124は、励振用電極122から水晶素板121の短辺に向かって延出されている。接続用電極123は、引き出し電極124と接続されており、水晶素板121の長辺又は短辺に沿った形状で設けられている。
As shown in FIG. 2, the
本実施形態においては、電極パッド111と接続されている水晶素子120の一端を基板110aの上面と接続した固定端とし、他端を基板110aの上面と間を空けた自由端とした片保持構造にて水晶素子120が基板110上に固定されている。水晶素板121の固定端側の外周縁は、平面視して、基板110aの一辺と平行であり、第一枠体110bの内周縁に近付くように設けられている。このようにすることにより、水晶素子120の実装位置を視覚的によりわかりやすくすることができるので、水晶振動子の生産性を向上させることが可能となる。
In the present embodiment, a one-side holding structure in which one end of the
ここで、水晶素子120の動作について説明する。水晶素子120は、外部からの交番電圧が接続用電極123から引き出し電極124及び励振用電極122を介して水晶素板121に印加されると、水晶素板121が所定の振動モード及び周波数で励振を起こすようになっている。
Here, the operation of the
ここで、水晶素子120の作製方法について説明する。まず、水晶素子120は、人工水晶体から所定のカットアングルで切断し、水晶素板121の外周の厚みを薄くし、水晶素板121の外周部と比べて水晶素板121の中央部が厚くなるように設けるベベル加工を行う。そして、水晶素子120は、水晶素板121の両主面にフォトリソグラフィー技術、蒸着技術又はスパッタリング技術によって、金属膜を被着させることにより、励振用電極122、接続用電極123及び引き出し電極124を形成することにより作製される。
Here, a manufacturing method of the
水晶素子120の基板110aへの接合方法について説明する。まず、導電性接着剤150は、例えばディスペンサによって電極パッド111上に塗布される。水晶素子120は、導電性接着剤150上に搬送され、導電性接着剤150上に載置される。そして導電性接着剤150は、加熱硬化させることによって、硬化収縮される。水晶素子120は、一対の電極パッド111に接合される。
A method for bonding the
導電性接着剤150は、シリコーン樹脂等のバインダーの中に導電フィラーとして導電性粉末が含有されているものであり、導電性粉末としては、アルミニウム、モリブデン、タングステン、白金、パラジウム、銀、チタン、ニッケル又は鉄のうちのいずれか、或いはこれらの組み合わせを含むものが用いられている。また、バインダーとしては、例えばシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂又はビスマレイミド樹脂が用いられる。
The
感温素子130は、サーミスタ、白金測温抵抗体又はダイオード等が用いられている。サーミスタ素子の場合、感温素子130には、直方体形状であり、両端に接続端子131が設けられている。感温素子130は、温度変化によって電気抵抗が顕著な変化を示すものであり、この抵抗値の変化から電圧が変化するため、抵抗値と電圧との関係及び電圧と温度との関係により、出力された電圧から温度情報を得ることができる。感温素子130は、感温素子用外部端子G2間の電圧が、感温素子用外部端子G2を介して水晶振動子の外へ出力されることにより、例えば、電子機器等のメインIC(図示せず)で出力された電圧を温度に換算することで温度情報を得ることができる。このような感温素子130を水晶振動子の近くに配置して、これによって得られた水晶振動子の温度情報に応じて、ICにより水晶振動子を駆動する電圧を制御し、いわゆる温度補償をすることができる。
As the
また、白金測温抵抗体が用いられている場合、感温素子130は、直方体形状のセラミック板上の中央に白金を蒸着し、白金電極が設けられている。また、セラミック板の両端には接続端子131が設けられている。白金電極と接続端子131とは、セラミック板上面に設けられた引き出し電極により接続されている。白金電極の上面を被覆するようにして絶縁性樹脂が設けられている。
When a platinum resistance thermometer is used, the
また、ダイオードが用いられている場合、感温素子130は、半導体素子を半導体素子用基板の上面に実装し、その半導体素子及び半導体素子用基板の上面を絶縁性樹脂で被覆された構造である。半導体素子用基板の下面から側面には、アノード端子及びカソード端子となる接続端子が設けられている。感温素子は、アノード端子からカソード端子へは電流を流すが、カソード端子からアノード端子へはほとんど電流を流さない順方向特性を有している。
感温素子の順方向特性は、温度によって大きく変化する。感温素子に一定電流を流しておいて順方向電圧を測定することによって、電圧情報を得ることができる。その電圧情報から換算することで水晶素子の温度情報を得ることができる。ダイオードは、電圧と温度との関係が直線を示している。感温素子用外部端子間の電圧が、感温素子用外部端子を介して水晶振動子の外へ出力される。
When a diode is used, the
The forward characteristics of the temperature sensitive element vary greatly depending on the temperature. Voltage information can be obtained by passing a constant current through the temperature sensing element and measuring the forward voltage. By converting from the voltage information, temperature information of the crystal element can be obtained. In the diode, the relationship between voltage and temperature shows a straight line. The voltage between the temperature sensing element external terminals is output to the outside of the crystal resonator via the temperature sensing element external terminal.
感温素子130は、図2及び図3に示すように、パッケージ110の第一凹部118内に露出した第二枠部110cの下面に設けられた接合パッド115に半田等の導電性接合材160を介して実装されている。また、感温素子130の接続端子131aは、接合パッド115aに接続されている。接合パッド115aは、第二枠体110cの感温素子用配線パターン116aと、第二枠体110c及び第三枠体110dの内部に設けられた一方の感温素子用ビア導体117aを介して感温素子用外部端子G2aと電気的に接続されている。この感温素子用外部端子G2aは、外部の実装基板上の基準電位であるグランドと接続されている実装パッドと接続されることにより、グランド端子の役割を果たす。よって、感温素子130の接続端子131aは、基準電位であるグランドに接続されることになる。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
また、他方の感温素子用配線パターン116bは、平面視して、一対の電極パッド111の間の一部を通り、その一つの電極パッド111と重なるようにして設けられている。また、このようにすることによって、水晶素子120から伝わる熱が、電極パッド111から直下にある基板110aを介して、他方の感温素子用配線パターン116bから他方の接合パッド115bに伝わることになる。よって、水晶振動子は、熱伝導経路をさらに短くすることができるので、水晶素子120の温度と感温素子130の温度とが近似することになり、感温素子130から出力された電圧を換算することで得られた温度と、実際の水晶素子120の周囲の温度との差異をさらに低減することが可能となる。
The other temperature sensing element wiring pattern 116 b is provided so as to pass through a part between the pair of
また、感温素子130は、平面視で水晶素子120に設けられる励振用電極122の平面内に位置させていることにより、励振用電極122の金属膜によるシールド効果によって感温素子130を、電子機器を構成するパワーアンプ等の他の半導体部品や電子部品からのノイズから保護する。よって、励振用電極122のシールド効果により、感温素子130にノイズが重畳することを低減し、感温素子130の正確な電圧を出力することができる。また、感温素子130から正確な電圧値を出力することができるので、感温素子130から出力された電圧を換算することで得られた温度情報と、実際の水晶素子120の周囲の温度情報との差異をさらに低減することが可能となる。
Further, since the
感温素子130のパッケージ110への接合方法について説明する。まず、感温素子130を第二凹部119内に収容するように載置される。導電性接合材160は、例えばディスペンサによって第二枠体110cに設けられた接合パッド115から感温素子130の接続端子131に跨るようにして塗布される。そして導電性接合材160は、加熱させることによって溶融接合される。よって、感温素子130は、一対の接合パッド115に接合される。
A method for joining the
また、感温素子130がサーミスタ素子の場合には、図7(a)に示すように、直方体形状の両端にそれぞれ一つずつ接続端子131が設けられている。一方の接続端子131aは、感温素子130の左側面及び上下面に設けられている。他方の接続端子131bは、感温素子130の右側面と上下面に設けられている。感温素子130の長辺の長さは、0.4〜0.6mmであり、短辺の長さは、0.2〜0.3mmとなっている。感温素子130の厚み方向の長さは、0.1〜0.3mmとなっている。感温素子130の接続端子131a、131bの側面と第二枠体110cの内面との間隔が、0.05〜0.1mmとなるように設けられている。このようにすることで、感温素子130を実装する際に力が加わった場合でも、第二枠部110cの内壁面にて感温素子130が押さえられることになるので、第二凹部119内より外に感温素子130の位置ズレが生じることを低減することができる。
When the temperature
感温素子230がダイオードの場合には、図7(b)に示すように、直方体形状の下面の両端にそれぞれ一つずつ接続端子231が設けられている。一方の接続端子231aは、感温素子230の左下面に設けられている。他方の接続端子231bは、感温素子230の右下面に設けられている。感温素子230の長辺の長さは、0.4〜0.6mmであり、短辺の長さは、0.2〜0.3mmとなっている。感温素子230の厚み方向の長さは、0.1〜0.3mmとなっている。感温素子230の側面と第二枠体110cの内面との間隔が、0.05〜0.1mmとなるように設けられている。このようにすることで、感温素子230を実装する際に力が加わった場合でも、第二枠部110cの内壁面にて感温素子230が押さえられることになるので、第二凹部119内より外に感温素子230の位置ズレが生じることを低減することができる。
When the
また、感温素子130が、サーミスタ素子の場合には、図7(a)に示すように、感温素子130の長手方向と第二凹部119の底面とが平行になるように第二凹部119に収容した際に、開口側を向いている接続端子131の面を接続端子131の下面とする。また、感温素子230が、図7(b)に示すように、ダイオードの場合には、感温素子130に設けられている絶縁性樹脂が形成されている上面を第二凹部119の底面に接触させ、開口側を向いている接続端子231の面を接続端子231の下面とする。感温素子130、230の接続端子131,231の下面は、接合パッド115の下面と同一平面高さ位置にあり、接続端子131,231の下面から接合パッド115の下面に跨るように導電性接合材160が設けられている。ここで、同一平面高さ位置とは、感温素子130,230の接続端子131,231の下面と接合パッド115の下面との上下方向のずれが、0.05mm以下となるものを含むものとする。このようにすることによって、導電性接合材160を均一に設けることができるので、溢れでるようなことを低減することができる。よって、導電性接合材160が溢れて拡がることを抑えるため、感温素子130,230の接続端子131,231同士の短絡を低減することができる。また、感温素子130,230の接続端子131,231と接合パッド115とを接合した後にも、導電性接合材160の量を外観で確認することができるので、水晶振動子の生産性を向上させることができる。
When the
導電性接合材160は、例えば、銀ペースト又は鉛フリー半田により構成されている。また、導電性接合材160には、塗布し易い粘度に調整するための添加した溶剤が含有されている。鉛フリー半田の成分比率は、錫が95〜98%、銀が2〜4%、銅が0〜1.0%のものが使用されている。
The
蓋体140は、例えば、鉄、ニッケル又はコバルトの少なくともいずれかを含む合金からなる。このような蓋体140は、真空状態にある収容空間K、あるいは窒素ガスなどが充填された収容空間Kを気密的に封止するためのものである。具体的には、蓋体140は、所定雰囲気で、パッケージ110の第一枠体110b上に載置される。そして、第一枠体110bの封止用導体パターン112と蓋体140の封止部材141とが溶接されるように蓋体140に所定電流を印加してシーム溶接を行うことにより、第一枠体110bに接合する。
The
封止部材141は、パッケージ110の第一枠体110b上面に設けられた封止用導体パターン112に相対する蓋体140の箇所に設けられている。封止部材141は、例えば、銀ロウ又は金錫によって設けられている。銀ロウの場合は、その厚みは、10〜20μmである。例えば、成分比率は、銀が72〜85%、銅が15〜28%のものが使用されている。金錫の場合は、その厚みは、10〜40μmである。例えば、成分比率が、金が78〜82%、錫が18〜22%のものが使用されている。
The sealing member 141 is provided at a position of the
本実施形態における水晶振動子は、第二枠体110cの底面と接合され、第二枠体110cで囲まれる領域に収容されるようにして設けられた感温素子130を備えている。このようにすることで、感温素子130が第二凹部119内に収容されることになるので、感温素子130を実装する際に力が加わった場合でも、第二枠部110cの内壁面にて感温素子130が押さえられることになるので、第二凹部119内より外に感温素子130の位置ズレが生じることを低減することができる。よって、水晶振動子の生産性を向上させることができる。
The crystal resonator according to the present embodiment includes a
また、本実施形態における水晶振動子は、感温素子130の接続端子131から接合パッド115に跨るように導電性接合材160が設けられていることによって、導電性接合材160を均一に設けることができるので、溢れでるようなことを低減することができる。よって、導電性接合材160が溢れて拡がることを抑えるため、感温素子130の接続端子131同士の短絡を低減することができる。また、感温素子130の接続端子131と接合パッド115とを接合した後にも、導電性接合材160の量を外観で確認することができるので、水晶振動子の生産性を向上させることができる。
Further, in the crystal resonator according to the present embodiment, the
(第一変形例)
以下、本実施形態の第一変形例における水晶振動子について説明する。なお、本実施形態の第一変形例における水晶振動子のうち、上述した水晶振動子と同様な部分については、同一の符号を付して適宜説明を省略する。本実施形態の第一変形例における水晶振動子は、図8に示されているように、感温素子130と導電性接合材160とを覆うように絶縁性樹脂170が設けられている点で本実施形態と異なる。
(First modification)
Hereinafter, the crystal resonator according to the first modification of the present embodiment will be described. Note that, in the crystal resonator according to the first modification of the present embodiment, the same portions as those of the above-described crystal resonator are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate. As shown in FIG. 8, the crystal resonator according to the first modification of the present embodiment is provided with an insulating
絶縁性樹脂170は、感温素子130と導電性接合材160とを覆うように設けられている。絶縁性樹脂170は、エポキシやポリイミドなどが多く用いられ、加熱により軟化あるいは溶融することで流動する特性を持つ熱可塑性樹脂に硬化剤、硬化促進剤、その他必要に応じて無機質充填剤などを添加・混合したものである。このように絶縁性樹脂170により感温素子130の周囲を被覆保護されることになるので、異物が接触することがなく、感温素子130の接続端子131間が短絡することを防止することができる。
The insulating
本実施形態の第一変形例における水晶振動子は、感温素子130と導電性接合材160とを覆うように絶縁性樹脂170が設けられていることによって、感温素子130の周囲を保護することができる。このような水晶振動子は、異物の接触により、感温素子130の接続端子131間が短絡することを防止することができる。
The quartz resonator according to the first modification of the present embodiment protects the periphery of the temperature
尚、本実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。上記実施形態では、水晶素子は、AT用水晶素子を用いた場合を説明したが、基部と、基部の側面より同一の方向に延びる二本の平板形状の振動腕部とを有する音叉型屈曲水晶素子を用いても構わない。 In addition, it is not limited to this embodiment, A various change, improvement, etc. are possible in the range which does not deviate from the summary of this invention. In the above embodiment, the case where an AT crystal element is used as the crystal element has been described. However, a tuning fork-type bent crystal having a base and two flat plate-shaped vibrating arms extending in the same direction from the side surface of the base. An element may be used.
また、水晶素子120のベベル加工方法について説明する。所定の粒度のメディアと砥粒とを備えた研磨材と、所定の大きさに形成された水晶素板121とを用意する。円筒体に用意した研磨材と水晶素板121とを入れ、円筒体の開口した端部をカバーで塞ぐ。研磨材と水晶素板121とを入れた円筒体を、円筒体の中心軸線を回転軸として回転させる水晶素板121が研磨材で研磨されてベベル加工が行われる。
A bevel processing method for the
上記実施形態では、第一枠体110bが基板110aと同様にセラミック材で一体的に形成した場合を説明したが、第一枠体110bが金属製であっても構わない。この場合、枠体は、銀−銅等のロウ材を介して基板の導体膜に接合されている。 In the above embodiment, the case where the first frame body 110b is integrally formed of a ceramic material in the same manner as the substrate 110a has been described. However, the first frame body 110b may be made of metal. In this case, the frame is joined to the conductor film of the substrate via a brazing material such as silver-copper.
110・・・パッケージ
110a・・・基板
110b・・・第一枠体
110c・・・第二枠体
110d・・・第三枠体
111・・・電極パッド
112・・・封止用導体パターン
113・・・水晶素子用配線パターン
114・・・水晶素子用ビア導体
115・・・接合パッド
116・・・感温素子用配線パターン
117・・・感温素子用ビア導体
118・・・第一凹部
119・・・第二凹部
120・・・水晶素子
121・・・水晶素板
122・・・励振用電極
123・・・引き出し電極
124・・・接続用電極
130・・・感温素子
131・・・接続端子
140・・・蓋体
141・・・封止部材
150・・・導電性接着剤
160・・・導電性接合材
170・・・絶縁性樹脂
G1・・・水晶素子用外部端子
G2・・・感温素子用外部端子
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記基板の上面に設けられた第一枠体と、
前記基板の下面に設けられた第二枠体と、
前記第二枠体の下面に前記第二枠体の外縁に沿って、前記第二枠体の内縁を露出するように設けられた第三枠体と、
前記第二枠体の露出した下面に設けられた接合パッドと、
前記第三枠体の下面に設けられた一対の水晶素子用外部端子及び一対の感温素子用外部端子と、
前記第一枠体で囲まれる領域であって前記基板の上面に設けられた一対の電極パッドに実装された水晶素子と、
前記接合パッドと電気的に接合され、前記第二枠体で囲まれる領域に収容されるようにして設けられ、前記接合パッドと接続するための接続端子が設けられた感温素子と、
前記第一枠体上に設けられ、前記水晶素子を気密封止する蓋体と、を備え、
前記一対の電極パッドと前記一対の水晶素子用外部端子が電気的に接続され、前記接合パッドと前記一対の感温素子用外部端子とが電気的に接続されており、
前記感温素子の両端に設けられた接続端子の開口側を向いている面と前記接合パッドの開口側を向いている面とが同一平面高さ位置にあり、前記接合パッドの開口側を向いている面から前記感温素子に設けられた接続端子の開口側を向いている面にかけて跨るように導電性接合材が設けられていることを特徴とする水晶振動子。 A substrate,
A first frame provided on the upper surface of the substrate;
A second frame provided on the lower surface of the substrate;
A third frame provided on the lower surface of the second frame along the outer edge of the second frame so as to expose the inner edge of the second frame;
A bonding pad provided on the exposed lower surface of the second frame;
A pair of crystal element external terminals and a pair of temperature sensitive element external terminals provided on the lower surface of the third frame;
A crystal element mounted on a pair of electrode pads provided on an upper surface of the substrate in a region surrounded by the first frame;
A temperature-sensitive element that is electrically bonded to the bonding pad and is provided so as to be housed in a region surrounded by the second frame, and provided with a connection terminal for connection to the bonding pad ;
A lid that is provided on the first frame and hermetically seals the crystal element,
The pair of electrode pads and the pair of crystal element external terminals are electrically connected, and the bonding pad and the pair of temperature sensitive element external terminals are electrically connected,
The surface facing the opening side of the connection terminal provided at both ends of the temperature sensing element and the surface facing the opening side of the bonding pad are at the same plane height position and facing the opening side of the bonding pad. crystal oscillator, characterized in that the conductive bonding material so as to extend toward the surface facing the open side of the connecting terminals provided on the temperature sensitive device is provided from which a surface.
前記感温素子を覆うように絶縁性樹脂が設けられていることを特徴とする水晶振動子。 The crystal resonator according to claim 1 ,
An insulating resin is provided so as to cover the temperature sensitive element.
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