JP6360572B2 - 圧電モジュール - Google Patents

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Description

本発明は、水晶等の圧電部材で構成した圧電振動子を収容した圧電パッケージと、圧電振動子と共に発振器を構成する回路を集積したＩＣチップあるいは発振器を構成する回路素子の一部を搭載した回路部品パッケージとを一体に接合した圧電モジュールに係り、特に、両者の接合強度を確保し、デバイス構造としての確実な密封を行うことで高い信頼性を保証し、低背かつ小型化と低価格化を実現した表面実装用の圧電モジュールに関する。
圧電振動子と共に圧電モジュールを構成する回路部品パッケージは、発振回路や温度制御機能を備えた発振回路を集積したＩＣチップ、あるいは発振回路を構成する一部のディスクリート部品を搭載したものである。発振回路を集積したＩＣチップを搭載した回路部品パッケージを圧電パッケージに接合した圧電モジュールは、そのままで所定の周波数を出力する発振器となる。発振回路を構成する一部のディスクリート部品を搭載した回路部品パッケージを圧電パッケージに接合した圧電モジュールは、適用する電子機器側に用意された回路と共に所定の周波数を出力する発振器となる。
表面実装用の水晶発振器に代表される圧電モジュールは小型・軽量であって、例えば温度補償型とした場合は外気の温度変化に対して周波数安定度が高いことから、特に携帯型の電子機器（例えば携帯電話）に周波数や時間の基準源として内蔵される。以下では、回路部品パッケージに発振回路（ＩＣチップ）を搭載したものを圧電発振器の代表的なデバイスである水晶発振器として説明する。なお、回路部品パッケージに温度補償機構を有しないＩＣチップを搭載した、所謂シンプルパッケージ型の水晶発振器もある。温度補償機構を備えた圧電モジュール（水晶発振器等）の一つに、圧電片（水晶片等）で構成した振動子を収容した圧電パッケージ（水晶片を用いた場合、水晶パッケージと称する）とＩＣチップを搭載した回路部品パッケージ（この場合、ＩＣチップパッケージ）とを上下２段構造に接合したものがある。
なお、上記の圧電パッケージを重ねて固着する回路部品パッケージに搭載するＩＣチップに代えて、サーミスタあるいはダイオードを収納した温度センサ付き圧電モジュールの構成にも同様に適用できる。
また、ここでは、実施例を含めて、圧電振動子を水晶振動子、水晶振動子を用いた圧電モジュールを水晶発振器として説明する。しかし、本発明は、このような圧電モジュールに限るものではなく、ＳＡＷフィルタなどの圧電関連デバイス、その他の部品の内外で回路部品パッケージや回路部品を搭載した実装基板と一体化する接続構造を有する各種の電子デバイスにも同様に適用できるものである。
ここで例として説明する水晶発振器は、携帯機器を始めとした各種の電子機器に限らず、車載電子機器などにも組み込まれるようになっている。車載電子機器などのような衝撃や温度環境に変化の大きい電子機器では、経時変化やヒートサイクルに伴う熱膨張差、あるいは外力印加による基板歪等の応力変化に起因する半田クラックの発生、基板あるいは部品本体へのダメージを防止するための強固な接続構造を考慮することが求められている。上記のように、この種の発振器には、低背化と共に堅牢化が共に要請されている。
図３７は、圧電モジュールの代表的なデバイスである水晶発振器の一構成例を説明する模式図であり、図３７（ａ）は断面を、図３７（ｂ）はこの水晶発振器を構成するＩＣチップパッケージ２の開口端面を水晶パッケージ２側から見た平面を示す。図示したように、この水晶発振器１は、水晶振動子２４を収容した平面視が略矩形の水晶パッケージ２と、水晶パッケージ２と平面視が略同じ形状で水晶振動子２４と共に水晶発振器を構成するための電子回路を集積したＩＣチップ３３を搭載した回路部品パッケージであるＩＣチップパッケージ３で構成される。水晶パッケージ２は、セラミックスシート（グリーンシートとも称する）等で構成した容器本体からなる水晶パッケージ２の底壁層（以下、第１底壁層）２１と水晶パッケージ２の枠壁層（以下、第１枠壁層）２２とからなり、水晶パッケージ２と対応する平面視が略同じな矩形をなす容器本体２０の当該第１枠壁層２２で囲まれた凹部（水晶パッケージ２の凹部、以下、第１凹部）２８に水晶振動子２４が搭載、収容されている。通例、水晶パッケージ２とＩＣチップパッケージ３とは、上下に重ねて水晶発振器１として接合した状態では外側面を共有する形状とされる。
水晶振動子２４は水晶の薄片（水晶片）の両面に励振電極（図示せず）を形成して構成されており、この励振電極のそれぞれから水晶振動子２４の一端縁に延びる引き出し電極（同じく、図示せず）を前記第１凹部２８の内底面（一主面）に設けられている一対の水晶保持端子２６（片方のみ図示）に導電性接着剤２５を用いて固着されている。
水晶振動子２４を収納した第１凹部２８は金属板で形成した蓋体２３で密閉封止して水晶パッケージ２とされている。蓋体２３と第１枠壁層２２とは蓋体２３と同種の金属膜（あるいは金属リング、図示せず）を介してシーム溶接等で封止される。なお、蓋体２３としては、水晶板、セラミックス板、硬質樹脂板などの非金属材料を用いたものもある。第１底壁層２１の外底面（他主面）には、ＩＣチップ３３を搭載したＩＣチップパッケージ３の接続端子３６に半田層６を介して接続するための外部端子２７が設けられている。外部端子２７は第１底壁層２１を貫通するスルーホールあるいはビアホール３０で水晶保持端子２６に電気的に接続している。
ＩＣチップ３３を搭載したＩＣチップパッケージ３は、セラミックスシートで形成したＩＣチップパッケージ３の底壁層（以下、第２底壁層）３１とＩＣチップパッケージ３の枠壁層（以下、第２枠壁層）３２の積層基板で構成されている。なお、ＩＣチップパッケージ３を構成する第２底壁層や第２枠壁層を多層としたものもある。ＩＣチップパッケージ３の第２枠壁層３２で囲まれたＩＣチップパッケージ３の凹部（以下、第２凹部）３８の内底面であるＩＣチップパッケージ３の一主面（ＩＣチップ搭載面）には、配線パターンと複数の電極パッド３５が形成され、第２枠壁層３２の開口端面には水晶パッケージ２
の外部端子２７に接続する接続端子３６が形成されている。また、ＩＣチップパッケージ３の他主面（第２底壁層３１の外底面、機器実装面）には、適用する電子機器の回路基板に表面実装するための実装端子３７が複数個（この例では４個）設けられている。
ＩＣチップ３３は、その実装バンプ３４（半田バンプ、或いは金バンプなど）を第２枠壁層３２の一主面（内底面）に形成されている電極パッド３５に超音波熱圧着等で固着される。さらに、ＩＣチップパッケージ３の一主面との間にエポキシ樹脂を好適としたアンダーフィル（図示せず）と称する樹脂層を充填してデバイスとしての強度を確保している。なお、ＩＣチップの搭載には、バンプと電極パッドによる接続に限らず、ワイヤーを用いたものもある。
ＩＣチップ３３を搭載したＩＣチップパッケージ３と水晶パッケージ２とは、ＩＣチップパッケージ３の第２枠壁層３２の開口端面（水晶パッケージ２の外底面に対面する面）に形成された接続端子３６と水晶パッケージ２の外部端子２７の間に配置した半田材料をリフロー処理で溶融し硬化させた半田層６で接合するのが一般的である。半田層６は金属材料である接続端子３６の上面のみに形成される。半田層６は水晶パッケージ２の外部端子２７の上に配置して、リフロー処理してもよい。そして、水晶パッケージ２の他主面（外底面）とＩＣチップ３３の間の凹部、および第２枠壁層３２の一主面とＩＣチップ３３の間にエポキシ樹脂等をアンダーフィル層（図示せず）として充填することでデバイス強度を向上させることができる。この種の発振器に関する従来技術を開示したものとしては、特許文献１、特許文献２を挙げることができる。
特開２００４−１８００１２号公報 特開２００７−２５１７６６号公報
水晶パッケージ２とＩＣチップパッケージ３とを２段重ねして接合するこの種の水晶発振器では、水晶パッケージの外底面（図３７（ａ）の第１底壁層２１の外底面）に設けた外部端子２７をＩＣチップパッケージ３の凹部開口端面（図３７の第２凹部３８の開口端面）の対応部分に設けられた接続端子３６に位置合わせし、半田を用いて電気的、かつ機械的に接続して両者を接合している。
近年の水晶発振器の小型化に伴い、ＩＣチップ３３も小型化され、そのＩＣチップを搭載するＩＣチップパッケージ３も小さくすることが求められている。そのため、ＩＣチップパッケージ３の小型化も必須となる。したがって、ＩＣチップ３３を搭載する凹部開口の面積が小さくなり、搭載されるＩＣチップ３３のサイズが制限される。特に、温度制御機構を備えたＩＣチップ３３を必要とするような高性能水晶発振器では、搭載できるＩＣチップ３３のサイズが制限される。
また、移動体通信機器あるいは車載機器のための水晶発振器では、凹部底面にＩＣチップ３３を搭載後、当該ＩＣチップ３３を強固に固定し、耐振動や耐衝撃性および防塵性を向上させるためのアンダーフィル充填工程が必要となる。しかし、ＩＣチップパッケージ３の凹部は極めて小さい上に、ＩＣチップ３３を搭載後の凹部空間はより狭く、当該ＩＣチップ３３と凹部底面および内壁面の間に形成されるスペースはさらに狭くなっている。このような狭いスペース内に樹脂を過不足なく充填することは極めて困難な作業となる。
また、ＩＣチップ３３を実装したＩＣチップパッケージ３に水晶パッケージ２を半田層６等で接合する水晶発振器１などの圧電モジュールでは、水晶パッケージ２の外部端子２７と回路部品パッケージであるＩＣチップパッケージ３の接続端子３６との間で十分な接合強度を確保すると共に、ＩＣチップ３３を収容した凹部を密封して湿気や塵埃の進入を防止することが重要である。水晶パッケージ２の容器本体２０を構成する第１底壁層２１の外底面（他主面）には凹部がないので、その外部端子２７の面積を大きく取ることができる。しかし、ＩＣチップパッケージ３の接続端子３６は、その第２枠壁層３２の開口端面に設けられるものであるため、水晶パッケージ２の外部端子２７との接合強度を確保するためには、接続端子３６を形成する開口端面の面積をある程度の広さとする必要がある。
第２枠壁層３２の開口端面の広さを広くすると第２凹部３８の平面視面積は相対的に狭くなる。その結果、この第２凹部３８に搭載するＩＣチップ３３のサイズは、この第２凹部３８の広さに制限される。接続端子３６を形成する開口端面の平面視幅を狭くし、当該接続端子３６をその開口端面の辺に沿って細長く形成すると共に、水晶パッケージ２の外部端子２７も対応する形状とすることも考えられる。しかし、この場合、外部端子間（接続端子間）が狭くなり、短絡発生のおそれがある。
本発明の目的は、ＩＣチップ等の回路部品を実装する第２凹部３８を広く確保しつつ、実装基板の接続端子と水晶振動子に代表される圧電振動子の外部端子を強固に接合できる構成として、大きなサイズのＩＣチップ等が実装でき、外形サイズを拡大することなく、大サイズのＩＣチップ等を搭載可能とし、水晶パッケージの外部端子に接続する接続端子を有するＩＣチップパッケージ３の凹部開口端面に簡略な製造工程により、当該水晶パッケージ２を確実な電気的かつ機械的に接続して、強固な接合と密閉構造を有した構造の水晶発振器に代表される圧電モジュールを提供することにある。なお、言うまでも無く、本発明は、水晶発振器に限らず、水晶を含めた圧電材料を用いて圧電発振器を構成した圧電モジュール、あるいは発振器の一部回路部品を搭載した回路部品パッケージを備えた圧電モジュールとの接合構造全般に適用できるものである。以下では、これらの圧電モジュールを含めて圧電発振器等と称することもある。
本発明に係る圧電モジュールを説明する例としての水晶発振器は、水晶振動子を収容して外部端子を備えた絶縁性容器からなる水晶パッケージと、水晶振動子と共に水晶発振器を構成するための回路を集積したＩＣチップ等の回路部品を搭載して前記外部端子と接続する接続端子を備えた容器からなる回路部品パッケージ（回路部品がＩＣチップの場合はＩＣチップパッケージ）とを電気的、かつ機械的に強固に接続可能とするため、次の代表的構成としたことを特徴とする。なお、下記の「水晶」を「圧電」と読み替えることで「水晶発振器」は「圧電モジュール」に演繹される。
（１）水晶振動子を収容した水晶パッケージと、前記水晶振動子の振動信号を基に所定周波数の発振信号を生成する回路部品を搭載した回路部品パッケージとを具備し、前記水晶パッケージと前記回路部品パッケージを電気的に、かつ機械的に接合してなる水晶発振器であって、
前記水晶パッケージは、第１底壁層と第１枠壁層とで形成されて前記水晶振動子を収容する第１凹部と、前記第１凹部を封止する蓋体を有すると共に、前記第１凹部の外底面に前記水晶振動子の振動信号を出力するための複数の外部端子を有し、
前記回路部品パッケージは、第２底壁層と第２枠壁層とで形成されて前記回路部品を収容する第２凹部を有すると共に、前記第２凹部の開口端面に前記水晶パッケージの前記外底面に有する前記複数の外部端子のそれぞれと電気的に接続される複数の接続端子を有し、
前記回路部品パッケージの前記複数の接続端子を含む前記第２凹部の開口端面の全周と前記水晶パッケージの前記第１凹部の外底面との間に介在された半田粒子入り熱硬化樹脂を有し、
前記水晶パッケージの前記複数の外部端子と前記回路部品パッケージの前記複数の接続端子とは前記半田粒子入り熱硬化樹脂を構成する半田粒子の溶融と硬化で金属接合により電気的に接続されると共に、前記回路部品パッケージの前記第２凹部の開口端面の全周と前記水晶パッケージの前記第１凹部の外底面とが前記半田粒子入り熱硬化樹脂を構成する熱硬化樹脂の溶融と硬化により接合されていることを特徴とする。
（２）前記（１）における前記水晶パッケージの前記第１凹部を構成する前記第１底壁層と第１枠壁層、及び前記回路部品パッケージの前記第２凹部を構成する前記第２底壁層と第２枠壁層は、セラミックスシートで形成されていることを特徴とする。
（３）前記（１）における前記水晶パッケージの前記第１凹部を構成する前記第１底壁層と第１枠壁層及び前記蓋体は水晶板で形成され、前記回路部品パッケージの前記第２凹部を構成する前記第２底壁層と第２枠壁層は、セラミックスシートで形成されていることを特徴とする。
（４）前記（３）における前記第１底壁層の外底面の、少なくとも前記回路部品パッケージの前記第２凹部の開口端面側の全周が粗面化処理されており、前記水晶パッケージの前記第１底壁層の外底面に溶融した前記半田粒子と前記熱硬化樹脂が強固に接合されていることを特徴とする。
（５）前記（４）における前記粗面化処理は多数の凹凸と多数の細孔の何れか又は両方であり、前記水晶パッケージの前記第１底壁層の外底面に溶融した前記半田粒子と前記熱硬化樹脂を受容し硬化した状態での錨止で強固に接合されていることを特徴とする。
（６）前記（１）乃至（５）の何れかにおける前記水晶パッケージと前記ＩＣチップパッケージを接合するための半田粒子入り熱硬化樹脂は、前記ＩＣチップパッケージの凹部開口を覆うごとく配置される前記水晶振動子の外底面に形成された外部端子から当該外底面に沿って内側に延在していることを特徴とする。
（７）前記（１）乃至（５）の何れかにおける前記水晶振動子と前記ＩＣチップパッケージを接合するための半田粒子入り熱硬化樹脂は、前記ＩＣチップの側面から一部上面を含めて当該ＩＣチップを搭載したＩＣチップパッケージの一部内底面まで充填されていることを特徴とする。
（８）水晶振動子を収容した水晶パッケージと、前記水晶振動子の振動信号を基に所定周波数の発振信号を生成する回路部品を搭載した回路部品パッケージとを具備し、前記水晶パッケージと前記回路部品パッケージを電気的に、かつ機械的に接合してなる水晶発振器であって、
前記水晶パッケージは、第１底壁層と第１枠壁層とで形成されて前記水晶振動子を収容する第１凹部と、前記第１凹部を封止する蓋体を有すると共に、前記第１凹部の外底面に前記水晶振動子の振動信号を出力するための複数の外部端子を有し、
前記回路部品パッケージは、第２底壁層と第２枠壁層とで形成されて前記回路部品を収容する第２凹部を有すると共に、前記第２凹部の開口端面に前記水晶パッケージの前記外底面に有する前記複数の外部端子のそれぞれと電気的に接続される複数の接続端子を有し、
前記回路部品パッケージの前記複数の接続端子を含む前記第２凹部の開口端面の全周と前記水晶パッケージの前記第１凹部の外底面との間に介在された異方性導電層を有し、
前記水晶パッケージの前記複数の外部端子と前記回路部品パッケージの前記複数の接続端子とは、製造時の加圧と加熱による前記異方性導電層を構成する導電フィラーを介在した橋絡接合により電気的に接続されると共に、前記回路部品パッケージの前記第２凹部の開口端面の全周と前記水晶パッケージの前記第１凹部の外底面とが前記異方性導電層を構成する熱硬化樹脂の溶融と硬化により接合されていることを特徴とする。
（９）前記（８）における前記水晶パッケージの前記第１凹部を構成する前記第１底壁層と第１枠壁層、及び前記回路部品パッケージの前記第２凹部を構成する前記第２底壁層と第２枠壁層は、セラミックスシートで形成されていることを特徴とする。
（１０）前記（８）における前記水晶パッケージの前記第１凹部を構成する前記第１底壁層と第１枠壁層及び前記蓋体は水晶板で形成され、前記回路部品パッケージの前記第２凹部を構成する前記第２底壁層と第２枠壁層は、セラミックスシートで形成されていることを特徴とする。
（１１）前記（１０）における前記第１底壁層の外底面の、少なくとも前記回路部品パッケージの前記第２凹部の開口端面の全周が粗面化処理されており、前記水晶パッケージの前記第１底壁層の外底面に溶融した前記導電フィラーと前記熱硬化樹脂が強固に接合されていることを特徴とする。
（１２）前記（１１）における前記粗面化処理は多数の凹凸と多数の細孔の何れか又は両方であり、前記水晶パッケージの前記第１底壁層の外底面に溶融した前記熱硬化樹脂を受容し硬化した状態での錨止で強固に接合されていることを特徴とする。
（１３）前記（８）乃至（１２）の何れかにおける前記水晶パッケージと前記ＩＣチップパッケージを接合するための前記異方性導電層は、前記ＩＣチップパッケージの凹部開口を覆うごとく配置される前記水晶振動子の外底面に形成された外部端子から当該外底面に沿って内側に延在していることを特徴とする。
（１４）前記（８）乃至（１２）の何れかにおける前記水晶パッケージと前記ＩＣチップパッケージを接合するための前記異方性導電層は、前記ＩＣチップの側面から一部上面を含めて当該ＩＣチップを搭載したＩＣチップパッケージの一部内底面まで充填されていることを特徴とする。
以下に、本発明のさらに詳しい構成を列挙する。
（１５）水晶パッケージは、セラミックスシート、水晶板あるいはガラスなどの絶縁材からなる底壁層と枠壁層とで形成した容器本体の凹部に水晶振動子を収容し、当該凹部を金属、水晶板あるいはガラスなどの絶縁材の蓋体で封止してなる。底壁層の外底面には、後記するＩＣチップパッケージに電気的に接続する外部端子が設けられる。外部端子は水晶振動子の励振電極に接続している。
（１６）ＩＣチップパッケージは、同じくセラミックスシート、水晶板あるいはガラスなどの絶縁材からなる底壁層と枠壁層とで形成した容器の凹部にＩＣチップを収納してなる。この凹部を形成する枠壁層の幅（底壁層方向を見た平面視の幅）を小さく（狭く）して凹部の面積を図３７に示した従来例のものよりも拡大する。これにより、外形サイズの拡大なしに、より大サイズのＩＣチップや電子部品を搭載することができる。
（１７）ＩＣチップパッケージを構成する底壁層と枠壁層とで形成した容器の凹部の開口端面（枠壁層の表面）に、水晶パッケージの外部端子に対面して電気的に接続する接続端子が設けられる。接続端子はＩＣチップの回路に接続している。また、底壁層の外底面には、実装対象機器の基板等に表面実装するための実装端子が形成され、これらの端子から動作電源の供給を受け、発振信号を実装基板の所要の機能回路に供給する。
（１８）水晶パッケージとＩＣチップパッケージとは、それらの外部端子の形成面と接続端子の形成面との間の全周に介在させた半田粒子入り熱硬化樹脂を加熱加圧することで、あるいは熱硬化樹脂に導電体粒子を分散した異方性導電層を形成し、加圧加熱で接続する。
（１９）半田粒子入り熱硬化性樹脂を用いるものでは、当該半田粒子入り熱硬化樹脂をＩＣチップパッケージの凹部開口端面の接続端子を含めた前記水晶パッケージの外底面に対向する面の全面を周回して塗布する。これを加熱加圧することで、上記した外部端子と接続端子とを金属接合で電気的に接続すると共に、水晶パッケージとＩＣチップパッケージの間は熱硬化樹脂の溶融と硬化による接合で隙間なく、かつ機械的に強固に固着する。なお、半田粒子入り熱硬化樹脂は水晶パッケージの外底面側に塗布するようにしてもよいし、ＩＣチップパッケージの凹部開口端面と水晶パッケージの外底面の両者に塗布してもよい。
（２０）異方性導電層を用いるものでは、前記外部端子の形成面と接続端子の形成面を含めた全周に当該異方性導電層を形成し、水晶パッケージとＩＣチップパッケージとの間に加圧と加熱を与えて導電性フィラーにより前記接続端子と前記外部端子を電気的に橋絡して接続すると共に、前記水晶パッケージの前記容器本体を構成する前記第１底壁層の外底面と前記ＩＣチップパッケージの前記第２凹部の前記開口端面の間を熱硬化樹脂の硬化接合で密閉して機械的に固定してなる。導電フィラーには、金メッキした樹脂粒子などを用いることができる。
（２１）ＩＣチップパッケージに設ける接続端子は、水晶パッケージからの電圧信号を受け取ればよいので、その電極面積を大きくとる必要はない。ＩＣチップパッケージの接続端子は、水晶パッケージの外部端子に対して確実な接続ができる大きさであればよい。該接続端子はＩＣチップパッケージの凹部開口端面の上記水晶パッケージに設けた外部端子と対向して半田粒子入り熱硬化樹脂中の半田粒子を噛み込んで金属接合できる大きさであれば、形状も限定する必要はない。異方性導電層を用いる場合も同様である。
（２２）水晶パッケージの外部端子を設ける容器本体の底壁層は全面が平坦であるので、当該外部端子は互いの間での短絡が起きない程度の間隔を最大値とした大面積の電極とすることができる。一方、ＩＣチップパッケージに設ける接続端子は、水晶パッケージの外部端子（通例、方形又は方形に近い矩形）に対して相対的に小さくすることができる。接続端子を小さく形成できることは、ＩＣチップパッケージの凹部開口端面の面積を小さくして凹部面積を拡大できることを意味する。これによって、半田粒子入り熱硬化樹脂あるいは異方性導電層を両パッケージの電極部分の周囲を含めて、接合部全周に切れ目なく形成でき、両パッケージ間の確実な密封と強固な接合が達成される。
（２３）ＩＣチップをセラミックスシート等の底壁層と枠壁層とで形成した凹部に搭載する手段は、所謂フリップチップボンディング、又はワイヤーボンディング、半田バンプボンディング、半田粒子入り熱硬化樹脂の何れでもよい。
（２４）水晶パッケージとＩＣチップパッケージを接合するための半田粒子入り熱硬化樹脂あるいは異方性導電層は、ＩＣチップパッケージの凹部開口を覆うごとく配置される前記水晶パッケージの外底面に形成された外部端子から当該外底面に沿って内側に延在させることで両パッケージの接合がより強固になる。また、半田粒子入り熱硬化樹脂をＩＣチップの側面から一部上面（チップ背面：凹部開口側）を含めて当該ＩＣチップを搭載したＩＣチップパッケージの一部内底面まで充填することでＩＣチップパッケージの剛性が増し、両パッケージの接合がさらに強固になる。
（２５）水晶パッケージを重ねて固着するＩＣチップパッケージに搭載するＩＣチップに代えて、サーミスタあるいはダイオードを収納した温度センサ付水晶振動子の構成にも同様に適用できる。この場合、ＩＣチップパッケージにはＩＣチップを搭載しないが、本発明では便宜上ＩＣチップもサーミスタあるいはダイオードと同様に一つの電子部品であるので、ＩＣチップを含めてサーミスタあるいはダイオードなどのディスクリートな回路部品を収納したパッケージを回路部品パッケージと総称する。
（２６）水晶パッケージの蓋体を含めて容器本体を水晶板で構成したものでは、容器本体の底壁層も水晶材であることから、熱硬化樹脂との接合強度はセラミックス材との接合に比べて低い。本発明では、水晶板で構成した容器本体の底壁層の表面（外外面）に多数の微細な凹凸や微細孔を形成し、溶融した樹脂の一部がこの微細な凹凸や微細孔に入り込んで錨止するようにして、前記ＩＣチップパッケージとの接合度を強化する。水晶パッケージの蓋体を含めて容器本体をガラス材で構成することもでき、このようなものでも上記した水晶板の外壁層の場合と同様の表面処理を行うことで接合強度を強化できる。
（２７）なお、水晶パッケージとＩＣチップパッケージの一方又は双方を構成する底壁層を複数層とし、その内層に金属膜を設け、これを接地に接続することで、電磁シールドとすることもできる。また、水晶パッケージとＩＣチップパッケージの一方又は双方を構成する底壁層の外部端子あるいは接続端子を避けた部分に金属膜または金属層を設けてもよく、水晶パッケージの蓋体を金属板以外の絶縁体で形成したものでは、その内面あるいは外面に金属膜または金属層を設けてこれを接地に接続することもできる。
ＩＣチップパッケージの接続端子が水晶パッケージの外部端子に対して相対的に小さくなっても、両者を半田粒子入り熱硬化樹脂あるいは異方性導電層を用いた接合で接続させることにより、水晶パッケージに搭載した水晶振動子の振動信号電圧をＩＣチップで構成される発振回路に確実に供給できる。また、半田粒子入り熱硬化樹脂あるいは異方性導電層を水晶パッケージとＩＣチップパッケージとの接合部分の前記水晶パッケージとＩＣチップパッケージとの接合部の全周に形成することで、水晶パッケージの外部端子とＩＣチップパッケージの接続端子を加熱加圧して金属接合あるいは導電粒子間のメッキ層による導電接合させると同時に両パッケージは半田粒子入り、あるいは導電粒子入りの熱硬化樹脂の硬化によって機械的に強固に接合でき、ＩＣチップパッケージの凹部は密封封止される。
水晶パッケージとＩＣチップパッケージを半田粒子入り熱硬化樹脂あるいは異方性導電層で密封できるため、ＩＣチップへの湿気や異物付着の防止とＩＣチップの固着のためのアンダーフィル材の充填工程が不要となる。なお、ＩＣチップをより強固に固定するために、ＩＣチップパッケージの凹部内に溢れるように、半田粒子入り熱硬化樹脂を余剰に塗布することでさらに強固な接合とすることもできる。
水晶パッケージの外部端子と電気的に接続するためのＩＣチップパッケージの凹部開口端面に設ける接続端子を小さくすることで、ＩＣチップパッケージの枠壁層の厚みを薄くすることができるようになり、その結果として凹部の面積を拡大して、サイズの大きいＩＣチップを収容して搭載することが可能となる。特に、温度補償水晶発振器（ＴＣＸＯ）などの高性能発振器では、ＩＣチップに集積する回路規模が温度制御機能を有しない水晶発振器（ＳＰＸＯ）のそれよりも大きいことから、ＩＣチップパッケージの外形を大きくすることなく、高性能かつ大規模ＩＣチップを収容して搭載できる。また、従来と同一サイズのＩＣチップを用いる場合にはＩＣチップパッケージの外形サイズを小さくし、水晶パッケージの外形サイズの縮小と共に水晶発振器全体の外形サイズをさらに小さくすることが可能となる。
また、半田粒子入り熱硬化樹脂を用いたものでは、従来、水晶パッケージの外部端子とＩＣチップパッケージの接続端子を半田接続する際に行われている当該端子の電極面に施す半田プリコートが不要となるので、製造プロセスも簡略になる。前記外部端子と接続端子の電気的接続と水晶パッケージとＩＣチップパッケージの接合を同時に行われることでも製造プロセスが簡略化される。
水晶パッケージの容器本体を水晶材やガラス材とし、半田粒子入り熱硬化樹脂や異方性導電層を用いてＩＣチップパッケージと接合するものでは、水晶パッケージの外底面を粗面化し、あるいは多数の微細な凹凸を形成することで溶融硬化する樹脂の錨止作用で接合強度を向上できる。
なお、本発明は、特許請求の範囲に記載された技術思想の範囲を逸脱することなく、種々の変形が可能であることは言うまでもない。
本発明に係る圧電モジュールを水晶発振器に適用した実施例１を説明する模式図である。 本発明に係る圧電モジュールを水晶発振器に適用した実施例２を説明する断面図である。 本発明に係る圧電モジュールを水晶発振器に適用した実施例３を説明する断面図である。 本発明に係る圧電モジュールを水晶発振器に適用した実施例４を説明する断面図である。 本発明に係る圧電モジュールを水晶発振器に適用した実施例５を説明する模式図である。 本発明に係る圧電モジュールを水晶発振器に適用した実施例６を説明する模式図である。 本発明に係る圧電モジュールを水晶発振器に適用した実施例７を説明する模式図である。 本発明に係る圧電モジュールを水晶発振器に適用した実施例８を説明する断面図である。 本発明に係る圧電モジュールを水晶発振器に適用した実施例９を説明する外観図である。 図９に示した水晶発振器の底面を示す図である。 図９に示した水晶発振器のＩＣチップパッケージのＩＣチップ収容部分の説明図である。 本発明に係る圧電モジュールを水晶発振器に適用した実施例１０を説明する水晶発振器の外観図である。 図１２に示した水晶発振器の底面を示す図である。 図１２に示した水晶発振器のＩＣチップパッケージのＩＣチップ収容部分の説明図である。 本発明に係る圧電モジュールを水晶発振器に適用した実施例１１を説明する水晶発振器の外観図である。 図１５に示した水晶発振器の底面を示す図である。 図１５に示した水晶発振器１のＩＣチップパッケージのＩＣチップ収容部分の説明図である。 本発明に係る圧電モジュールを水晶発振器に適用した実施例１２を説明する温度センサ付水晶振動子の外観図である。 図１８に示した温度センサ付水晶振動子１Ａの底面（外面、適用機器への実装面）を示す図である。 図１８に示した温度センサ付水晶振動子１ＡにおけるＩＣチップパッケージのサーミスタあるいはダイオードの搭載部分の説明図である。 本発明の製造方法の一例の対象となる前記図９に示した水晶発振器を実施例１３として示す要部断面図である。 本願発明に係る前記図９に示した水晶発振器の製造方法の一例を説明する要部製造プロセス図である。 本発明に係る圧電モジュールを水晶発振器に適用した実施例１４を説明する外観図である。 図２３に示した水晶発振器の底面を示す図である。 図２３に示した水晶発振器のＩＣチップパッケージのＩＣチップ収容部分の説明図である。 本発明に係る圧電モジュールを水晶発振器に適用した実施例１５を説明する水晶発振器の外観図である。 図２６に示した水晶発振器の底面を示す図である。 図２６に示した水晶発振器のＩＣチップパッケージのＩＣチップ収容部分の説明図である。 本発明に係る圧電モジュールを水晶発振器に適用した実施例１６を説明する水晶発振器の外観図である。 図２９に示した水晶発振器の底面を示す図である。 図２９に示した水晶発振器１のＩＣチップパッケージのＩＣチップ収容部分の説明図である。 本発明に係る圧電モジュールを水晶発振器に適用した実施例１７を説明する温度センサ付水晶振動子の外観図である。 図３２に示した温度センサ付水晶振動子１Ａの底面を示す図である。 図３２に示した温度センサ付水晶振動子１Ａの回路部品パッケージのサーミスタあるいはダイオードの収容部分の説明図である。 本発明の製造方法の一例の対象となる前記図２３に示した水晶発振器を実施例１８として説明する要部断面図である。 本願発明に係る前記図２３に示した水晶発振器の製造方法の一例を説明する要部製造プロセス図である。 圧電モジュールの代表的なデバイスである従来の水晶発振器の一構成例を説明する模式図である。
以下、本発明に係る圧電モジュールの実施形態を水晶発振器、あるいは温度センサ付水晶振動子に適用した実施例により詳細に説明する。
図１は、本発明に係る圧電モジュールを水晶発振器に適用した実施例１の説明図であり、同図（ａ）は断面図を、同図（ｂ）は同図（ａ）のＩＣチップパッケージ２に有する凹部を水晶パッケージ２側から見た平面図を示す。実施例１に係る水晶発振器１は、水晶振動子２４で構成した平面視が矩形の水晶パッケージ２とこの水晶パッケージ２と共に水晶発振器を構成するための電子回路を集積したＩＣチップ３３を収容した回路部品パッケージであるＩＣチップパッケージ３で構成される。
水晶パッケージ２は、図３７（ａ）で説明した水晶発振器と同様に、セラミックスシートを好適とする水晶振動子の底壁層（第１底壁層）２１と枠壁層（第１枠壁層）２２とからなり、平面視が矩形をなす容器本体２０の当該第１枠壁層２２で囲まれた凹部（水晶パッケージの凹部、第１凹部）２８に水晶振動子２４が収容されている。通例、水晶パッケージ２とＩＣチップパッケージ３とは、上下二段に重ねて水晶発振器１として接合した状態で一体化した平たい箱形状とされる。
水晶振動子２４は水晶の薄片（水晶片）の両面に図示しない一対の励振電極が当該水晶片をサンドイッチするように形成されている。この一対の励振電極のそれぞれから当該水晶片の一端縁に延びる引き出し電極（図示せず）を前記第１凹部２８の内底面（一主面）に設けられている一対の水晶保持端子２６（片方のみ図示）に導電性接着剤２５を用いて固着される。
水晶振動子２４を収納した第１凹部２８はコバールを好適とする金属板で形成した蓋体２３で密閉封止して水晶パッケージ２としている。蓋体２３と第１枠壁層２２とは蓋体と同種の金属膜を介してシーム溶接等で封止される。なお、蓋体２３としては、金属板の他に水晶板、セラミックス板、硬質樹脂板などの非金属材料を用い、適宜の接着剤で封止することもできる。その場合、当該蓋体のいずれかの面に金属膜を設けるのが望ましい。第１底壁層２１の外底面（他主面）には、ＩＣチップ３３を収容したＩＣチップパッケージ３の接続端子３６に半田粒子入り熱硬化樹脂４を介して接続するための外部端子２７が設けられている。外部端子２７は第１底壁層２１を貫通するスルーホールあるいはビアホール３０で水晶保持端子２６に電気的に接続している。
ＩＣチップ３３を収容したＩＣチップパッケージ３も前記図３７で説明したものと略同様の構造を有し、セラミックスシートで形成したＩＣチップパッケージ３の底壁層（第２底壁層）３１とＩＣチップパッケージ３の枠壁層（第２枠壁層）３２の積層基板で構成されている。なお、ＩＣチップパッケージ３を構成する第２底壁層や第２枠壁層の一方又は他方を多層シートで形成することができる。その場合、当該多層シートの内層あるいは外面に金属膜あるいは金属板を設けてシールドとするのが望ましい。
ＩＣチップパッケージ３の第２枠壁層３２で囲まれたＩＣチップパッケージの凹部（第２凹部）３８の内底面であるＩＣチップパッケージ３の一主面（ＩＣチップ搭載面）には、配線パターンと複数の電極パッド３５が形成され、第２枠壁層３２の開口端面には水晶パッケージ２の外部端子２７に接続する接続端子３６が形成されている。また、ＩＣチップパッケージ３の他主面（第２底壁層３１の外底面、機器実装面）には、適用する電子機器の回路基板に表面実装するための実装端子３７が複数個（この例では４個）設けられている。
本実施例では、ＩＣチップパッケージ３を構成する第２枠壁層３２の幅（底壁層方向を見た幅）を小さく（狭く）して凹部の面積（平面視の大きさ）を図３７に示した従来例のものよりも大きくし、第１凹部２８の面積よりも拡大してある。これにより、外形サイズの拡大なしに（水晶振動子の外形サイズはそのままで）、より大サイズのＩＣチップを第２凹部３８内に収容できる。
ＩＣチップ３３は、その実装バンプ３４（半田バンプ、或いは金バンプなど）を第２枠壁層３２の一主面（内底面）に形成されている電極パッド３５に超音波熱圧着等で固着される。
ＩＣチップパッケージ３を構成する第２底壁層３１と第２枠壁層３２とで形成した第２容器における第２凹部３８の開口端面（第２枠壁層３２の水晶パッケージ２の外部端子２７と対面する表面）に、水晶パッケージ２の外部端子２７に対面して電気的に接続する接続端子３６が設けられる。接続端子３６は第２容器に設けた適宜のスルーホールあるいはビアホールと第２凹部３８を構成する第２底壁層３１の内底面にパターニングされた配線（図示せず）を介してＩＣチップ３３の所定の回路端子に接続している。また、第２底壁層３１の外底面には、実装対象機器の基板等に表面実装するための複数の実装端子３７が形成されている。これらの実装端子３７から動作電源の供給を受け、また、所定周波数の発振信号を実装基板の所要の機能回路に供給する。
水晶パッケージ２とＩＣチップパッケージ３とは、外部端子２７の形成面（水晶パッケージ２の外底面）と接続端子３６の形成面（凹部開口端面）との間に介在させた半田粒子入り熱硬化樹脂４を加熱加圧することで接続する。微小な半田粒子４aを熱硬化性樹脂に分散した半田粒子入り熱硬化樹脂４をＩＣチップパッケージ３の凹部開口端面の接続端子３６を含めた全面を周回して塗布する。この塗布にはディスペンサーを用いた直接描画、スクリーン印刷、あるいはインクジェットノズルによる塗布法、またはフィルム状に成形したものを貼付する方法を利用できる。
塗布した半田粒子入り熱硬化樹脂４を加熱加圧することで、上記した外部端子２７と接続端子３６とを電気的に接続すると共に、水晶パッケージ２とＩＣチップパッケージ３の間を密封し、かつ機械的に強固に固着する。なお、半田粒子入り熱硬化樹脂４は水晶パッケージ２の外底面側に塗布してもよいし、ＩＣチップパッケージ３の凹部開口端面と水晶パッケージ２の外底面の両者に塗布して重ね合わせ、加熱加圧してもよい。
実施例１の構成により、水晶パッケージの外部端子と電気的に接続するためのＩＣチップパッケージの凹部開口端面を小さくすることで、外形サイズの拡大無しに、当該第２凹部の面積を拡大してサイズの大きいＩＣチップを収容することが可能となる。特に、温度補償水晶発振器（ＴＣＸＯ）などの高性能水晶発振器では、ＩＣチップに集積する回路規模が通常の水晶発振器のそれよりも大きいことから、ＩＣチップパッケージの外形サイズを大きくすることなく、高性能で大規模なＩＣチップを収容できる。
また、従来と同一サイズのＩＣチップを用いる場合にはＩＣチップパッケージの外形サイズを小さくし、水晶パッケージの外形サイズの縮小と共に水晶発振器全体の外形サイズをさらに小さくすることが可能となる。
また、半田粒子入り熱硬化樹脂を直接的に端子面に塗布することで、水晶パッケージの外部端子とＩＣチップパッケージの接続端子を半田接続する際に行われている当該端子の電極面に施す半田プリコート工程が不要となる。これに加えて、水晶パッケージの外部端子とＩＣチップパッケージの接続端子の電気的接続、および水晶パッケージとＩＣチップパッケージとの密封封止が同時に行われることで水晶発振器の製造プロセスが大幅に簡略化される。
図２は、本発明に係る圧電モジュールを水晶発振器に適用した実施例２を説明する前記図１（a）と同様の断面図である。実施例２における水晶パッケージ２、ＩＣチップパッケージ３の大まかな構成は実施例１と略同様なので、特に必要がない限り、重複説明は省略する。本実施例は、主として水晶パッケージ２とＩＣチップパッケージ３との接合構造周りが前記実施例と異なる。
ＩＣチップパッケージ３に設ける接続端子３６は、水晶パッケージ２の水晶振動子２４からの電圧信号を受け取れる機能を有していればよいので、両端子の間に確実な電気的接続が成される限り、端子の電極面積を特別に大きくする必要はない。このことは水晶パッケージ２の外部端子２７についても同様である。
水晶パッケージ２の外部端子２７を設けるセラミックスシートの第１底壁層２１は全面に亘って平坦面であるのが普通であり、ＩＣチップパッケージ３の凹部開口端面に比べて端子形成にとって十分な余裕がある。水晶パッケージ２の外部端子２７は互いの間で短絡が起きない程度の間隔を最大値とした大きい電極面積の端子（通例、方形又は方形に近い矩形）とすることができる。一方、ＩＣチップパッケージ３に設ける接続端子３６は、水晶パッケージ２の水晶振動子２４からの出力電圧を受け取るためのものであるので、接続端子３６は水晶パッケージ２の外部端子２７と電気的に接続するのに十分な大きさがあればよく、外部端子２７に対して小さくてよい。また、方形や矩形でなくてもよく、方形若しくは矩形を除く形状、例えば、線状、螺旋状、円形状、不定形状とすることも可能である。これは、以下に説明する各実施例についても同様である。
実施例２では、図２に断面で示したように、ＩＣチップパッケージ３の凹部開口端面に設けた接続端子３６は水晶パッケージ２の外部端子２７より幅狭とされている。すなわち、接続端子３６は凹部開口端面の両端縁の内側に寄って形成されている。水晶パッケージ２の外部端子２７は接続端子３６に対向すると共に当該水晶パッケージ２の外底面の内側に広がった部分を有するようになる。実施例２では、ＩＣチップパッケージ３の凹部開口端面に半田粒子入り熱硬化樹脂４を若干余剰となる量で塗布する。水晶パッケージ２の外部端子２７に沿って塗布してもよいことは言うまでもない。
半田粒子入り熱硬化樹脂４を塗布した両パッケージに加熱加圧をすることにより、ＩＣチップパッケージ３の凹部開口端面に設けた接続端子３６と水晶パッケージ２の外部端子２７との間で、半田粒子入り熱硬化樹脂４に分散していた半田粒子が接続端子３６と外部端子２７との間に噛み込まれて金属接合がなされる。これと同時に、溶融して両端子の電極面の間から排除された余剰の半田粒子入り熱硬化樹脂４は両端子の電極面を濡れ流れ、さらに一部が水晶パッケージ２の外底面とＩＣチップパッケージ３の凹部開口端面を形成する第２枠壁層３２の内壁を連結するようになって硬化する。
水晶パッケージ２の外部端子２７とＩＣチップパッケージ３の接続端子３６との対面領域以外の全周部分においても、半田粒子入り熱硬化樹脂４は溶融と硬化により水晶パッケージ２の外底面とＩＣチップパッケージ３の凹部開口端面とを密封して接合する。
このように、ＩＣチップパッケージの接続端子を水晶パッケージの外部端子に対して相対的に小さくしても、両者を半田粒子入り熱硬化樹脂を用いた金属接合で接続させることで、水晶振動子の振動信号電圧をＩＣチップで構成される発振回路に確実に供給できる。また、半田粒子入り熱硬化樹脂を水晶パッケージとＩＣチップパッケージとの接合部分の全周に塗布することで、水晶パッケージの外部端子とＩＣチップパッケージの接続端子を加熱加圧して金属接合させると同時に、両パッケージは半田粒子入り熱硬化樹脂の硬化によって強固に接合される。
本実施例によっても、水晶パッケージとＩＣチップパッケージを半田粒子入り熱硬化樹脂で密封接合できるため、ＩＣチップへの異物付着の防止とＩＣチップの固着のためのアンダーフィル材の充填工程が不要となる。
図３は、本発明に係る圧電モジュールを水晶発振器に適用した実施例３を説明する前記図２と同様の断面図である。図３における水晶パッケージ２、ＩＣチップパッケージ３の構成は実施例２と略同様なので、特に必要がない限り、重複説明は省略する。本実施例は、主として水晶パッケージ２とＩＣチップパッケージ３との接合構造周りが前記実施例と異なる。
実施例３では、実施例２で説明したものと同様の外部端子２７と接続端子３６を形成してある。水晶パッケージ２とＩＣチップパッケージ３とを電気的かつ機械的に接合するための半田粒子入り熱硬化樹脂４は、ＩＣチップパッケージ３の凹部開口端面を含めて、その第２凹部３８に収容したＩＣチップ３３の一部周辺および当該第２凹部３８の内底で当該ＩＣチップ３３との間の間隙を埋める量を塗布する。
上記のように半田粒子入り熱硬化樹脂４を塗布したＩＣチップパッケージ３に水晶パッケージ２を前記各実施例と同様に所定の状態に位置合わせし、両者の間に加熱と加圧を加えることにより、ＩＣチップパッケージ３の凹部開口端面に設けた接続端子３６と水晶パッケージ２の外部端子２７との間で、その半田粒子が接続端子３６と外部端子２７とを金属接合で接続する。これと同時に、加熱によって溶融した半田粒子入り熱硬化樹脂４は両端子の電極面を濡れ流れ、余剰の半田粒子入り熱硬化樹脂４は両端子の電極面の間から水晶パッケージ２の外底面とＩＣチップパッケージ３の凹部開口端面を形成する第２枠壁層３２の内壁を埋め、一部はＩＣチップ３３と第２凹部３８の内低面との間に流入して硬化する。
このようにして、水晶パッケージ２の外部端子２７とＩＣチップパッケージ３の接続端子３６との対向する領域以外の全周部分においても、半田粒子入り熱硬化樹脂４は溶融と硬化により水晶パッケージ２の外底面とＩＣチップパッケージ３の凹部開口端面とを密封接合する。
ＩＣチップパッケージ３の接続端子３６が水晶パッケージ２の外部端子２７に対して極端に小さくしても、両者間で半田粒子による金属接合がなされる限り、水晶振動子２４の振動信号電圧をＩＣチップ３３で構成される発振回路に確実に供給される。また、半田粒子入り熱硬化樹脂４を水晶パッケージ２とＩＣチップパッケージ３との接合部分の全周と第２凹部３８の一部に流入させて硬化させることで、水晶パッケージ２の外部端子２７とＩＣチップパッケージ３の接続端子３６を加熱加圧して金属接合させて電気的接続がなされると同時に、両パッケージは強固かつ隙間なく一体接合される。
本実施例によっても、水晶パッケージとＩＣチップパッケージを半田粒子入り熱硬化樹脂で隙間なく、かつ強固に接合されるため、ＩＣチップへの異物付着の侵入防止とＩＣチップの固着のためのアンダーフィル材の充填工程が不要となり、水晶発振器の製造工程を簡略化できる。
図４は、本発明に係る圧電モジュールを水晶発振器に適用した実施例４を説明する前記図３と同様の断面図である。図４における水晶パッケージ２、ＩＣチップパッケージ３の構成は実施例３と略同様なので、特に必要がない限り、重複説明は省略する。本実施例は、主として水晶パッケージ２とＩＣチップパッケージ３との接合構造周りが前記実施例と異なる。
実施例４では、実施例３で説明したものと同様の外部端子２７と接続端子３６を有する。水晶パッケージ２とＩＣチップパッケージ３とを電気的かつ機械的に接合するための半田粒子入り熱硬化樹脂４は、ＩＣチップパッケージ３の凹部開口端面を含めて、その第２凹部３８に収容したＩＣチップの全体を埋めるように充填塗布する。
半田粒子入り熱硬化樹脂４の塗布後、ＩＣチップパッケージ３に水晶パッケージ２を所定の状態に位置合わせし、両者の間に加熱と加圧を加えることにより、ＩＣチップパッケージ３の凹部開口端面に設けた接続端子３６と水晶パッケージ２の外部端子２７との間で、その半田粒子が接続端子３６と外部端子２７とを金属接合する。これと同時に、加熱によって溶融した半田粒子入り熱硬化樹脂４は水晶パッケージ２とＩＣチップパッケージ３の間を埋めて硬化する。
このようにして、水晶パッケージ２の外部端子２７とＩＣチップパッケージ３の接続端子３６との対面領域以外の全周部分においても、半田粒子入り熱硬化樹脂４は溶融と硬化により水晶パッケージ２の外底面とＩＣチップパッケージ３の凹部開口端面とを密封接合する。
本実施例では、ＩＣチップパッケージ３の接続端子３６を水晶パッケージ２の外部端子２７に対して極端に小さくしたとしても、両者間で半田粒子による金属接合がなされる限り、水晶振動子２４の振動信号電圧をＩＣチップ３３で構成される発振回路に確実に供給される。また、半田粒子入り熱硬化樹脂４で第２凹部３８を埋めて硬化させることで、水晶パッケージ２の外部端子とＩＣチップパッケージ３の接続端子を加熱加圧して金属接合させて電気的接続がなされると同時に、両者は強固かつ隙間なく一体接合される。
本実施例によっても、水晶パッケージとＩＣチップパッケージは半田粒子入り熱硬化樹脂で密封かつ強固に接合されるため、ＩＣチップへの異物付着の侵入防止とＩＣチップの固着のためのアンダーフィル材の充填工程が不要となり、水晶発振器の製造工程を簡略化できる。
以上説明した各実施例では、水晶パッケージの容器本体、ＩＣチップパッケージを構成する基板としてセラミックスシートを複数積層構造としてあるが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の同様のシート状基板材料、水晶板、ガラス板などの絶縁材を用いることができる。また、ＩＣチップパッケージ、水晶パッケージの両者共、あるいは一方を単一のシートとすることも可能である。また、水晶パッケージの容器本体、ＩＣチップパッケージを構成する基板の適宜の部分に金属膜などの導電体を設け、これを接地に接続することで電磁シールド効果を具備させることもできる。
なお、上記の説明は水晶パッケージとＩＣチップパッケージ共、母材となる大サイズのセラミックスシート上に複数のデバイスを形成し、水晶パッケージ側とＩＣチップパッケージ側とを接合後、個別に分離する工法をイメージしたものである。したがって、各実施例における個々の外形側面での接合部分は図示したように直線的となる。
図５は、本発明に係る圧電モジュールを水晶発振器に適用した実施例５の説明図であり、図５（ａ）は断面図を、同（ｂ）は同（ａ）のＩＣチップパッケージを水晶パッケージ側から見た平面図を示す。実施例５に係る水晶発振器１は、水晶パッケージ２とＩＣチップ基板であるＩＣチップパッケージ３とで構成される。実施例５の水晶パッケージ２は、水晶板のエッチング加工で形成した水晶片２４ｃに上側励振電極２４ａと下側励振電極２４ｂ、およびこれらの電極から振動信号を取り出すための引き出し電極２４ｄ、２４ｅを有している。
水晶パッケージ２は、平面視が矩形の水晶板からなる枠部２２Ａの内側から連結部９に支持された水晶片２４ｃが形成された枠壁層（第１枠壁層）２２を、同じく水晶板で形成した底壁層（第１底壁層）２１と蓋体２３でサンドイッチしてなる。この構造により、水晶振動子２４を収容する空間（第１凹部）２８が形成される。第１枠壁層２２と第１底壁層２１および蓋体２３は封止材（低融点ガラスなど）１０で密封し固着される。
ＩＣチップパッケージ３と対向する水晶パッケージ２の容器本体の第１底壁層２１の外底面２９には多数の微細凹凸あるいは多数の微細孔２９ａが形成された表面処理が施されている。この表面処理は外底面２９の全域に施すか、あるいはＩＣチップパッケージ３の開口端面と対向する周回部分に施す。
ＩＣチップパッケージ３に水晶パッケージ２を半田粒子入り熱硬化樹脂を用いて接合する際には、外部端子形成部分以外の外底面２９では溶融した樹脂が水晶パッケージの当該外底面２９に形成された微細凹凸２９ａに入り込んで硬化する。ＩＣチップパッケージ３の開口端面を構成する枠壁層はセラミックスシートであり、その接続電極部分を除く表面には不規則な凹凸や微細孔が存在し、溶融した樹脂はＩＣチップパッケージ３の開口端面を構成する枠壁層との間でも不規則な凹凸や微細孔に入り込んで硬化する。
このように、水晶パッケージ２の容器本体を水晶板で構成したものでは、その外底壁に微細凹凸を形成することにより、溶融した樹脂がこの微細凹凸に入り込んで硬化することで錨止効果が生じ、半田粒子入り熱硬化樹脂で両者をより強固に接合することができる。
なお、ＩＣチップパッケージ３と水晶パッケージ２の接合に、上記した半田粒子入り熱硬化樹脂に代えて異方性導電層を用いることもできる。この異方性導電層を用いた場合の効果は、外部端子と接続端子間の接続形態を除いて、半田粒子入り熱硬化樹脂によるものと同様である。また、水晶パッケージの容器本体をガラス材で構成したものでも本実施例と同様の接合構造で水晶発振器を構成できる。
水晶片２４ｃの表裏に形成された引き出し電極２４ｄ、２４ｅは第１枠壁層２２の底面（ＩＣチップパッケージと対向する面）に連結電極１１を介して第１底壁層）２１の下面（ＩＣチップパッケージ３と対向する面）に引き回されて外部端子２７となり、ＩＣチップパッケージ３の接続端子３６に半田粒子入り熱硬化樹脂４で固着される。外部端子２７と接続端子３６は、両者の間に噛み込まれた半田粒子４ａの金属接合で固着される。
ＩＣチップ３３を収容したＩＣチップパッケージ３は、セラミックスシートで形成した底壁層（ＩＣチップ基板３の底壁層、第２底壁層）３１と枠壁層（ＩＣチップパッケージ３の枠壁層、第２枠壁層）３２の積層基板で構成されている。なお、第２底壁層３１や第２枠壁層３２の一方又は他方を多層シートで形成してもよいし、水晶パッケージと同様の水晶板、あるいはガラス板で形成することもできる。図５（ａ）では、第２底壁層３１を２層のセラミックスシートで形成し、層間にシールド電極となる金属膜１２を形成した例を示す。
ＩＣチップパッケージ３の第２枠壁層３２で囲まれたＩＣチップパッケージ３の凹部（第２凹部）３８の内底面であるＩＣチップパッケージ３の一主面（ＩＣチップ搭載面）には、配線パターンと複数の電極パッド３５が形成され、第２枠壁層３２の開口端面には水晶パッケージ２の外部端子２７に接続する接続端子３６が形成されている。また、ＩＣチップパッケージ３の他主面（第２底壁層３１の外底面、対象機器実装面）には、適用する電子機器の回路基板に表面実装するための実装端子３７が複数個（この例では４個）設けられている。
ＩＣチップ３３は、その実装バンプ３４（半田バンプ、或いは金バンプなど）を第２枠壁層３２の一主面（内底面）に形成されている電極パッド３５に超音波熱圧着等で固着される。図５の（ｂ）はＩＣチップパッケージ３を水晶パッケージ２側から見た平面図で、第２凹部３８にＩＣチップ３３が収容された状態を示す。
ＩＣチップパッケージ３を構成する第２底壁層３１と第２枠壁層３２とで形成した第２容器における第２凹部３８の開口端面（第２枠壁層３２の水晶パッケージ２の外部端子２７と対面する表面）に、水晶パッケージ２の外部端子２７に対面して電気的に接続する複数の接続端子３６が設けられる。接続端子３６は第２容器に設けた適宜のスルーホールあるいはビアホール３０と第２凹部３８を構成する第２底壁層３１の内底面にパターニングされた配線（図示せず）を介してＩＣチップ３３の所定の回路端子に接続している。
水晶パッケージ２の水晶振動子２４の振動信号は外部端子２７と連結電極１１及び接続端子３６を通してＩＣチップパッケージ３に収容されたＩＣチップ３３に集積された発振回路に接続される。
図６は、本発明に係る圧電モジュールを水晶発振器に適用した実施例６の説明図であり、図６（ａ）は断面図を、同（ｂ）は同（ａ）のＩＣチップパッケージを水晶パッケージ側から見た平面図を示す。実施例６に係る水晶発振器１は、水晶振動子２４を備えた水晶パッケージ２とＩＣチップ３３を収容した基板であるＩＣチップパッケージ３で構成される。水晶パッケージ２は、第１底壁層２１と第１枠壁層２２とからなる容器本体２０の前記第１枠壁層２２で囲まれた第１凹部２８に水晶振動子２４を収容して構成されている。本実施例では、水晶振動子２４は水晶の薄片の表裏両面に励振電極（図示せず）が形成されており、この励振電極のそれぞれから一端縁に延びる引き出し電極（同じく、図示せず）を前記第１凹部２８の内底面（一主面）に設けられている一対の水晶保持端子２６に導電性接着剤２５を用いて固着されている。
水晶振動子２４を収納した第１凹部２８は金属板で形成した蓋体２３で密閉封止されて水晶パッケージ２としている。蓋体２３としては、この他に、セラミックス板、水晶板、硬質樹脂板なども用いることができる。金属板の蓋体を用いる場合には、第１枠壁層２２との間に蓋体２３と同様の金属薄膜を介してシーム溶接等で封止される。また、第１底壁層２１の外底面（他主面）には、ＩＣチップ３３を収容したＩＣチップパッケージ３と接続するための端子（外部端子）２７が設けられている。外部端子２７は水晶保持端子２６にスルーホールあるいはビアホール３０で接続されている。なお、第１底壁層２１、第１枠壁層２２の一方又は双方を多層基板としてもよい。また、ＩＣチップパッケージ３との間の適宜の表層または層間に電磁シールド膜（あるいは、電極）を設けることもできる。
ＩＣチップ３３を収容したＩＣチップパッケージ３は、セラミックス板からなる第２底壁層３１と第２枠壁層３２とで構成されている。この例では、第２底壁層３１を単層基板としてあるが、多層とすることもできる。また、ＩＣチップ３３との間の適宜の表層または層間に電磁シールド膜（あるいは、電極）を設けることもできる。
ＩＣチップパッケージ３の一主面（第２凹部３８の内底面であるＩＣチップ搭載面）には、複数の配線パターンや電極パッド３５が形成され、この第２凹部３８の開放端面の両端縁には水晶パッケージ２をその外部端子２７を介して接続するための複数の接続端子３６が形成されている。また、ＩＣチップパッケージ３の他主面（実装面）には、適用する電子機器に実装するための複数の実装端子３７が設けられている。本実施例では、実装端子３７は第２凹部３８の開口端面の四隅のそれぞれに設けてある。
ＩＣチップパッケージ３の前記水晶パッケージ２と対向する第２凹部３８の開口端面には、四隅のそれぞれに設けた接続端子３６の上面を含めた全周に異方性導電層８が設けてある。図６（ｂ）には、接続端子３６との配置関係を示すため、異方性導電層８がＩＣチップパッケージ３の接続端子３６の幅より狭く周回して形成されているが、この異方性導電層８は第２凹部３８の開口端面の幅の全域を覆うように設け、接合面積を大きくするのが望ましい。
前記水晶パッケージ２とＩＣチップパッケージ３の接合では、先ず、ＩＣチップパッケージ３の開口端面にフィルム状とした異方性導電層８を貼付する。貼付する異方性導電層８は異方性導電材料をフィルム状としたものを枠状に打ち抜いて開口端面に貼付してもよいが、テープ状あるいは短冊状としたものを開口端面に順次貼付するのがコスト的に望ましい。異方性導電層８は水晶パッケージ２の外部端子２７側に設けてもよい。また、異方性導電層８の他の形成方法として、ペースト状の異方性導電層材料をスクリーン印刷で塗布する方法、同じペースト状の異方性導電層材料をディスペンサーを用いて描画して塗布する方法、あるいはインクジェットを用いた塗布も採用できる。
異方性導電層を設けたＩＣチップパッケージ３の開口端面に前記水晶パッケージ２の第１底壁層２１の外面を貼り合わせ、加圧する。これにより、異方性導電層８に分散されていた導電フィラーが外部端子２７と接続端子３６の間を橋絡するように押圧方向に互いに接触し、外部端子２７と接続端子３６とを電気的に接続する。この状態で加熱炉を通すか、あるいはホットプレートに乗せて加熱することで、異方性導電層８の樹脂を溶融し、硬化させる。これによって、外部端子２７と接続端子３６とは電気的に接続した状態でＩＣチップパッケージ３と水晶パッケージ２とがＩＣチップパッケージ３の開口端面の全周で接合され、ＩＣチップ３３を収容した第２凹部３８は密封される。
実施例６により、水晶パッケージと同一サイズのＩＣパッケージに対して、従来よりも大きなサイズのＩＣチップを収容できる。水晶パッケージの外底面とＩＣチップパッケージの第２凹部の開口端面とは、異方性導電層により両者の端子間が電気的に接合されると共に、当該ＩＣチップパッケージの第２凹部の開口端面の全周が水晶振動子の外底面に異方性導電層で固着される。したがって、水晶パッケージとＩＣチップパッケージとは電気的に接続されると共に、ＩＣチップパッケージの第２凹部の開口端面の全周で機械的に強固に接合される。そして、収容したＩＣチップも密閉されることで、外部雰囲気から遮断されて湿気や塵埃の侵入が防止され、水晶発振器の動作の信頼性が向上する。
図７は、本発明に係る圧電モジュールを水晶発振器に適用した実施例７の説明図であり、図７（ａ）は断面図を、同（ｂ）は同（ａ）のＩＣチップパッケージを水晶パッケージ側から見た平面図を示す。実施例７は、ＩＣチップパッケージ３のＩＣチップ搭載構造を除いて実施例６と略同様である。実施例７におけるＩＣチップパッケージ３はその第２凹部３８に収容するＩＣチップ３３が、図７（ｂ）に示したように、その接続電極５１をボンディングワイヤー５３でＩＣチップパッケージ３の第２凹部３８の内底面に設けられた回路端子５２にワイヤーボンディング方式で接続されている。
実施例６と同様に、ＩＣチップパッケージ３の開口端面にフィルム状とした異方性導電層８を貼付する。貼付する異方性導電層８は枠状に打ち抜いたものを開口端面に貼付してもよいが、テープ状あるいは短冊状としたものを開口端面に順次貼付するのがコスト的に望ましい。異方性導電層８は水晶パッケージ２の外部端子２７側に設けてもよい。また、異方性導電層８の他の形成方法として、ペースト状の異方性導電層材料をスクリーン印刷で塗布する方法、同じペースト状の異方性導電層材料をディスペンサーを用いて描画して塗布する方法、あるいはインクジェットを用いた塗布も採用できる。
なお、ＩＣチップ３３は接着剤３９で第２凹部３８の内底面に固着される。また、ＩＣチップ３３をエポキシ樹脂を主剤とした液状硬化樹脂を好適とする封止樹脂（アンダーフィル）３９ａで第２凹部３８内に全体をモールドすることで強固に固定するのが望ましい。接着剤３９と封止樹脂３９ａは同一材料であってよい。この封止樹脂３９ａ等に酸化ケイ素などを含有させて熱変形を抑制することができる。
実施例７では、実施例６と同様に、異方性導電層を設けたＩＣチップパッケージ３の開口端面に前記水晶パッケージ２の第１底壁層２１の外面を貼り合わせ、押圧する。これにより、異方性導電層８に分散されていた導電粒子が外部端子２７と接続端子３６の間を橋絡するように押圧方向に互いに接触し、外部端子２７と接続端子３６とは電気的に接続される。この状態で加熱炉を通すか、あるいはホットプレートに乗せて加熱することで、異方性導電層８の樹脂を溶融し、硬化させる。これによって、外部端子２７と接続端子３６とは電気的に接続した状態でＩＣチップパッケージ３と水晶パッケージ２とが固着される。
実施例７によっても、水晶パッケージと同一サイズのＩＣチップパッケージに対して、従来よりも大きなサイズのＩＣチップを収容できる。水晶パッケージとＩＣチップパッケージの第２凹部の開口端面とが、異方性導電層により両者の端子間が電気的に接合される。これと共に、当該ＩＣチップパッケージの第２凹部の開口端面の全周が異方性導電層を構成する樹脂の硬化で固着される。したがって、水晶パッケージとＩＣチップパッケージとは電気的に、かつ機械的に強固に接続され、収容したＩＣチップも密閉されることで、外部雰囲気から遮断され、水晶発振器の動作における信頼性が向上する。
図８は、本発明に係る圧電モジュールを水晶発振器に適用した実施例８の構成を説明する模式断面図である。実施例８は、水晶パッケージ２の第１底壁層２１の外面に、さらにもうひとつの枠壁層である第１追加枠壁層２２ａを形成して第２追加凹部３８ａを形成し、これをＩＣチップ３３の収容空間とした。この第２追加凹部３８ａの開口端面には外部端子２７が形成されている。ＩＣチップ３３は、その実装バンプ３４をＩＣチップパッケージ３の一主面（水晶パッケージ２に対向する面）に設けた電極パッド３５に接続して収容される。ＩＣチップパッケージ３に水晶パッケージ２を接合することで、ＩＣチップ３３は第２追加凹部３８ａの中に収容されるようになる。
水晶パッケージ２の第２追加凹部３８ａを形成する開口端面と対向するＩＣチップパッケージ３の四隅には接続端子３６が形成されている。この接続端子３６を覆って前記実施例６や実施例７と同様に異方性導電層８を設ける。異方性導電層８は水晶パッケージ２の外部端子２７側に設けてもよい。なお、ＩＣチップ３３を接着剤でＩＣチップパッケージ３の内底面に固着してもよい。
異方性導電層８を設けたＩＣチップパッケージ３の接続端子３６を水晶パッケージ２の第２追加凹部３８ａの開口端面に貼り合わせ、押圧する。これにより、異方性導電層８に分散されていた導電粒子が外部端子２７と接続端子３６の間を橋絡するように押圧方向に互いに接触して外部端子２７と接続端子３６とを電気的に接続する。この状態で加熱炉を通すか、あるいはホットプレートに乗せて加熱することで、異方性導電層８の樹脂を溶融し、硬化させる。これによって、外部端子２７と接続端子３６とは電気的に接続した状態でＩＣチップパッケージ３と水晶パッケージ２とが強固に接合される。
実施例８によっても、水晶パッケージと同一サイズのＩＣチップパッケージに対して、従来よりも大きなサイズのＩＣチップを収容したＩＣチップパッケージを一体化できる。水晶パッケージとＩＣチップパッケージとは、異方性導電層により両者の端子間が電気的に接合されると共に、第１追加枠壁層２２aで形成される第２追加凹部３８ａの開口端面の全周が異方性導電層でＩＣチップパッケージ３に固着される。したがって、水晶パッケージとＩＣチップパッケージとは電気的に、かつ機械的に強固に固定され、ＩＣチップパッケージに収容したＩＣチップも密閉されることで、外部雰囲気からの湿気や塵埃の侵入が遮断され、水晶発振器の信頼性が向上する。
なお、実施例６や実施例８においては、ＩＣチップ３３は、その実装バンプ３４（金バンプ、等）を電極パッド３５に超音波熱圧着等で固着するものとし、実施例７では、ワイヤーボンディングでＩＣチップ３３をＩＣチップパッケージ３に搭載する、と説明した。しかしながら、本発明におけるＩＣチップパッケージ３へのＩＣチップ３３の搭載は、既知の他の搭載方法を採用できることは言うまでもない。
以下、本発明に係る水晶発振器の具体例について図９乃至図２１により実施例９乃至実施例１３として説明し、図２２によりその製造プロセスの例を説明する。また、他の具体例について図２３乃至図３５により実施例１４乃至実施例１８として説明し、図３６によりその製造プロセスの例を説明する。
図９は、本発明の実施例９を説明する水晶発振器の外観図であり、図９（ａ）は上面（平面）を、図９（ｂ）は長手方向側面を、図９（ｃ）は短手方向側面を示す。この実施例の水晶発振器１は、「１６１２サイズＴＣＸＯ」と通称されるもので、水晶パッケージ２にＩＣチップパッケージ３を接合した水晶発振器である。この水晶発振器１は、全体が水晶パッケージ２とはダイシングスペースを確保した分だけ若干大き目ではあるが、水晶パッケージ２とは略同等の平面視サイズを持つＩＣチップパッケージ３を接合した低背な製品である。ＩＣチップパッケージ３を接合して製品とした水晶発振器１としてサイズは、ＩＣチップパッケージ３の長手方向サイズが１．６ｍｍ、短手方向サイズが１．２ｍｍである。
この水晶発振器１は、水晶パッケージ２とＩＣチップパッケージ３を半田粒子入り熱硬化樹脂４で上下に２段接合して一体の電子部品とされている。水晶パッケージ２は、前記図１乃至図８で説明した水晶パッケージの何れかであるが、ここでは図５（ａ）で説明したタイプを用いるものとした。
図１０は、図９に示した水晶発振器１の底面（外面、適用機器への実装面）を示す図である。この底面には４個の表面実装タイプの実装端子３７が設けてある。これら端子の機能は、図１０に示したように、接地端子（ＧＮＤ）、出力端子（ＯＵＴＰＵＴ）、電源端子（Ｖｃｃ）、Ｅ／Ｄ端子（Enable/Disable）またはＡＦＣ端子である。
図１１は、図９に示した水晶発振器１のＩＣチップパッケージのＩＣチップ３３収容部分の説明図であり、図１１（ａ）は水晶パッケージ側から見た平面図、図１１（ｂ）は図１１（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。図１１（ｂ）に示したＩＣチップ３３は、ＩＣチップパッケージ３の第２凹部３８の内底の配線パターンに設けた電極パッド３５に当該ＩＣチップ３３のバンプ（図示せず）を接続して搭載する。なお、ＩＣチップ３３はワイヤーボンディングで搭載してもよい。図１１（ａ）の矩形破線は水晶パッケージ２が接合される位置を示す仮想線である。ＩＣチップパッケージ３の外形サイズが若干大きいだけである。
図１２は、本発明に係る圧電モジュールを水晶発振器に適用した実施例１０を説明する水晶発振器の外観図であり、図１２（ａ）は上面（平面）を、図１２（ｂ）は長手方向側面を、図１２（ｃ）は短手方向側面を示す。この実施例の水晶発振器１は、「２０１６サイズＴＣＸＯ」と通称されるもので、前記した「１６１２サイズＴＣＸＯ」に用いられるものと同じサイズの水晶パッケージ２にＩＣチップパッケージ３を接合した水晶発振器である。このＩＣチップパッケージ３は水晶パッケージ２よりも大きく、水晶発振器１としてサイズは、長手方向サイズが２．０ｍｍ、短手方向サイズが１．６ｍｍである。ダイシングスペースは十分な広さとなっている。
この水晶発振器１も前記の水晶発振器と同様に、水晶パッケージ２とＩＣチップパッケージ３を半田粒子入り熱硬化樹脂４で上下に２段接合して一体の電子部品とされている。
図１３は、図１２に示した水晶発振器１の底面（外面、適用機器への実装面）を示す図である。この底面には４個の表面実装タイプの実装端子３７が設けてある。これら端子の機能は、図１３に示したように、接地端子（ＧＮＤ）、出力端子（ＯＵＴＰＵＴ）、電源端子（Ｖｃｃ）、Ｅ／Ｄ端子（Enable/Disable）またはＡＦＣ端子である。
図１４は、図１２に示した水晶発振器１のＩＣチップパッケージのＩＣチップ収容部分の説明図であり、図１４（ａ）は水晶パッケージ側から見た平面図、図１４（ｂ）は図１４（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。ＩＣチップ３３は、ＩＣチップパッケージ３の第２凹部３８の内底の配線パターンに設けた電極パッド３５に当該ＩＣチップのバンプ（図示せず）を接続して搭載する。なお、ＩＣチップはワイヤーボンディングで搭載してもよい。図１４（ａ）の矩形破線は水晶パッケージ２が接合される位置を示す仮想線である。
図１５は、本発明の実施例１１を説明する水晶発振器の外観図であり、図１５（ａ）は上面（平面）を、図１５（ｂ）は長手方向側面を、図１５（ｃ）は短手方向側面を示す。この実施例の水晶発振器１は、「３２１５サイズＴＣＸＯ」と通称されるもので、音叉型の水晶振動子を収容した水晶パッケージ２にＩＣチップパッケージ３を接合した水晶発振器である。
この水晶パッケージ２の容器本体はセラミックスシートとしたものである。しかし、これに限るものではなく、水晶板やガラス板などの絶縁材を用いたものでもよい。水晶発振器１としてサイズは、長手方向サイズが３．２ｍｍ、短手方向サイズが１．５ｍｍである。この実施例では、ＩＣチップパッケージ３は水晶パッケージ２とはダイシングスペースを確保した分若干大きいものを用いたが、さらに大きいサイズとしてもよい。
この水晶発振器１も前記の水晶発振器と同様に、水晶パッケージ２とＩＣチップパッケージ３を半田粒子入り熱硬化樹脂４で上下に２段接合して一体の電子部品とされている。
図１６は、図１５に示した水晶発振器１の底面（外面、適用機器への実装面）を示す図である。この底面には４個の表面実装タイプの実装端子３７が設けてある。これら端子の機能は、図１６に示したように、接地端子（ＧＮＤ）、出力端子（ＯＵＴＰＵＴ）、電源又は接地（Ｖｃｃ又はＧＮＤ）端子、電源（Ｖｃｃ）端子である。
図１７は、図１５に示した水晶発振器１のＩＣチップパッケージのＩＣチップ３３収容部分の説明図であり、図１７（ａ）は水晶パッケージ側から見た平面図、図１７（ｂ）は図１７（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。ＩＣチップ３３は、ＩＣチップパッケージ３の第２凹部３８の内底の配線パターンに設けた電極パッド３５に当該ＩＣチップ３３のバンプ（図示せず）を接続して搭載する。なお、ＩＣチップ３３はワイヤーボンディングで搭載してもよい。図１７（ａ）の矩形破線は水晶パッケージ２が接合される位置を示す仮想線である。
図１８は、本発明に係る圧電モジュールを水晶発振器に適用した実施例１２を説明する温度センサ付水晶振動子の外観図であり、図１８（ａ）は上面（平面）を、図１８（ｂ）は長手方向側面を、図１８（ｃ）は短手方向側面を示す。この実施例は、「１６１２サイズ温度センサ付水晶振動子」と通称されるサーミスタ等の温度センサを内蔵した水晶振動子で、一般的に携帯電話機でのＴＣＸＯの置き換えとして用いられるものである。
この温度センサ付水晶振動子１Ａも水晶パッケージ２にＩＣチップパッケージ３を接合して構成されるが、ＩＣチップパッケージ３にはサーミスタあるいはダイオードのみを搭載してある。これらサーミスタあるいはダイオードは、適用する電子機器側の任意の回路を構成する要素として用いられる。なお、前記したように、ＩＣチップパッケージ３は説明の便宜上ＩＣ以外の要素を搭載したものも含むこととする。
この温度センサ付水晶振動子１Ａは、前記図９で説明したものと同様に、全体が水晶パッケージ２とはダイシングスペースを確保した分だけ若干大き目ではあるが、水晶パッケージ２とは略同等の平面視サイズを持つＩＣチップパッケージ３を接合した低背な製品である。ＩＣチップパッケージ３を接合して製品とした水晶発振器１としてサイズは、ＩＣチップパッケージ３の長手方向サイズが１．６ｍｍ、短手方向サイズが１．２ｍｍである。
この温度センサ付水晶振動子１Ａは、水晶パッケージ２とＩＣチップパッケージ３を半田粒子入り熱硬化樹脂４で上下に２段接合して一体の電子部品とされている。水晶パッケージ２は、前記図１乃至図８で説明した水晶パッケージの何れかであるが、ここでは図５（ａ）で説明したタイプを用いたものとした。温度センサとしては、サーミスタ以外に、例えばダイオードも用いられる。
図１９は、図１８に示した温度センサ付水晶振動子１Ａの底面（外面、適用機器への実装面）を示す図である。この底面には４個の表面実装タイプの実装端子３７が設けてある。これら端子の機能は、図１９に示したように温度センサ付水晶振動子１Ａの出力端子（Ｘtal ＯＵＴ）、サーミスタあるいはダイオードの出力端子（Ｓ／Ｄ ＯＵＴ）、温度センサ付水晶振動子１Ａの入力端子（Ｘtal ＩＮ）、サーミスタあるいはダイオードの入力端子（Ｓ／Ｄ ＩＮ）である。
図２０は、図１８に示した温度センサ付水晶振動子１ＡにおけるＩＣチップパッケージのサーミスタあるいはダイオードの搭載部分の説明図であり、図２０ａ）は水晶パッケージ側から見た平面図、図２０（ｂ）は図２０（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図で、第２凹部３８にサーミスタ７を搭載した例を、図２０（ｃ）は第２凹部３８にダイオード１７を搭載した例を示す。サーミスタ７あるいはダイオード１７は、それらの温度特性を利用するものであり、ＩＣチップパッケージ３の第２凹部３８の内底の配線パターンに設けた電極パッド３５に接続して搭載する。図２０（ａ）の矩形破線は水晶パッケージ２が接合される位置を示す仮想線である。ＩＣチップパッケージ３の外形サイズが若干大きいだけである。
次に、本願発明に係る圧電モジュールの製造方法の一例について、前記図５（ａ）で説明した水晶パッケージを用いた前記図９の水晶発振器を一つの実施例（実施例１３）として説明する。なお、他の形式の水晶パッケージやＩＣチップパッケージを用いた水晶発振器についてもほぼ同様のプロセスで製造できる。
図２１は、本発明の製造方法の一例の対象となる前記図９に示した水晶発振器の要部断面図である。この水晶発振器１は、ＩＣチップ３３を収容したＩＣチップパッケージ３の第２凹部３８の開口端面の全周に半田粒子入り熱硬化樹脂４を塗布し、水晶パッケージ２の底面で当該開口を覆うように接合して一体化して形成される。
図２２は、本願発明に係る水晶発振器の製造方法の一例を説明する要部製造プロセス図である。この製造方法では、次に説明する行程を順次矢印に沿って実行することにより所定の構造とした水晶発振器を製造する。各行程は次のとおりである。図２２中の各構成要素は前記した各実施例を参照することで理解できる。
行程（ａ）・・多数のＩＣチップパッケージを作り込んだセラミックスシートのマザーシート３Ａを用意する。マザーシート３Ａは個別の水晶パッケージを接合した後にダイシングでそれぞれの水晶発振器に分離されるようになっている。マザーシート３Ａの底壁層は２枚のセラミックスシートの積層で構成され、ＩＣチップ３３の収容領域をカバーするように、その内層にはシールド機能を持たせる金属膜（シールド電極）１２が形成されている。枠壁層で形成された第２凹部３８にＩＣチップ３３を収容する。第２凹部３８の開口端面（第２凹部３８を構成する側壁層の上面）には接続端子３６が形成されている。
行程（ｂ）・・第２凹部３８の開口端面（第２凹部３８を構成する側壁層の上面）に半田粒子入り熱硬化樹脂４の層を形成する。この半田粒子入り熱硬化樹脂４は接続端子３６を含めた当該開口端面の全周に設ける（矢印Ｃ）。半田粒子入り熱硬化樹脂４の形成には、ディスペンサー塗布、スクリーン印刷、インクジェット塗布など、既知のスラリー微細パターン形成手段を採用できる。
工程（ｃ）・・半田粒子入り熱硬化樹脂４の層を形成した個別の第２凹部３８の開口端面のそれぞれに個別の水晶パッケージ２（個別の水晶発振器に分離する前では、水晶パッケージ個片と称する）を載置する。この状態で、水晶パッケージ個片とマザーシート３Ａに加圧（矢印Ｐ）と加熱（矢印Ｈ）の処理を施す。このとき、半田粒子入り熱硬化樹脂４の半田粒子は溶融して水晶パッケージ個片の外部端子２７とマザーシート３Ａの個々のＩＣチップパッケージに設けてある接続端子３６とに濡れ広がる。これと共に、半田粒子入り熱硬化樹脂４の熱硬化性樹脂が溶融し、水晶パッケージ個片の外部端子２７とマザーシート３Ａの個々のＩＣチップパッケージ対応で設けてある接続端子３６を含めた当該開口端面の全周で水晶パッケージ個片の対向面との間に溶融した樹脂が満たされる。
行程（ｄ）・・溶融した半田粒子が水晶パッケージ個片の外部端子２７とマザーシート３Ａの接続端子３６の間に十分に濡れ広がり、かつ溶融した樹脂が十分にマザーシート３Ａの開口端面と水晶パッケージ個片との間に充填されるに要する所定の時間経過後、前記の加熱を停止して除熱する。これにより、溶融した半田は固まって水晶パッケージ２の外部端子とマザーシート３Ａの接続端子の間を金属接合し、熱硬化樹脂はマザーシート３Ａの開口端面と水晶パッケージとの間で硬化する。水晶パッケージの各個片はマザーシート３Ａに対して電気的接続と共に機械的に強固に接合する。
行程（ｅ）・・水晶パッケージの各個片を接合したマザーシート３Ａを、その水晶パッケージ個片との境界でダイシング処理して水晶パッケージ２を接合したＩＣチップパッケージ３とからなる個々の水晶発振器１（図２１）を得る。
以上説明した行程によって図２１に示した水晶発振器１を製造することができる。以下では、水晶パッケージ２とＩＣチップパッケージ３の接合構造についてさらに細かく説明する。
図２１に示した水晶発振器を構成する水晶パッケージ２は、前記図５（ａ）で詳細に示したように、第１底壁層２１、第１枠壁層２２、蓋体２３は全て水晶板で構成される。一方、ＩＣチップパッケージ３はセラミックスシートの積層で形成される。半田粒子入り熱硬化樹脂４を構成する熱硬化樹脂はエポキシ樹脂を主剤とする。一般に、接着面の表面積が広い程、強い接着が得られる。
本発明では、図５（ａ）で説明したように、ＩＣチップパッケージ３と対向する水晶パッケージ２の容器本体の第１底壁層２１の外底面２９の表面処理を、外部端子２７を除く外底面２９の全域に施すか、あるいはＩＣチップパッケージ３の開口端面と対向する周回部分に多数の微細凹凸２９ａが形成された表面処理を施してある。
ＩＣチップパッケージ３に水晶パッケージ２を半田粒子入り熱硬化樹脂を用いて接合する際には、外部端子形成部分以外の外底面２９では溶融した半田と樹脂が水晶パッケージ２の当該外底面２９に形成された微細凹凸２９ａに入り込んで硬化する。これにより錨止効果（錨で固定した状態）が生じ、半田粒子入り熱硬化樹脂で両者をより強固に接合することができる。
なお、半田粒子入り熱硬化樹脂に代えて異方性導電層を用いることもでき、その効果は、外部端子と接続端子間の接続形態を除いて、半田粒子入り熱硬化樹脂によるものと同様である。また、水晶パッケージの容器本体をガラス材で構成したものでも本実施例と同様の接合構造で水晶発振器を構成できることは前記したとおりである。
図２３は、本発明に係る圧電モジュールを水晶発振器に適用した実施例１４を説明する水晶発振器の外観図であり、図２３（ａ）は上面（平面）を、図２３（ｂ）は長手方向側面を、図２３（ｃ）は短手方向側面を示す。この実施例の水晶発振器１も前記具体例と同様の、「１６１２サイズＴＣＸＯ」と通称されるもので、水晶パッケージ２にＩＣチップパッケージ３を接合した水晶発振器である。この水晶発振器１の水晶パッケージ２とＩＣチップパッケージ３は、略同等の平面視サイズを持つ低背な製品である。ＩＣチップパッケージ３を接合して製品とした水晶発振器１としてサイズは、ＩＣチップパッケージ３の長手方向サイズが１．６ｍｍ、短手方向サイズが１．２ｍｍである。
この水晶発振器１は、水晶パッケージ２とＩＣチップパッケージ３を半田粒子入り熱硬化樹脂４で上下に２段接合して一体の電子部品とされている。水晶パッケージ２は、前記図１乃至図８で説明した水晶パッケージの何れかであるが、ここでは図５（ａ）で説明したタイプを用いるものとした。
この水晶発振器１を構成するＩＣチップパッケージ３の四隅には厚み方向の切り欠き（キャスタレーション）５が設けられており、内部に搭載されているＩＣチップから側壁に引き出されている配線と実装端子３７を電気的に接続する接続電極５１が形成されている。
図２４は、図２３に示した水晶発振器１の底面（外面、適用機器への実装面）を示す図である。この底面には４個の表面実装タイプの実装端子３７が設けてある。これらの実装端子３７の機能は、図示したように、接地端子（ＧＮＤ）、出力端子（ＯＵＴＰＵＴ）、電源端子（Ｖｃｃ）、Ｅ／Ｄ端子（Enable/Disable）またはＡＦＣ端子である。
図２５は、図２３に示した水晶発振器１のＩＣチップパッケージのＩＣチップ３３収容部分の説明図であり、図２５（ａ）は水晶パッケージ側から見た平面図、図２５（ｂ）は図２５（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。図２５（ｂ）に示したＩＣチップ３３は、ＩＣチップパッケージ３の第２凹部３８の内底の配線パターンに設けた電極パッド３５に当該ＩＣチップ３３のバンプ（図示せず）を接続して搭載する。なお、ＩＣチップ３３はワイヤーボンディングで搭載してもよい。
図２６は、本発明に係る圧電モジュールを水晶発振器に適用した実施例１５を説明する水晶発振器の外観図であり、図２６（ａ）は上面（平面）を、図２６（ｂ）は長手方向側面を、図２６（ｃ）は短手方向側面を示す。この実施例の水晶発振器１は、「２０１６サイズＴＣＸＯ」と通称されるもので、前記した「１６１２サイズＴＣＸＯ」に用いられるものと同じサイズの水晶パッケージ２にＩＣチップパッケージ３を接合した水晶発振器である。このＩＣチップパッケージ３は水晶パッケージ２よりも大きく、水晶発振器１としてサイズは、長手方向サイズが２．０ｍｍ、短手方向サイズが１．６ｍｍである。
この水晶発振器１を構成するＩＣチップパッケージ３の四隅には厚み方向の切り欠き（キャスタレーション）５が設けられており、内部に搭載されているＩＣチップから側壁に引き出されている配線と実装端子３７を電気的に接続する接続電極５１が形成されている。
この水晶発振器１も前記の水晶発振器と同様に、水晶パッケージ２とＩＣチップパッケージ３を半田粒子入り熱硬化樹脂４で上下に２段接合して一体の電子部品とされている。
図２７は、図２６に示した水晶発振器１の底面（外面、適用機器への実装面）を示す図である。この底面には４個の表面実装タイプの実装端子３７が設けてある。これら端子の機能は、図２７に示したように、接地端子（ＧＮＤ）、出力端子（ＯＵＴＰＵＴ）、電源端子（Ｖｃｃ）、Ｅ／Ｄ端子（Enable/Disable）またはＡＦＣ端子である。各実装端子は、切り欠き５の接続電極５１でＩＣチップから側壁に引き出されている配線（図示せず）に接続されている。
図２８は、図２６に示した水晶発振器１のＩＣチップパッケージのＩＣチップ３３収容部分の説明図であり、図２８（ａ）は水晶パッケージ側から見た平面図、図２８（ｂ）は図２８（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。ＩＣチップ３３は、ＩＣチップパッケージ３の第２凹部３８の内底の配線パターンに設けた電極パッド３５に当該ＩＣチップ３３のバンプ（図示せず）を接続して搭載する。なお、ＩＣチップ３３はワイヤーボンディングで搭載してもよい。図２８（ａ）の矩形破線は水晶パッケージ２が接合される位置を示す仮想線である。
図２９は、本発明に係る圧電モジュールを水晶発振器に適用した実施例１６を説明する水晶発振器の外観図であり、図２９（ａ）は上面（平面）を、図２９（ｂ）は長手方向側面を、図２９（ｃ）は短手方向側面を示す。この実施例の水晶発振器１は、「３２１５サイズＴＣＸＯ」と通称されるもので、音叉型の水晶振動子を収容した水晶パッケージ２にＩＣチップパッケージ３を接合した水晶発振器である。
この水晶パッケージ２の容器本体はセラミックスシートとしたものである。しかし、これに限るものではなく、水晶板やガラス板などの絶縁材を用いたものでもよい。水晶発振器１としてサイズは、長手方向サイズが３．２ｍｍ、短手方向サイズが１．５ｍｍである。この実施例では、ＩＣチップパッケージ３は水晶パッケージ２とは若干大きいものを用いたが、さらに大きいサイズとしてもよい。
この水晶発振器１を構成する水晶パッケージ２とＩＣチップパッケージ３を重ねた四隅には厚み方向の切り欠き（キャスタレーション）５が設けられており、水晶パッケージ２に搭載されている水晶振動子の出力端子が側壁にひきだされ、接続電極５２で外部端子２７（図５参照）に電気的に接続されている。また、ＩＣチップパッケージ３の接続電極５１は、ＩＣチップから側壁に引き出されている配線と実装端子３７を電気的に接続している。
この水晶発振器１も前記の水晶発振器と同様に、水晶パッケージ２とＩＣチップパッケージ３を半田粒子入り熱硬化樹脂４で上下に２段接合して一体の電子部品とされている。
図３０は、図２９に示した水晶発振器１の底面（外面、適用機器への実装面）を示す図である。この底面には４個の表面実装タイプの実装端子３７が設けてある。これら端子の機能は、図示したように、接地端子（ＧＮＤ）、出力端子（ＯＵＴＰＵＴ）、電源又は接地（Ｖｃｃ又はＧＮＤ）端子、電源（Ｖｃｃ）端子である。
図３１は、図２９に示した水晶発振器１のＩＣチップパッケージのＩＣチップ３３収容部分の説明図であり、図３１（ａ）は水晶パッケージ側から見た平面図、図３１（ｂ）は図３１（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。ＩＣチップ３３は、ＩＣチップパッケージ３の第２凹部３８の内底の配線パターンに設けた電極パッド３５に当該ＩＣチップ３３のバンプ（図示せず）を接続して搭載する。なお、ＩＣチップ３３はワイヤーボンディングで搭載してもよい。
図３２は、本発明の実施例１７を説明する温度センサ付水晶振動子の外観図であり、図３２（ａ）は上面（平面）を、図３２（ｂ）は長手方向側面を、図３２（ｃ）は短手方向側面を示す。この実施例は、「１６１２サイズ温度センサ付水晶振動子」と通称されるサーミスタ等の温度センサを内蔵した水晶振動子で、一般的に携帯電話機でのＴＣＸＯの置き換えとして用いられるものである。
この温度センサ付水晶振動子１Ａも水晶パッケージ２にＩＣチップパッケージ３を接合して構成されるが、ＩＣチップパッケージ３にはサーミスタあるいはダイオードのみを搭載してある。これらサーミスタあるいはダイオードは、適用する電子機器側の任意の回路を構成する要素として用いられる。なお、前記したように、ＩＣチップパッケージ３は説明の便宜上ＩＣ以外の要素を搭載したものも含むこととする。
この温度センサ付水晶振動子１Ａは、前記図２３で説明したものと同様に、平面視が同サイズの水晶パッケージ２とＩＣチップパッケージ３を接合した低背な製品である。ＩＣチップパッケージ３を接合して製品とした温度センサ付水晶振動子１Ａとしてサイズは、ＩＣチップパッケージ３の長手方向サイズが１．６ｍｍ、短手方向サイズが１．２ｍｍである。
この温度センサ付水晶振動子１Ａでは、ＩＣチップパッケージ３の四隅には厚み方向の切り欠き（キャスタレーション）５が設けられており、ＩＣチップパッケージ３のＩＣチップから側壁に引き出されている配線と実装端子３７を切り欠き５に設けた接続電極５１で、電気的に接続している。
この温度センサ付水晶振動子１Ａは、水晶パッケージ２とＩＣチップパッケージ３を半田粒子入り熱硬化樹脂４で上下に２段接合して一体の電子部品とされている。水晶パッケージ２は、前記図１乃至図５で説明した水晶パッケージの何れかであるが、ここでは図５（ａ）で説明したタイプを用いた。温度センサとしては、サーミスタ以外にも、例えばダイオードも用いられる。
図３３は、図３２に示した温度センサ付水晶振動子１Ａの底面（外面、適用機器への実装面）を示す図である。この底面には４個の表面実装タイプの実装端子３７が設けてある。これら端子の機能は、図３３に示したように温度センサ付水晶振動子１Ａの出力端子（Ｘtal ＯＵＴ）、サーミスタあるいはダイオードの出力端子（Ｓ／Ｄ ＯＵＴ）、温度センサ付水晶振動子１Ａの入力端子（Ｘtal ＩＮ）、サーミスタあるいはダイオードの入力端子（Ｓ／Ｄ ＩＮ）である。
図３４は、図３２に示した温度センサ付水晶振動子１ＡにおけるＩＣチップパッケージのサーミスタあるいはダイオードの搭載部分の説明図であり、図３４（ａ）は水晶パッケージ側から見た平面図、図３４（ｂ）は図３４（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図で、第２凹部３８にサーミスタ７を搭載した例を、図３４（ｃ）は第２凹部３８にダイオード１７を搭載した例を示す。サーミスタ７あるいはダイオード１７は、それらの温度特性を利用するものであり、ＩＣチップパッケージ３の第２凹部３８の内底の配線パターンに設けた電極パッド３５に接続して搭載する。
次に、本願発明に係る圧電モジュールの製造方法の他の例について、前記図５（ａ）で説明した水晶パッケージを用いた前記図２３の水晶発振器を一つの実施例（実施例１８）として説明する。なお、他の形式の水晶パッケージやＩＣチップパッケージを用いた水晶発振器についてもほぼ同様のプロセスで製造できる。
図３５は、本発明の製造方法の他の例の対象となる前記図２３に示した四隅に切り欠きを有した水晶発振器の要部断面図である。この水晶発振器１は、ＩＣチップ３３を収容したＩＣチップパッケージ３の凹部（第２凹部）３８の開口端面の全周に半田粒子入り熱硬化樹脂４を塗布し、水晶パッケージ２の底面で当該開口を覆うように接合して一体化して形成される。
図３６は、本願発明に係る水晶発振器の製造方法の一例を説明する要部製造プロセス図である。この製造方法では、次に説明する行程を順次矢印に沿って実行することにより所定の構造とした水晶発振器を製造する。各行程は次のとおりである。図３６中の各構成要素は前記した各実施例を参照することで理解できる。
行程（ａ）・・多数のＩＣチップパッケージ３を用意する。図３６には２個のみを示す。ＩＣチップパッケージ３は個別の水晶パッケージを接合する前にそれぞれ個片に分離されている。ＩＣチップパッケージ３の底壁層は２枚のセラミックスシートの積層で構成され、ＩＣチップ３３の収容領域をカバーするように、その内層にはシールド機能を持たせる金属膜１２が形成されている。枠壁層で形成された第２凹部３８にＩＣチップ３３を収容する。第２凹部３８の開口端面（第２凹部３８を構成する側壁層の上面）には接続端子３６が形成されている。
行程（ｂ）・・第２凹部３８の開口端面（第２凹部３８を構成する側壁層の上面）に半田粒子入り熱硬化樹脂４の層を形成する。この半田粒子入り熱硬化樹脂４は接続端子３６を含めた当該開口端面の全周に設ける（矢印Ｃ）。半田粒子入り熱硬化樹脂４の形成には、ディスペンサー塗布、スクリーン印刷、インクジェット塗布など、既知のスラリー微細パターン形成手段を採用できる。
工程（ｃ）・・半田粒子入り熱硬化樹脂４の層を形成した個別の第２凹部３８の開口端面のそれぞれに個片の水晶パッケージ２をそれぞれ載置する。この状態で、水晶パッケージ個片とＩＣチップパッケージ３に加圧（矢印Ｐ）と加熱（矢印Ｈ）の処理を施す。このとき、半田粒子入り熱硬化樹脂４の半田粒子は溶融して水晶パッケージ個片の外部端子２７とＩＣチップパッケージ３のＩＣチップパッケージ３に設けてある接続端子３６とに濡れ広がる。これと共に、半田粒子入り熱硬化樹脂４の熱硬化性樹脂が溶融し、水晶パッケージ個片の外部端子２７と個々のＩＣチップパッケージ３対応で設けてある接続端子３６を含めた当該開口端面の全周で水晶パッケージ個片の対向面との間に溶融した樹脂が満たされる。
行程（ｄ）・・溶融した半田粒子が水晶パッケージ個片の外部端子２７とＩＣチップパッケージ３の接続端子３６の間に十分に濡れ広がり、かつ溶融した樹脂が十分に開口端面と水晶パッケージ個片との間に充填されるに要する所定の時間経過後、前記の加熱を停止して除熱する。これにより、溶融した半田は固まって水晶パッケージ２の外部端子とＩＣチップパッケージ３の接続端子の間を金属接合し、熱硬化樹脂はＩＣチップパッケージ３の開口端面と水晶パッケージ２との間で硬化する。水晶パッケージはＩＣチップパッケージ３に対して電気的接続と共に機械的に強固に接合する。
以上説明した行程によって図３５に示した水晶発振器１を製造することができる。
なお、半田粒子入り熱硬化樹脂に代えて異方性導電層を用いることもでき、その効果は、外部端子と接続端子間の接続形態を除いて、粒子入り熱硬化樹脂によるものと同様である。また、水晶パッケージの容器本体をガラス材で構成したものでも本実施例と同様の接合構造で水晶発振器を構成できることは前記したとおりである。
本発明は、水晶発振器等の圧電モジュールに限るものではなく、電気的接続と隙間の無い強固な機械的接合を必要とする２以上のデバイス構成部材の接合にも同様に適用可能である。
１・・・圧電モジュール（水晶発振器等）、１Ａ・・・圧電モジュール（温度センサ付水晶振動子）、２・・・圧電パッケージ（水晶パッケージ）、２０・・・容器本体、２１・・・圧電パッケージ（水晶パッケージ）の底壁層（第１底壁層）、２２・・・圧電パッケージ（水晶パッケージ）の枠壁層（第１枠壁層）、２２ａ・・・第１追加枠壁層、２３・・・蓋体、２４・・・圧電振動子（水晶振動子）、２５・・・導電性接着剤、２６・・・圧電保持端子（水晶保持端子）、２７・・・圧電パッケージ（水晶パッケージ）の外部端子、２８・・・圧電パッケージ（水晶パッケージ）の凹部（第１凹部）、２９・・・圧電パッケージ（水晶パッケージ）の外底面、２９ａ・・・微細凹凸、３・・・回路部品パッケージ（ＩＣチップパッケージ）、３０・・・ビアホール、３１・・・回路部品パッケージ（ＩＣチップパッケージ）の底壁層（第２底壁層）、３２・・・回路部品パッケージ（ＩＣチップパッケージ）の枠壁層（第２枠壁層）、３３・・・ＩＣチップ、３４・・・実装バンプ（半田バンプ、或いは金バンプなど）、３５・・・電極パッド、３６・・・回路部品パッケージ（ＩＣチップパッケージ）の接続端子、３７・・・実装端子、３８・・・回路部品パッケージ（ＩＣチップパッケージ）の凹部（第２凹部）、３８ａ・・・第２追加凹部、３９・・・接着剤、３９ａ・・・封止樹脂（アンダーフィル）、４・・・半田粒子入り熱硬化樹脂、４ａ・・・半田粒子、５・・・切り欠き（キャスタレーション）、５１，５２・・・接続電極、６・・・半田層、７・・・温度依存抵抗（サーミスタ）、８・・・異方性導電層、９・・・連結部、１０・・・封止剤、１１・・・連結電極、１２・・・シールド電極、１７・・・ダイオード。

Claims (5)

  1. 圧電振動子を収容した圧電パッケージと、前記圧電振動子の振動信号を基に所定周波数の発振信号を生成する回路部品を収容した回路部品パッケージとを具備し、前記圧電パッケージと前記回路部品パッケージを電気的に、かつ機械的に接合してなる圧電モジュールであって、
    前記圧電パッケージは、第１底壁層と第１枠壁層とで形成されて前記圧電振動子を収容する第１凹部と、前記第１凹部を封止する蓋体を有すると共に、前記第１凹部の外底面に前記圧電振動子の振動信号を出力するための複数の外部端子を有し、
    前記圧電パッケージの前記第１凹部を構成する前記第１底壁層と第１枠壁層及び前記蓋体は水晶板で形成され、前記圧電振動子は水晶片であり、
    前記圧電パッケージ及び前記圧電振動子は、前記水晶片に連結された前記第１枠壁層を前記第１底壁層と前記蓋体とで挟んで形成され、
    前記回路部品パッケージは、第２底壁層と第２枠壁層とで形成されて前記回路部品を収容する第２凹部を有すると共に、前記第２凹部の開口端面に前記圧電パッケージの前記外底面に有する前記複数の外部端子のそれぞれと電気的に接続される複数の接続端子を有し、
    前記第２底壁層は、複数のセラミックスシートから形成され、層間にシールド電極となる金属膜を有し、
    前記回路部品パッケージの前記複数の接続端子を含む前記第２凹部の開口端面の全周と前記圧電パッケージの前記第１凹部の外底面との間に介在された半田粒子入り熱硬化樹脂を有し、
    前記圧電パッケージの前記複数の外部端子と前記回路部品パッケージの前記複数の接続端子とは前記半田粒子入り熱硬化樹脂を構成する半田粒子の溶融と硬化で金属接合により電気的に接続されると共に、前記回路部品パッケージの前記第２凹部の開口端面の全周と前記圧電パッケージの前記第１凹部の外底面とが前記半田粒子入り熱硬化樹脂を構成する熱硬化樹脂の溶融と硬化により接合され、
    前記水晶板から形成される前記第１底壁層の外底面の、少なくとも前記回路部品パッケージの前記第２凹部の開口端面と対向する周回部分は、粗面化処理されて多数の微細凹凸で構成され、溶融した前記半田粒子と前記熱硬化樹脂を受容し硬化した状態での錨止で強固に接合されていることを特徴とする圧電モジュール。
  2. 請求項１において、
    前記圧電振動子と前記回路部品パッケージを接合するための半田粒子入り熱硬化樹脂は、前記回路部品パッケージの凹部開口を覆うごとく配置される前記圧電振動子の外底面に形成された外部端子から当該外底面に沿って内側に延在していることを特徴とする圧電モジュール。
  3. 圧電振動子を収容した圧電パッケージと、前記圧電振動子の振動信号を基に所定周波数の発振信号を生成する回路部品を収容した回路部品パッケージとを具備し、前記圧電パッケージと前記回路部品パッケージを電気的に、かつ機械的に接合してなる圧電モジュールであって、
    前記圧電パッケージは、第１底壁層と第１枠壁層とで形成されて前記圧電振動子を収容する第１凹部と、前記第１凹部を封止する蓋体を有すると共に、前記第１凹部の外底面に前記圧電振動子の振動信号を出力するための複数の外部端子を有し、
    前記回路部品パッケージは、第２底壁層と第２枠壁層とで形成されて前記回路部品を収容する第２凹部を有すると共に、前記第２凹部の開口端面に前記圧電パッケージの前記外底面に有する前記複数の外部端子のそれぞれと電気的に接続される複数の接続端子を有し、
    前記第２底壁層は、複数のセラミックスシートから形成され、層間にシールド電極となる金属膜を有し、
    前記圧電パッケージの前記第１凹部を構成する前記第１底壁層と第１枠壁層及び前記蓋体は水晶板で形成され、前記圧電振動子は水晶片であり、
    前記圧電パッケージ及び前記圧電振動子は、前記水晶片に連結された前記第１枠壁層を前記第１底壁層と前記蓋体とで挟んで形成され、
    前記回路部品パッケージの前記複数の接続端子を含む前記第２凹部の開口端面の全周と前記圧電パッケージの前記第１凹部の外底面との間に介在された異方性導電層を有し、
    前記圧電パッケージの前記複数の外部端子と前記回路部品パッケージの前記複数の接続端子とは、製造時の加圧と加熱による前記異方性導電層を構成する導電フィラーを介在した橋絡接合により電気的に接続されると共に、前記回路部品パッケージの前記第２凹部の開口端面の全周と前記圧電パッケージの前記第１凹部の外底面とが前記異方性導電層を構成する熱硬化樹脂の溶融と硬化により接合され、
    前記水晶板から形成される前記第１底壁層の外底面の、少なくとも前記回路部品パッケージの前記第２凹部の開口端面と対向する周回部分は、粗面化処理されて多数の微細凹凸で構成され、溶融した前記熱硬化樹脂を受容し硬化した状態での錨止で強固に接合されていることを特徴とする圧電モジール。
  4. 請求項３において、
    前記圧電振動子と前記回路部品パッケージを接合するための前記異方性導電層は、前記回路部品パッケージの凹部開口を覆うごとく配置される前記圧電振動子の外底面に形成された外部端子から当該外底面に沿って内側に延在していることを特徴とする圧電モジュール。
  5. 請求項１乃至４の何れかにおいて、
    前記回路部品パッケージの四隅に切り欠きが設けられ、前記回路部品パッケージに搭載された回路部品の引き出し線と前記回路部品パッケージの底面に設けられた実装電極を前記きり欠きに形成された接続電極により電気的に接続してなることを特徴とする圧電モジュール。
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