JP6503169B2

JP6503169B2 - 圧電発振器

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Publication number: JP6503169B2
Application number: JP2014179027A
Authority: JP
Inventors: 晴史乾條; 翔太 ▲高▼井
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2014-09-03
Filing date: 2014-09-03
Publication date: 2019-04-17
Anticipated expiration: 2034-09-03
Also published as: JP2016054376A

Description

本発明は、水晶発振器等の圧電発振器に関する。

水晶振動素子と、水晶振動素子に電圧を印加して発振信号を生成する発振回路（集積回路素子）とを有する水晶発振器として、例えば、第１主面に水晶振動素子が収容される第１凹部が形成され、その背面の第２主面に集積回路素子が収容される第２凹部が形成された、いわゆるＨ型のパッケージを有するものが知られている。この水晶発振器は、例えば、第２主面を回路基板に対向させて、第２主面の第２凹部の周囲に形成されたパッドと、回路基板のパッドとがバンプによって接合されることにより、回路基板に実装される。

なお、水晶振動素子と、水晶振動素子を収容するパッケージとを有し、発振回路（集積回路素子）を有さない、水晶振動子もよく知られている。このような水晶振動子は、集積回路素子が実装された配線基板に実装されることによって、集積回路素子と電気的に接続され、水晶発振器を構成し得る。

特開２０００−４９５６０号公報

上述したＨ型のパッケージを有する水晶発振器は、例えば、集積回路素子が実装された配線基板に水晶振動子を実装した構成に比較して、パッケージが全体として一体化されていることから、小型化等において有利である。その一方で、例えば、水晶発振器と水晶発振器が実装される回路基板との接合部（パッド等）を変更するときに、パッケージ全体を設計変更する必要が生じる等の不都合も生じる。これらの事情を考慮して、後述するように、本開示では、集積回路素子を配線基板の開口部内に配置する構成を提案する。この場合に、開口部を大きくすることが望まれる。

従って、好適にパッケージングされた圧電発振器が提供されることが望まれる。

本発明の一態様に係る圧電発振器は、第１主面、その背面の第２主面、及び、前記第１主面から前記第２主面へ貫通する開口部を有する配線基板と、前記第１主面に前記開口部を覆うように実装された圧電振動子と、前記開口部内に配置され、前記圧電振動子に実装された集積回路素子と、を有し、前記配線基板は、前記第１主面、前記第２主面及び前記開口部を有する絶縁基板と、前記第１主面に設けられ、前記圧電振動子が実装される振動子用パッドと、前記振動子用パッドを露出させつつ前記絶縁基板を覆うソルダーレジストと、を有し、前記開口部の内周面は、前記ソルダーレジストが非配置とされた第１非配置領域を有している。

好適には、前記開口部内にて前記圧電振動子と前記集積回路素子との間に充填されたアンダーフィルを更に有し、前記圧電振動子は、前記第１主面との間に隙間が形成された状態で前記第１主面に実装されており、前記第１主面は、前記ソルダーレジストが非配置とされ、前記開口部と前記振動子用パッドとを結ぶ、第２非配置領域を有し、前記アンダーフィルが前記開口部から前記第２非配置領域を介して前記振動子用パッドに到達している。

好適には、前記第１主面は、前記ソルダーレジストが非配置とされ、前記振動子用パッドに隣接するとともに振動子用パッドを囲む第３非配置領域を有し、前記アンダーフィルが前記第２非配置領域から前記第３非配置領域上に広がっている。

好適には、前記開口部内にて前記圧電振動子と前記集積回路素子との間に充填されたアンダーフィルを更に有し、前記圧電振動子は、前記第１主面との間に隙間が形成された状態で前記第１主面に実装されており、前記第１主面は、前記ソルダーレジストが非配置とされ、前記開口部に隣接するとともに前記開口部を囲む第４非配置領域を有し、前記アンダーフィルが前記開口部から前記第４非配置領域上に広がっている。

上記の構成によれば、好適にパッケージングされた圧電発振器が実現される。

本発明の実施形態に係る水晶発振器の概略構成を示す分解斜視図。図１のII−II線における断面図。図３（ａ）及び図３（ｂ）は図１の水晶発振器の基板部の表裏の平面図。図１の水晶発振器の配線基板の平面図。図５（ａ）は図２の領域Ｖの拡大図、図５（ｂ）は変形例に係る水晶発振器の図５（ａ）に相当する図。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明で用いられる図は模式的なものであり、図面上の寸法比率等は現実のものとは必ずしも一致していない。

また、図面には、図面相互の関係を明確にする等の目的で、便宜的に直交座標系ｘｙｚを付すことがある。ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸は、部材の形状等に基づいて便宜的に定義されており、圧電体（水晶）の電気軸、機械軸及び光軸を意味するものではない。

（水晶発振器の構成）
図１は、本発明の実施形態に係る水晶発振器１（以下、「水晶」は省略）の概略構成を示す分解斜視図である。図２は、図１のII−II線における断面図である。

発振器１は、例えば、全体として、概略、薄型の直方体状とされる電子部品であり、その寸法は適宜に設定されてよい。例えば、比較的小さいものでは、長辺又は短辺の長さが１〜２ｍｍであり、厚さが０．２〜０．４ｍｍである。

発振器１は、例えば、水晶振動子３（以下、「水晶」は省略）と、振動子３に実装される集積回路素子５と、振動子３が実装される配線基板７とを有している。

振動子３は、交流電圧が印加されるとその内部で固有振動を生じる。集積回路素子５は、発振回路を含んで構成されており、振動子３に電圧を印加して、振動子３内の固有振動を利用して発振信号を生成する。配線基板７は、不図示の回路基板等に接続され、振動子３のパッケージを介して、回路基板と集積回路素子５との間において電気信号を仲介する。これらの具体的な構成は、例えば、以下のとおりである。

振動子３は、例えば、水晶振動素子９（以下、「水晶」は省略）と、振動素子９を収容する素子搭載部材１１と、素子搭載部材１１を密閉する蓋部材１３とを有している。なお、素子搭載部材１１及び蓋部材１３によって、振動子３のパッケージが構成されている。

振動素子９は、例えば、水晶片１５と、水晶片１５に電圧を印加するための１対の励振電極１７と、振動素子９を素子搭載部材１１に実装するための１対の引出電極１９とを有している。

水晶片１５は、例えば、概ね長方形の板状に形成されている。水晶片１５は、例えば、ＡＴカット水晶片からなる。１対の励振電極１７は、例えば、水晶片１５の両主面の中央側に層状に設けられている。１対の引出電極１９は、例えば、１対の励振電極１７から引き出されて水晶片１５の長手方向の一端側部分に設けられている。１対の励振電極１７及び１対の引出電極１９は、例えば、振動素子９の両主面のいずれが実装側とされてもよいように、水晶片１５の長手方向に延びる不図示の中心線に対して１８０°回転対称の形状に形成されている。

素子搭載部材１１は、例えば、絶縁性の基体２１と、基体２１に設けられた各種の導体（例えば金属）とを有している。各種の導体は、例えば、振動素子９を素子搭載部材１１に搭載するための１対の素子搭載パッド２３、振動子３を配線基板７に実装するための複数（本実施形態では４つ）の振動子端子２５、及び、集積回路素子５を振動子３に実装するための複数（本実施形態では６つ）のＩＣ用パッド２６（図２）である。

基体２１は、例えば、セラミックからなり、振動素子９を収容する凹部２１ｒを有している。基体２１は、例えば、平板状の基板部２１ａと、基板部２１ａに重ねられた枠部２１ｂとを有しており、これにより、凹部２１ｒが構成されている。

１対の素子搭載パッド２３は、例えば、凹部２１ｒの底面（基板部２１ａの枠部２１ｂ側の主面）に層状に設けられている。複数の振動子端子２５は、例えば、基板部２１ａの枠部２１ｂとは反対側の主面の４隅に層状に設けられている（図３（ｂ）参照）。複数のＩＣ用パッド２６は、例えば、基板部２１ａの枠部２１ｂとは反対側の主面において、複数の振動子端子２５に囲まれた領域内に２列で配列されている（図３（ｂ）参照）。

振動素子９は、１対の引出電極１９と１対の素子搭載パッド２３とが１対のバンプ２７（図２）によって接合されることによって、素子搭載部材１１に片持ち梁のように固定されるとともに、素子搭載部材１１に電気的に接続される。なお、バンプ２７は、例えば、導電性接着剤からなる。

蓋部材１３は、例えば、金属からなる。蓋部材１３は、素子搭載部材１１の枠部２１ｂと接合され、これにより、凹部２１ｒは密閉される。凹部２１ｒ内は、例えば、真空とされ、又は、適宜なガス（例えば窒素）が封入される。

蓋部材１３及び素子搭載部材１１の接合は適宜な方法によりなされてよい。例えば、枠部２１ｂの蓋部材１３側の面には、金属からなる枠状の第１接合用パターン２９が形成される。一方、蓋部材１３の枠部２１ｂ側の面には、金属からなる枠状の第２接合用パターン３１が形成される。そして、両者がシーム溶接によって接合されることにより、蓋部材１３及び素子搭載部材１１は互いに接合される。

集積回路素子５は、例えば、概略薄型直方体状に形成されており、一方の主面に複数（本実施形態では６つ）のＩＣ端子３３を有している。ＩＣ端子３３と、素子搭載部材１１に設けられた既述のＩＣ用パッド２６とがバンプ３５（図２）によって接合されることにより、集積回路素子５は、素子搭載部材１１に固定されるとともに、素子搭載部材１１に電気的に接続される。

ＩＣ端子３３の数及び役割は、発振器１に要求される機能等に応じて適宜に設定されてよい。例えば、６つのＩＣ端子３３のうち、１つは基準電位を集積回路素子５に供給するためのものであり、１つは電源電圧（基準電位とは異なる電位）を集積回路素子５に供給するためのものであり、２つは集積回路素子５から振動素子９に電圧を印加するためのものであり、１つは発振信号の周波数を調整するための制御信号を集積回路素子５に入力するためのものであり、１つは集積回路素子５による発振信号の生成又は停止を指示するイネーブル・ディセーブル信号を集積回路素子５に入力するためのものである。

既に述べたように、集積回路素子５は、発振回路を含んで構成されている。発振回路は、例えば、帰還型のものである。また、集積回路素子５は、温度センサ、及び、温度センサの検出した温度に基づいて発振信号の温度変化を補償する温度補償回路を含んでいてもよい。集積回路素子５は、パッケージングされたものであってもよいし、ベアチップであってもよい。

配線基板７は、例えば、リジッド式のプリント配線基板と同様の構成とされてよい。例えば、配線基板７は、絶縁基板３７と、絶縁基板３７に設けられた各種の導体（例えば金属）と、各種の導体の短絡を低減するためのソルダーレジスト３９とを有している。各種の導体は、例えば、振動子３を配線基板７に実装するための複数（本実施形態では４つ）の振動子用パッド４１、配線基板７を不図示の回路基板に実装するための複数（本実施形態では４つ）の外部端子４３、及び、複数の振動子用パッド４１と複数の外部端子４３とを接続する複数（本実施形態では４つ）のスルーホール導体４５（図１）である。

絶縁基板３７は、例えば、ガラスエポキシ材よりなる。絶縁基板３７（配線基板７）は、第１主面３７ａと、その背面の第２主面３７ｂと、第１主面３７ａから第２主面３７ｂへ貫通する開口部３７ｈとを有している。絶縁基板３７及び開口部３７ｈの平面形状は適宜に設定されてよい。例えば、絶縁基板３７の外形は矩形である。また、例えば、開口部３７ｈの形状は、角部が面取りされた矩形である。

複数の振動子用パッド４１は、例えば、第１主面３７ａの４隅側に層状に設けられており、開口部３７ｈを囲んでいる。複数の外部端子４３は、例えば、第２主面３７ｂの４隅に層状に設けられており、開口部３７ｈを囲んでいる。スルーホール導体４５は、例えば、複数の振動子用パッド４１よりも第１主面３７ａの４隅側に位置し、絶縁基板３７を第１主面３７ａから第２主面３７ｂへ貫通するスルーホールの内周面に層状に設けられている。

振動子用パッド４１及び外部端子４３の平面形状、並びに、これらとスルーホール導体４５との接続導体の形状は適宜に設定されてよい。本実施形態では、振動子用パッド４１及び外部端子４３は矩形とされ、また、これらは、スルーホール周囲の円形のランドと直接的に接続されている。なお、複数の振動子用パッド４１及び外部端子４３の開口部３７ｈ側の部分（角部）は、開口部３７ｈの角部が面取りされていることによって、開口部３７ｈの角部が面取りされていない場合の仮想上の角部よりも開口部３７ｈ側へ位置している。

ソルダーレジスト３９は、一般には、顔料等を含んだ熱硬化性樹脂（例えばエポキシ樹脂）からなる。ただし、本願においては、ソルダーレジストの用語は、広く、絶縁性樹脂からなる皮膜を指すものとし、例えば、顔料を含んでいなくてもよいものとする。ソルダーレジスト３９は、例えば、複数の振動子用パッド４１を露出させつつ、第１主面３７ａを覆っている。なお、ソルダーレジスト３９は、外部端子４３を露出させつつ第２主面３７ｂを覆っていたり、絶縁基板３７の側面を覆っていたりしてもよい。

振動子３は、素子搭載部材１１に設けられた既述の複数の振動子端子２５と、振動子用パッド４１とがバンプ４７（図２）によって接合されることにより、配線基板７に対して固定されるとともに、電気的に接続される。振動子用パッド４１は、開口部３７ｈを囲むように配置されているから、振動子３は、開口部３７ｈを第１主面３７ａ側から覆うように配線基板７に実装される。なお、振動子３の面積は、例えば、開口部３７ｈの面積よりも大きく、平面視において開口部３７ｈは振動子３に収まる。

また、振動子３の振動子用パッド４１に囲まれた領域に実装された集積回路素子５は、開口部３７ｈに収容される。なお、図２では、集積回路素子５の天面（ｚ方向負側の面）は、第２主面３７ｂよりも内部側（ｚ方向正側）に位置しているが、当該天面は、第２主面３７ｂと概略面一とされてもよい。

図２に示すように、集積回路素子５と振動子３との間にはアンダーフィル４９が充填されている。アンダーフィル４９は、例えば、熱硬化性樹脂（例えばエポキシ樹脂）からなる。アンダーフィル４９は、樹脂よりも熱膨張係数が低いフィラー（例えばＳｉＯ_２からなる）を含んでいてもよい。アンダーフィル４９は、集積回路素子５の側面を適宜な高さまで覆うように設けられてもよいし、集積回路素子５を側面だけでなく天面も覆うように設けられてもよい。

素子搭載部材１１（振動子３）の基体２１は、振動子端子２５、バンプ４７及び振動子用パッド４１の厚みに相当する隙間を介して配線基板７の絶縁基板３７と対向している。アンダーフィル４９は、開口部３７ｈ内から、基体２１と絶縁基板３７との隙間へも広がっている。

素子搭載部材１１においては、６つのＩＣ用パッド２６のうちの２つと、１対の素子搭載パッド２３とが接続されている。これにより、ＩＣ用パッド２６に実装された集積回路素子５と、素子搭載パッド２３に実装された振動素子９とが電気的に接続されている。ひいては、集積回路素子５により振動素子９に電圧を印加して発振信号を生成することが可能となっている。

また、素子搭載部材１１においては、６つのＩＣ用パッド２６のうち残りの４つと、４つの振動子端子２５とが接続されている。これにより、ＩＣ用パッド２６に実装された集積回路素子５と、振動子端子２５が接合された振動子用パッド４１を有する配線基板７とが電気的に接続されている。ひいては、振動子用パッド４１とスルーホール導体４５を介して接続された配線基板７の４つの外部端子４３に対する電気信号の入出力によって、集積回路素子５に対して電気信号を入出力することが可能となっている。

図３（ａ）及び図３（ｂ）は、上記のような素子搭載部材１１における接続の一例を説明するための図であり、図３（ａ）は、基板部２１ａを振動素子９から見た平面図であり、図３（ｂ）は、基板部２１ａを集積回路素子５側から見た平面図である。

図３（ａ）に示すように、１対の素子搭載パッド２３からは１対の第１接続パターン５１が延び、１対の第１ビア導体５３に接続されている。図３（ｂ）に示すように、１対の第１ビア導体５３は、基板部２１ａを厚み方向に貫通しており、１対の第２接続パターン５５に接続されている。１対の第２接続パターン５５は、２つのＩＣ用パッド２６に接続されている。また、図３（ｂ）に示すように、残りの４つのＩＣ用パッド２６は、４つの第３接続パターン５７を介して４つの振動子端子２５に接続されている。

第１接続パターン５１、第２接続パターン５５及び第３接続パターン５７は、層状に形成されている。第１接続パターン５１は、一部が枠部２１ｂと重なっていてもよい。１対の第２接続パターン５５の中途が幅広に形成されているのは、発振器１の製造過程において、振動素子９の特性を検査する検査装置のプローブを当接させるためである。第２ビア導体５９は、基準電位が付与される振動子端子２５と導体からなる蓋部材１３とを接続するためのものであり、枠部２１ｂも厚み方向に貫通している。

図４は、配線基板７の第１主面３７ａ側の平面図である。

図１及び図４に示すように、配線基板７には、振動子用パッド４１の配置領域以外にも、ソルダーレジスト３９の非配置領域が設けられている。具体的には、以下のとおりである。

まず、開口部３７ｈの内周面は、ソルダーレジスト３９が配置されない第１非配置領域Ｒ１を有している。第１非配置領域Ｒ１は、例えば、開口部３７ｈの内周面全体とされている。

また、第１主面３７ａは、ソルダーレジスト３９が配置されない非配置領域として、開口部３７ｈと振動子用パッド４１を結ぶ第２非配置領域Ｒ２、振動子用パッド４１に隣接し、振動子用パッド４１を囲む第３非配置領域Ｒ３、及び、開口部３７ｈに隣接し、開口部３７ｈを囲む第４非配置領域Ｒ４を有している。

第２非配置領域Ｒ２は、本実施形態では、第３非配置領域Ｒ３と第４非配置領域Ｒ４との交差部によって構成されている（第３非配置領域Ｒ３及び第４非配置領域Ｒ４に含まれている。）。

第３非配置領域Ｒ３は、例えば、概略一定の幅で振動子用パッド４１の縁部に沿って延びる形状（溝状）とされている。第３非配置領域Ｒ３は、例えば、振動子用パッド４１のスルーホール導体４５との接続部を除いて振動子用パッド４１を囲んでいる。なお、ここでいう「囲む」は、例えば、第３非配置領域Ｒ３が振動子用パッド４１の縁部の半分以上に亘っていればよいものとする。

第４非配置領域Ｒ４は、例えば、概略一定の幅で開口部３７ｈの縁部に沿って延びる形状（溝状）とされている。なお、当該延びる形状は、点線のように離散的なものであってもよい。第４非配置領域Ｒ４は、例えば、開口部３７ｈの全体を囲んでいる。なお、ここでいう「囲む」は、例えば、一又は複数の第４非配置領域Ｒ４が開口部３７ｈの縁部の半分以上に亘っているか、開口部３７ｈの縁部を１２０°以下の中心角で３等分以上に分割した各区間の少なくとも一部に第４非配置領域Ｒ４が位置していればよいものとする。

第２非配置領域Ｒ２〜第４非配置領域Ｒ４の幅は適宜に設定されてよい。例えば、これらの幅は、３０μｍ以上２００μｍ以下である。これらの幅は、ソルダーレジスト３９の厚みよりも小さくてもよいし、大きくてもよい。

図５（ａ）は、図２の領域Ｖの拡大図である。

ソルダーレジスト３９は、例えば、振動子用パッド４１（及びその他の第１主面３７ａ上の導電層）よりも厚く形成されている。例えば、振動子用パッド４１の厚さが１０μｍ以上４０μｍ以下であるのに対して、ソルダーレジスト３９の厚さは、これよりも５μｍ以上厚く、１５μｍ以上１００μｍ以下である。

上述のようにアンダーフィル４９は、開口部３７ｈ内から、素子搭載部材１１の基体２１と配線基板７の絶縁基板３７との隙間へも広がっている。より具体的には、アンダーフィル４９は、第２非配置領域Ｒ２〜第４非配置領域Ｒ４において、基体２１と絶縁基板３７との間に広がり、これらの部材に密着している。さらには、アンダーフィル４９は、振動子用パッド４１、バンプ４７及び振動子端子２５にも密着している。なお、特に図示しないが、アンダーフィル４９は、ソルダーレジスト３９と基体２１との間に広がってこれらの部材に密着していてもよい。

（水晶発振器の製造方法）
以上の構成を有する水晶発振器の製造方法を説明する。

まず、図１の分解斜視図に示した各部材、すなわち、配線基板７、集積回路素子５、素子搭載部材１１、振動素子９及び蓋部材１３が準備される。これらの各部材の製造方法は、具体的な形状等を除けば、公知の方法と同様でよい。

次に、各部材が接合される。すなわち、振動素子９の素子搭載部材１１に対する接合、蓋部材１３の素子搭載部材１１に対する接合、集積回路素子５の素子搭載部材１１に対する接合、及び、素子搭載部材１１の配線基板７に対する接合が行われる。

これらの接合順は、蓋部材１３の素子搭載部材１１に対する接合が振動素子９の素子搭載部材１１に対する接合よりも後である限り、どのような接合順も可能である。また、第２接続パターン５５の一部を拡幅して形成した測定パッド（本実施形態では集積回路素子５が重なる）を介して振動素子９の特性を検査し、これに応じて励振電極１７の重さを調整する場合においては、集積回路素子５の素子搭載部材１１に対する接合は、振動素子９の素子搭載部材１１に対する接合よりも後、且つ、蓋部材１３の素子搭載部材１１に対する接合よりも前である。

次に、未硬化状態のアンダーフィル４９が開口部３７ｈを介して集積回路素子５と振動子３との間に充填される。充填は、例えば、ディスペンサによって行われる。

この際、未硬化状態のアンダーフィル４９は、絶縁基板３７（第１主面３７ａ）に対する濡れ性がソルダーレジスト３９に対する濡れ性よりも高い。及び／又は、ソルダーレジスト３９の非配置領域において、第１主面３７ａとソルダーレジスト３９の側面とがなす角部、若しくは、第１主面３７ａとソルダーレジスト３９の２側面とが構成する溝においては、ソルダーレジスト３９を引き込む毛管現象が生じる。その結果、アンダーフィル４９は、ソルダーレジスト３９上よりも第２非配置領域Ｒ２〜第４非配置領域Ｒ４上に優先的に広がる。

その後、常温の雰囲気によって、又は、リフロー炉等による加熱によって、アンダーフィル４９は硬化される。

（変形例）
図５（ｂ）は変形例を示す図５（ａ）に相当する断面図である。

この変形例では、第２非配置領域Ｒ２〜第４非配置領域Ｒ４が形成されていない。この場合、未硬化状態のアンダーフィル４９が開口部３７ｈに供給されると、開口部３７ｈ側に位置するソルダーレジスト３９が、アンダーフィル４９の第１主面３７ａを伝う流れに対する堰として機能する。その結果、アンダーフィル４９は、振動子用パッド４１に到達しない。

以上のとおり、本実施形態では、発振器１は、第１主面３７ａから第２主面３７ｂへ貫通する開口部３７ｈを有する配線基板７と、第１主面３７ａに開口部３７ｈを覆うように実装された振動子３と、開口部３７ｈ内に配置され、振動子３に実装された集積回路素子５と、を有している。配線基板７は、第１主面３７ａ、第２主面３７ｂ及び開口部３７ｈを有する絶縁基板３７と、第１主面３７ａに設けられ、振動子３が実装される振動子用パッド４１と、振動子用パッド４１を露出させつつ絶縁基板３７を覆うソルダーレジスト３９と、を有している。開口部３７ｈの内周面は、ソルダーレジスト３９が非配置とされた第１非配置領域Ｒ１を有している。

従って、例えば、振動子３のパッケージ（素子搭載部材１１及び蓋部材１３）と、配線基板７との組み合わせによって、発振器１のパッケージを構成することができる。その結果、例えば、配線基板７の変更乃至は交換によって簡便に外部端子４３の配置及び大きさを変更することができる。また、例えば、振動子及び集積回路素子の双方を配線基板に実装して発振器を構成する場合に比較して、開口部３７ｈに集積回路素子５が収容されるので、小型化が図られる。

さらに、開口部３７ｈの内周面においてソルダーレジスト３９が非配置とされていることから、ソルダーレジスト３９の厚みの2倍だけ開口部３７ｈの内径を大きくすることができ、その分開口部３７ｈの面積を大きくすることができる。その結果、配線基板７の小型化又は大きな集積回路素子５の搭載が可能となる。

また、本実施形態では、発振器１は、開口部３７ｈ内にて振動子３と集積回路素子５との間に充填されたアンダーフィル４９を更に有している。振動子３は、第１主面３７ａとの間に隙間が形成された状態で第１主面３７ａに実装されている。第１主面３７ａは、ソルダーレジスト３９が非配置とされ、開口部３７ｈと振動子用パッド４１とを結ぶ、第２非配置領域Ｒ２を有している。アンダーフィル４９は開口部３７ｈから第２非配置領域Ｒ２を介して振動子用パッド４１に到達している。

従って、例えば、集積回路素子５の封止のためのアンダーフィル４９によって、絶縁基板３７と振動子３とを接合し、両者の接合強度を向上させることができる。接合強度の向上が振動子用パッド４１へ延びる第２非配置領域Ｒ２においてなされることから、振動子用パッド４１と振動子端子２５との電気的接続の信頼性を向上させることができる。その結果、例えば、安価且つ小型に発振器１の信頼性を向上させることができる。図５（ｂ）の変形例との比較から理解されるように、第２非配置領域Ｒ２が形成されていることにより、より確実にアンダーフィル４９を振動子用パッド４１へ到達させることができる。

また、本実施形態では、第１主面３７ａは、上記の第２非配置領域Ｒ２に加え、ソルダーレジスト３９が非配置とされ、振動子用パッド４１に隣接するとともに振動子用パッド４１を囲む第３非配置領域Ｒ３を有している。アンダーフィル４９は第２非配置領域Ｒ２から第３非配置領域Ｒ３上に広がっている。

従って、例えば、アンダーフィル４９による絶縁基板３７と振動子３との接合強度の向上が振動子用パッド４１の周囲においてなされる。その結果、上述した振動子用パッド４１と振動子端子２５との電気的接続の信頼性をより向上させることができる。

また、本実施形態では、第１主面３７ａは、ソルダーレジスト３９が非配置とされ、開口部３７ｈに隣接するとともに開口部３７ｈを囲む第４非配置領域Ｒ４を有している。アンダーフィル４９は、開口部３７ｈから第４非配置領域Ｒ４上に広がっている。

従って、例えば、集積回路素子５に密着したアンダーフィル４９が配線基板７に対して第１主面３７ａ側から第２主面３７ｂ側へ係合する。その結果、例えば、集積回路素子５のＩＣ端子３３を振動子３のＩＣ用パッド２６から引き離すような力がＩＣ端子３３に加えられることが抑制される。すなわち、第４非配置領域Ｒ４を形成するだけで、発振器１の電気的接続の信頼性を向上させることができる。

なお、以上の実施形態において、水晶発振器１は圧電発振器の一例であり、水晶振動子３は圧電振動子の一例である。

本発明は、以上の実施形態に限定されず、種々の態様で実施されてよい。

圧電発振器は、水晶を用いるものに限定されず、例えば、セラミックを用いるものであってもよい。圧電発振器の用途乃至は機能は適宜に設定されてよい。例えば、圧電発振器は、クロック用発振器であってもよいし、電圧制御型発振器（例えばＶＣＸＯ）であってもよいし、温度補償型発振器（例えばＴＣＸＯ）であってもよいし、恒温槽付発振器(例えばＯＣＸＯ)の恒温槽内の発振器であってもよい。外部端子、振動子用パッド、振動子端子、ＩＣ用パッド及びＩＣ端子の数及びその配置は、圧電発振器に要求される機能に応じて適宜に設定されてよい。

圧電振動子の具体的構成は、適宜に変更されてよい。例えば、圧電振動素子は、２本の振動腕を有する音叉型のものであってもよいし、矩形の平板状の対角線上に１対の引出電極が形成されるものであってもよい。また、例えば、素子搭載部材は、枠部が金属によって構成されるものであってもよい。

配線基板の具体的構成は、適宜に変更されてよい。例えば、振動子用パッドと外部端子とは、層状のスルーホール導体ではなく、絶縁基板を貫通するビアに充填されたビア導体によって接続されてもよい。また、例えば、配線基板は、主面だけでなく、内部に主面に平行な導体層を有していてもよい。また、例えば、配線基板は、第１主面及び／又は第２主面に層状の配線等を有し、その配線等を覆うようにソルダーレジストを有していてもよい。

配線基板は、平面視において振動子と概略同等の大きさの絶縁基板と、第２主面に設けられた層状の外部端子とを有する構成のものに限定されない。すなわち、配線基板は、振動子のパッケージとで、いわゆるＨ型のパッケージのような形状を構成するものに限定されない。例えば、配線基板は、比較的広い面積を有し、第１主面に振動子と並列に適宜な電子部品が実装されるものであってもよい。また、例えば、配線基板は、開口部を覆うように第２主面にヒータ等の電子部品が実装されるものであってもよい。また、例えば、配線基板は、第２主面に層状の外部端子が設けられるのではなく、スルーホール導体（４５）にピン状の外部端子が挿通されて固定されるものであってもよい。

配線基板は、第１非配置領域〜第４非配置領域の全てが形成されなくてもよい。例えば、第１非配置領域〜第４非配置領域のひとつのみ、いずれか２つのみ、又は、いずれか３つのみが形成されてもよい。ただし、未硬化状態のアンダーフィルの、絶縁基板を伝う流れを考慮すると、第２非配置領域〜第４非配置領域は、第１非配置領域と組み合わされることが好ましく、また、第３非配置領域は、第２非配置領域と組み合わされることが好ましい。

各非配置領域の形状は適宜に設定されてよい。例えば、第１非配置領域は、開口部の内周面の全面ではなく、周方向の一部及び／又は貫通方向の一部にのみ形成されてもよい。また、例えば、第２非配置領域は、開口部から振動子用パッドに延びる線状であってもよい。また、例えば、第２非配置領域（及び第３非配置領域）は、振動子用パッドと同等の幅で開口部から振動子用パッドに延びる形状であってもよい。また、例えば、第３非配置領域は、振動子用パッドの縁部に沿って延びているとは言えない程度に、比較的広い幅で振動子用パッドを囲む形状であってもよい。また、例えば、第４非配置領域は、開口部の全周に亘っておらず、開口部の縁部の複数位置に分散して設けられてもよい。

なお、複数の振動子用パッドの間には、ソルダーレジストが位置し、ソルダーレジストによって振動子用パッド同士の短絡が抑制されていることが好ましい。

１…水晶発振器（圧電発振器）、３…水晶振動子（圧電振動子）、５…集積回路素子、７…配線基板、３７…絶縁基板、３７ａ…第１主面、３７ｂ…第２主面、３７ｈ…開口部、３９…ソルダーレジスト、４１…振動子用パッド、Ｒ１…第１非配置領域。

Claims

第１主面、その背面の第２主面、及び、前記第１主面から前記第２主面へ貫通する開口部を有する配線基板と、
前記第１主面に前記開口部を覆うように実装された圧電振動子と、
前記開口部内に配置され、前記圧電振動子に実装された集積回路素子と、
を有し、
前記配線基板は、
前記第１主面、前記第２主面及び前記開口部を有する絶縁基板と、
前記第１主面に設けられ、前記圧電振動子が実装される振動子用パッドと、
前記振動子用パッドを露出させつつ前記絶縁基板を覆うソルダーレジストと、を有し、
前記開口部の内周面は、前記ソルダーレジストが非配置とされた第１非配置領域を有している
圧電発振器。
前記開口部内にて前記圧電振動子と前記集積回路素子との間に充填されたアンダーフィルを更に有し、
前記圧電振動子は、前記第１主面との間に隙間が形成された状態で前記第１主面に実装されており、
前記第１主面は、前記ソルダーレジストが非配置とされ、前記開口部と前記振動子用パッドとを結ぶ、第２非配置領域を有し、
前記アンダーフィルが前記開口部から前記第２非配置領域を介して前記振動子用パッドに到達している
請求項１に記載の圧電発振器。
前記第１主面は、前記ソルダーレジストが非配置とされ、前記振動子用パッドに隣接するとともに振動子用パッドを囲む第３非配置領域を有し、
前記アンダーフィルが前記第２非配置領域から前記第３非配置領域上に広がっている
請求項２に記載の圧電発振器。
前記開口部内にて前記圧電振動子と前記集積回路素子との間に充填されたアンダーフィルを更に有し、
前記圧電振動子は、前記第１主面との間に隙間が形成された状態で前記第１主面に実装されており、
前記第１主面は、前記ソルダーレジストが非配置とされ、前記開口部に隣接するとともに前記開口部を囲む第４非配置領域を有し、
前記アンダーフィルが前記開口部から前記第４非配置領域上に広がっている
請求項１に記載の圧電発振器。