JP6724308B2 - 発振モジュール、振動デバイス、電子機器、および移動体 - Google Patents

発振モジュール、振動デバイス、電子機器、および移動体 Download PDF

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Description

本発明は、発振モジュール、振動デバイス、電子機器、および移動体に関する。
従来、例えば発振回路を含む発振モジュールなどに好適に用いられる半導体装置として、例えば特許文献1には、半導体基板に設けられている集積回路(半導体回路)と、該半導体基板上に設けられている絶縁層と、該絶縁層上に設けられているインダクタンス素子とを備えた半導体装置が開示されている。
特開2009−267212号公報
しかしながら、上述した特許文献1における半導体装置では、集積回路(半導体回路)とインダクタンス素子(インダクタンス回路)とが平面視で重なって配置された構成となっている。このような構成では、例えば、集積回路(半導体回路)が可変容量素子を含む発振回路である場合において、可変容量素子とインダクタンス素子との電磁的な結合により、インダクタンス素子のインダクタンスが変化する、または可変容量素子の静電容量値等が変化し、これにより発振回路から出力される発振周波数が変動してしまう虞を有していた。
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
[適用例1]本適用例に係る発振モジュールは、基板と、前記基板に接続されている第1回路部と、前記基板に接続されている第2回路部と、を備え、前記第1回路部は、半導体基板の主面に設けられている半導体回路と、前記半導体基板の前記主面側に配置され、導電性の薄膜を有する薄膜回路素子と、を有し、前記半導体回路は、平面視で、前記薄膜回路素子と前記半導体基板の外周部との間に設けられていることを特徴とする。
本適用例によれば、第1回路部に設けられている半導体回路は、平面視で、薄膜回路素子と半導体基板の外周部との間に配置されているため、半導体回路と薄膜回路素子とは平面視で重ならないので、半導体回路と薄膜回路素子との電磁的な結合が低減する。また、半導体回路は、平面視で、薄膜回路素子と半導体基板の外周部との間、換言すると、半導体回路は、平面視で、薄膜回路素子の外側に配置されている。このため、例えば、薄膜回路素子が磁界を発生させる素子である場合には、一般的に、薄膜回路素子の内側での磁束密度よりも外側での磁界密度の方が小さくなるため、半導体回路を薄膜回路素子の外側に配置することで、半導体回路と薄膜回路素子との電磁的な結合が低減する。これにより、半導体回路と薄膜回路素子の電磁的な結合に起因する薄膜回路素子の特性値の変動を減少させることができる。したがって、例えば、第1回路部および第2回路部によって発振回路が構成された場合に、この発振回路の発振ループ中に薄膜回路素子が使用される回路であっても、薄膜回路素子の特性値の変動によって生じる発振周波数の変動を低減することが可能な発振モジュールを提供することができる。
[適用例2]上記適用例に記載の発振モジュールにおいて、前記主面および前記半導体回路と重なるように設けられている第1の絶縁膜を備え、前記薄膜回路素子は、前記第1の絶縁膜の前記主面および前記半導体回路の少なくとも一方と接する面の反対面に設けられていることが好ましい。
本適用例によれば、半導体回路と薄膜回路素子とが、第1の絶縁膜を介して設けられているため、半導体回路と薄膜回路素子との間の、例えば短絡などの電気的絶縁不良を減少させることができる。
[適用例3]上記適用例に記載の発振モジュールにおいて、平面視で、前記半導体回路と重なるとともに前記薄膜回路素子と重ならない位置であり、かつ前記第1の絶縁膜上配置されている外部接続端子を有することが好ましい。
本適用例によれば、平面視で重なって配置された外部接続端子を半導体回路のシールド電極として使用することができるため、外部からのノイズが半導体回路に影響することを抑制することができ、例えば、発振回路の発振ループ中に、本適用例の回路を用いることにより、外部からのノイズが発振周波数のノイズになる虞を低減することができる。また、外部接続端子が薄膜回路素子と重ならない位置に配置されているため、薄膜回路素子と半導体回路との電磁的な結合を抑制することができ、薄膜回路素子または半導体回路に用いられる素子値の変動を小さくすることができる。これにより、例えば、発振モジュールにおける発振周波数の変動を低減することができる。
[適用例4]上記適用例に記載の発振モジュールにおいて、少なくとも前記薄膜回路素子を覆う第2の絶縁膜を有し、平面視で、前記半導体回路と重なるとともに前記薄膜回路素子と重ならない位置であり、かつ前記第2の絶縁膜上に配置されている外部接続端子を有することが好ましい。
本適用例によれば、第2の絶縁膜により薄膜回路素子と外部接続端子との電気的短絡を防止するとともに、外部接続端子を半導体回路のシールド電極として使用することができるため、外部からのノイズが半導体回路に影響することを抑制することができ、例えば、発振回路の発振ループ中に本適用例の回路を用いることにより、外部からのノイズが発振周波数のノイズになる虞を低減することができる。また、外部接続端子が薄膜回路素子と重ならない位置に配置されているため、薄膜回路素子と半導体回路との電磁的な結合を抑制することができ、薄膜回路素子または半導体回路に用いられる素子値の変動を小さくすることができる。これにより、例えば、発振モジュールにおける発振周波数の変動を低減することができる。
[適用例5]上記適用例に記載の発振モジュールにおいて、前記半導体回路は、静電容量素子を含み、前記薄膜回路素子は、インダクタンス回路を含んでいることが好ましい。
本適用例によれば、半導体回路は、静電容量素子を含み、薄膜回路素子は、インダクタンス回路を含み、それらを含む発振回路の発振ループ中に使用される発振用回路を構成することができる。このような発振用回路において、伸長コイルとしてインダクタンス回路が用いられた場合、インダクタンス回路と静電容量素子とが電磁的に結合してしまうと、例えば、インダクタンス回路と静電容量素子との間に浮遊容量が発生してインダクタンス回路のインダクタンス値や静電容量素子の静電容量値が変動してしまい、発振周波数が変動する虞がある。本構成を用いることで、電磁的な結合を低減できるので、インダクタンス回路のインダクタンス値や静電容量素子の静電容量値の変動を低減することができ、例えば、発振回路の発振周波数変動を低減することができる。
[適用例6]上記適用例に記載の発振モジュールにおいて、前記インダクタンス回路は、平面視で、渦巻き状に配置された配線であることが好ましい。
本適用例によれば、半導体回路が、平面視でインダクタンス回路が形成された領域の外部に配置される構成となる。インダクタンス回路の渦巻き状(螺旋状)のパターン内部は、渦巻き状のパターン外部(インダクタンス回路と半導体基板の外周部との間の領域)と比較すると磁束密度が高い状態となる。したがって、平面視で、渦巻き状のパターン内部に半導体回路が配置されていると、インダクタンス回路と半導体回路との電磁的な結合が大きくなり、インダクタンス値の変動が大きくなる虞がある。本構成を用いることで、電磁的な結合を低減できるので、インダクタンス回路の特性値の変動を低減することができ、例えば、発振回路の発振周波数の変動を低減することができる。
[適用例7]上記適用例に記載の発振モジュールにおいて、前記半導体回路は、前記インダクタンス回路に電気的に接続されている抵抗回路を含んでいることが好ましい。
本適用例によれば、インダクタンス回路に電気的に接続されている抵抗回路を用いて、インダクタンス回路の特性、特にQ値を調整することができるため、例えば、発振回路の起動時にインダクタンス回路に起因する異常発振を低減することができる。
[適用例8]上記適用例に記載の発振モジュールにおいて、前記抵抗回路は、抵抗値が可変に制御可能であることが好ましい。
本適用例によれば、インダクタンス回路に電気的接続されている抵抗回路の抵抗値を可変に制御することで、インダクタンス回路のQ値を、例えば発振周波数または使用する振動子の等価回路定数値等が変わるごとに調整することができる。このため、発振周波数または使用する振動子の等価回路定数値等が変わっても異常発振を起こさないように調整することが可能になる。
[適用例9]上記適用例に記載の発振モジュールにおいて、前記第2回路部は、前記インダクタンス回路に電気的に接続されている抵抗素子、容量素子、および増幅器を含んでいることが好ましい。
本適用例によれば、基板に、ディスクリートで接続されている抵抗素子、容量素子、および増幅器と、第1回路部のインダクタンス回路とにより、発振回路を容易に構成することができる。
[適用例10]上記適用例に記載の発振モジュールにおいて、前記第1回路部および前記第2回路部は、少なくともコルビッツ型発振回路を含んでいることが好ましい。
本適用例によれば、コルビッツ型発振回路を、第1回路部および第2回路部を用いて構成することができ、多様な回路構成を容易に実現することができる。
[適用例11]本適用例に係る振動デバイスは、基板と、前記基板に接続されている第1回路部と、前記基板に接続されている第2回路部と、前記第1回路部および前記第2回路部の少なくとも一方に接続されている振動素子と、を備え、前記第1回路部は、半導体基板の主面に設けられている半導体回路と、前記半導体基板の前記主面側に配置され、導電性の薄膜を有する薄膜回路素子と、を有し、前記半導体回路は、平面視で、前記薄膜回路素子と前記第1回路部の外周部との間に設けられていることを特徴とする。
本適用例によれば、半導体回路は、平面視で、薄膜回路素子と半導体基板の外周部との間に配置されているため、半導体回路と薄膜回路素子とは平面視で重ならないので、半導体回路と薄膜回路素子との電磁的な結合が低減する。また、半導体回路は、平面視で、薄膜回路素子と半導体基板の外周部との間、換言すると、半導体回路は、平面視で、薄膜回路素子の外側に配置されている。このため、例えば、薄膜回路素子が磁界を発生させる素子である場合には、一般的に、薄膜回路素子の内側での磁束密度よりも外側での磁界密度の方が小さくなるため、半導体回路を薄膜回路素子の外側に配置することで、半導体回路と薄膜回路素子との電磁的な結合が低減する。これにより、半導体回路と薄膜回路素子の電磁的な結合に起因する薄膜回路素子の特性値の変動を減少させることができる。したがって、振動素子を発振させる発振回路の発振ループ中に薄膜回路素子が使用される回路であっても、薄膜回路素子の特性値の変動によって生じる発振周波数の変動を低減することが可能な振動デバイスを提供することができる。
[適用例12]上記適用例に記載の振動デバイスにおいて、前記第1回路部および前記第2回路部は、少なくともコルビッツ型発振回路を含んでいることが好ましい。
本適用例によれば、振動デバイスにおける、コルビッツ型発振回路を、第1回路部および第2回路部を用いて構成することができ、多様な回路構成を容易に実現することができる。
[適用例13]本適用例に係る電子機器は、上記適用例のいずれか一例に記載の発振モジュールを備えていることを特徴とする。
本適用例によれば、半導体回路と薄膜回路素子の電磁的な結合に起因する半導体回路の特性値または薄膜回路素子の特性値の変動を減少させた発振モジュールを備えているため、安定した特性を維持することが可能な電子機器を提供することができる。
[適用例14]本適用例に係る移動体は、上記適用例のいずれか一例に記載の発振モジュールを備えていることを特徴とする。
本適用例によれば、半導体回路と薄膜回路素子の電磁的な結合に起因する半導体回路の特性値または薄膜回路素子の特性値の変動を減少させた発振モジュールを備えているため、安定した特性を維持することが可能な移動体を提供することができる。
本発明に係る発振モジュールの概略を示す斜視図。 本発明に係る発振モジュールの概略を示す平面図。 発振モジュールの概略を示す正面図。 発振モジュールに設けられている回路の一例を示す回路構成図。 半導体回路素子(第1実施形態)の概略を示す平面図。 図5のA−A断面図。 半導体回路素子に設けられている半導体回路の一例を示す回路構成図。 半導体回路素子(第2実施形態)の概略を示す平面図。 図8のB−B断面図。 半導体回路素子(第3実施形態)を示し、図8のB−B断面に相当する断面図。 本発明に係る振動デバイスの概略を示す斜視図。 振動デバイスの概略を示す平面図。 図12のC−C断面図。 振動デバイスに設けられている回路の一例を示す回路構成図。 電子機器の一例としてのモバイル型のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図。 電子機器の一例としての携帯電話機の構成を示す斜視図。 電子機器の一例としてのデジタルスチールカメラの構成を示す斜視図。 移動体の一例としての自動車の構成を示す斜視図。
以下、本発明の好適な実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。なお、添付図面では、説明の便宜上、形状、縮尺などを実際と異ならせて表現している箇所がある。
[発振モジュール]
先ず、本発明に係る発振モジュールについて、図1、図2、図3、および図4を参照しながら説明する。図1は、本発明に係る発振モジュールの概略を示す斜視図である。図2は、発振モジュールの概略を示す平面図である。図3は、発振モジュールの概略を示す正面図である。図4は、発振モジュールに設けられている回路の一例を示す回路構成図である。
図1、図2、図3、および図4に示すように、本発明に係る発振モジュール1は、基板としての回路基板5と、回路基板5の実装面5aに接続されている第1回路部32を構成する半導体回路素子100、および同様に回路基板5の実装面5aに接続されている第2回路部60と、を備えている。発振モジュール1は、第1回路部32を構成する半導体回路素子100と、ディスクリート回路で構成される第2回路部60とによって、例えばコルビッツ型発振回路などの発振回路を有している。なお、この発振回路によって励振される振動素子を含む振動子33(図4参照)は、発振モジュール1と電気的に接続されて用いられることができる。なお、発振モジュール1は、発振モジュール1中に振動子33(図4参照)を含む構成であってもよい。以下、回路基板5、第1回路部32を構成する半導体回路素子100、およびディスクリート回路で構成される第2回路部60について順次詳細に説明する。
基板としての回路基板5は、略矩形状の表裏面を有し、一方の面(表面)である実装面5aに、半導体回路素子100などの各回路構成部材が実装されている。回路基板5は、例えばエポキシ樹脂やセラミックといった絶縁体から形成される。回路基板5の実装面(おもて面)5aには、複数の接続端子8や、図示を省略するが、例えばめっき成膜による導電材から形成される配線パターン(実装配線や導電端子、電極など)が形成されている。なお、配線パターンは、実装面5aと表裏関係にある裏面に設けられていてもよい。
半導体回路素子100は、例えば半導体基板10(図6参照)の主面10a(図6参照)に設けられている半導体回路30(図6参照)と、導電性の薄膜を有する薄膜回路素子40(図5参照)と、を含み集積化された第1回路部32を備えている。第1回路部32は、第2回路部60、抵抗素子34(図7参照)および振動子33などと接続されている。半導体回路30は、抵抗回路26、静電容量素子27(可変容量素子)、およびレギュレーター35(図7参照)などを含んでいる。なお、半導体回路素子100については、後段において、第1実施形態から第3実施形態として、詳細に説明する。
第2回路部60は、増幅器としてのトランジスター61、抵抗素子62,63、および容量素子としての静電容量素子64を少なくとも備え、それぞれの素子(電子部品、部材)を、回路基板5上にディスクリートで配設したディスクリート回路で構成されている。そして、第2回路部60を構成するトランジスター61、抵抗素子62,63、および静電容量素子64と、前述した第1回路部32を構成する半導体回路素子100の半導体回路30および薄膜回路素子40とにより、例えばコルビッツ型発振回路などの発振回路が構成される。このように、集積化された第1回路部32、およびディスクリート回路で構成された第2回路部60を用いてコルビッツ型発振回路を構成することができ、多様な回路構成を容易に実現することができる。
なお、上述では、第1回路部32を、半導体回路素子100(半導体回路素子の第1実施形態)を含むこととして説明したが、後段で説明する第2実施形態による半導体回路素子200、または第3実施形態を半導体回路素子300のいずれかを含むこととすることも可能である。
また、発振モジュール1は、前述した構成、即ち回路基板5に接続された第1回路部32や第2回路部60が露出している構成に限らず、第1回路部32や第2回路部60を、例えば樹脂モールド材などを用いて被覆し、露出させない構成であってもよい。また、回路基板5には、他の電子部品や部材が接続されていてもよい。
また、発振モジュール1は、回路基板5に替わる基板として、例えば中央部に収納空間を備えたセラミックパッケージの内部底面、およびその内底面に設けられた配線パターンを用いて、第1回路部32や第2回路部60を接続させた構成とすることも可能である。この場合、第1回路部32や第2回路部60を収納した収納空間は、蓋体などで封止されてもよい。
(半導体回路素子の詳細説明)
ここで、前述した第1回路部32を構成する半導体回路素子100について、図面を参照しながら詳細を説明する。なお、以下の説明では、半導体回路素子の第1実施形態を半導体回路素子100、第2実施形態を半導体回路素子200、第3実施形態を半導体回路素子300として説明する。
<第1実施形態>
図5、図6および図7を用い、第1回路部32を構成する半導体回路素子の第1実施形態について説明する。本説明では、半導体回路として圧電振動片や表面弾性波振動片などを発振させる発振用回路の発振ループ中に接続されるインダクタンス回路(薄膜回路素子)を少なくとも備えた半導体回路素子を例示して説明する。図5、および図6は、第1実施形態に係る半導体回路素子を示し、図5は、平面図であり、図6は、図5のA−A断面図である。なお、図5では、図面の見易さを向上させるため、図6に示すソルダーレジスト24を省略している。図7は、半導体回路素子に設けられている半導体回路の一例を示す回路構成図である。
図5および図6に示すように、第1実施形態に係る半導体回路素子100は、矩形形状をなした半導体基板10の主面10aに設けられている半導体回路30と、インダクタンス回路13を含む薄膜回路素子40と、を有している。さらに、半導体回路素子100は、半導体基板10の主面10aおよび半導体回路30と重なるように設けられている第1の絶縁膜11と、主面10aと反対側の第1の絶縁膜11上に設けられている外部接続端子20,21,22,23と、を有している。なお、主面10a上や絶縁部12上には、半導体回路30、薄膜回路素子40などを電気的に接続する配線が設けられているが、図5および図6では省略している。また、半導体基板10には、主面10a側の表層部分に絶縁部12が設けられている。本実施形態では、絶縁部12の表面を含む半導体基板10の一面を主面10aとしている。
半導体回路30は、平面視で、インダクタンス回路13(薄膜回路素子40)と半導体基板10の外周部10bとの間に設けられている。換言すれば、半導体回路30は、平面視で、インダクタンス回路13(薄膜回路素子40)と重ならない位置に配置されている。
半導体回路30は、抵抗回路26、静電容量素子27(可変容量素子)、およびレギュレーター35(図7参照)などを含み、半導体基板10の主面10a側に設けられている。また、半導体基板10の主面10a側には、インダクタンス回路13(薄膜回路素子40)が設けられている。これらの抵抗回路26、静電容量素子27(可変容量素子)、レギュレーター35、およびインダクタンス回路13(薄膜回路素子40)は、図示しない配線により必要に応じてそれぞれの回路と接続されている。抵抗回路26は、抵抗値を可変でき、入力される制御信号に基づいて、抵抗値を可変に制御され、少なくともインダクタンス回路13の特性を調整する機能を有している。静電容量素子27は、例えば可変容量ダイオード(バラクター、バリキャップなどとも呼ばれる)が用いられている。レギュレーター35は、入力された直流電源を平滑、定電圧化して基準電圧を作り、静電容量素子27(可変容量ダイオード)に供給する。
なお、本第1実施形態の半導体回路30では、抵抗回路26の設けられている構成で説明したがこれに限らず、抵抗回路26の設けられていない構成の半導体回路30とすることも可能である。また、第2実施形態、および第3実施形態の半導体回路30においても同様である。
なお、本実施形態において、第1回路部32は、図7に示すように、例えば抵抗回路26、静電容量素子27(半導体回路30)、レギュレーター35、およびインダクタンス回路13(薄膜回路素子40)を含んでおり、第2回路部60(図4参照)と併せて発振回路(コルビッツ型発振回路)を構成し、例えば圧電振動片や弾性表面波素子などの振動素子を含む振動子33と接続することができる。なお、第1回路部32は、抵抗素子34と接続してもよい。また、振動子33に含まれる振動素子は、圧電振動片や弾性表面波素子以外にも、MEMS振動片等を用いることができる。また、振動子33に含まれる振動素子の材料としては、ATカット、Zカット、BTカット、SCカット等の水晶や、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム等の圧電単結晶や、ジルコン酸チタン酸鉛等の圧電セラミックス等の圧電材料、又はシリコン半導体等を用いてもよい。さらに、振動子33に含まれる振動素子の形状は、特に限定されず、二脚音叉、H型音叉、三脚音叉、くし歯型、直交型、角柱型等の形状であってもよい。振動子33に含まれる振動素子の励振手段としては、圧電効果によるものを用いてもよいし、クーロン力による静電駆動を用いてもよい。
上述のような構成の第1回路部32によれば、インダクタンス回路13の特性、特にQ値を抵抗回路26で調整することで、発振回路の起動時においてインダクタンス回路13に起因する異常発振を低減することができる。また、入力される制御信号に基づいて、抵抗回路26の抵抗値が可変に制御されることにより、インダクタンス回路13のQ値を、例えば発振周波数または使用する振動子(振動素子)33の等価回路定数値等が変わるごとに調整することができる。このため、抵抗回路26の抵抗値を可変に制御することで、発振周波数または使用する振動子(振動素子)33の等価回路定数値等が変わっても異常発振を起こさないように調整することが可能になる。
外部接続端子20,21,22,23は、半導体基板10の四隅の内側に一つずつ設けられている。外部接続端子20,21,22,23は、導電性を有した概ね半球状体であり、例えば半田ボールを用いて形成されている。そして、外部接続端子20,21,22,23は、平面視で、半導体回路30と少なくとも一部が重なるとともに、薄膜回路素子40(インダクタンス回路13)と重ならない位置に配置されている。なお、外部接続端子20,21,22,23は、上記のはんだボールを用いて形成する以外にも、金、銀、銅、ニッケル等の金属を単層または上記金属を複合して多層にめっきして形成したり、はんだ等の金属をスクリーン印刷した後に加熱溶融させて形成したりしてもよい。
このように外部接続端子20,21,22,23を配置することにより、外部接続端子20,21,22,23を半導体回路30のシールド電極として使用することができるため、外部からのノイズが半導体回路30に影響することを抑制することができる。例えば、発振用回路を含む第1回路部32として半導体回路30を用いる場合には、外部からのノイズが発振周波数のノイズになる虞を低減することができる。また、外部接続端子20,21,22,23が薄膜回路素子40(インダクタンス回路13)と重ならない位置、換言すれば半導体回路30が、平面視で薄膜回路素子40(インダクタンス回路13)が形成された領域の外部に配置される構成となる。これにより、インダクタンス回路13と半導体回路30との距離を離すことができるため、両者間の電磁的な結合を抑制することができる。これにより、薄膜回路素子40(インダクタンス回路13)のインダクタンス値の変動を小さくすることができる。これにより、例えば、発振回路の発振周波数の変動を低減することができる。
なお、外部接続端子20,21,22,23の配置は、上述に限られるものではなく、例えば一か所に複数の外部接続端子がまとまって設けられている配置であってもよいし、全ての隅(四隅)に対応して配置されていなくてもよい。
また、半導体回路30は、外部接続端子20,21,22,23が含まれる近傍領域25と、平面視で、重なるように設けられていてもよい。このような半導体回路30および外部接続端子20,21,22,23の配置であっても、外部接続端子20,21,22,23を半導体回路30のシールド電極として使用することができる。なお、前述した外部接続端子20,21,22,23と同様に、外部接続端子20,21,22,23それぞれの下に配置されているランド電極19,28,29も、半導体回路30のシールド電極として機能するため、外部からのノイズが半導体回路30に影響することを抑制することができる。
貫通電極14,18は、第1の絶縁膜11を貫通し、第1の絶縁膜11の表面(半導体基板10の主面10a側の面)と裏面(主面10a側の面と反対側の面)との間の電気的接続をとっている。すなわち、半導体基板10の主面10aに設けられている半導体回路30やインダクタンス回路13などと、主面10aと反対側の第1の絶縁膜11上に設けられている外部接続端子20,21,22,23などとが、貫通電極14,18や半導体基板10の主面10a側に設けられているランド電極17などを介して電気的に接続されている。
薄膜回路素子40は、平面形状が角形の螺旋状(渦巻き状)に形成されたインダクタンス回路13を含み、半導体基板10の主面10a側に設けられている絶縁部12上に設けられている。インダクタンス回路13は、導電性を有する薄膜で構成され、薄膜材料として、例えば銅(Cu)、金(Au)、銀(Ag)、ニッケル(Ni)の単層、または上記金属を複合した多層膜等を用いて形成された薄膜によって構成されている。
螺旋状(渦巻き状)に形成されたインダクタンス回路13は、その一端が外部接続端子23を介して例えば図示しない振動子(振動子33:図7参照)に接続されている。インダクタンス回路13と外部接続端子23との間は、ランド電極17、ランド電極17と接続されている貫通電極18、および貫通電極18と接続されて第1の絶縁膜11上に設けられているランド電極29によって電気的に接続されている。また、インダクタンス回路13の他端は、第1引出配線13aを介して貫通電極14に接続されている。そして、貫通電極14は、第1の絶縁膜11上に設けられている第2引出配線15,16およびランド電極28を介して外部接続端子20と接続され、図示しない振動子(振動子33:図7参照)や第2回路部60に含まれる発振回路などに接続されている。すなわち、螺旋状に形成されたインダクタンス回路13の両端は、外部接続端子20,23を介して図示しない発振回路の発振ループ中に接続されている。
インダクタンス回路13の螺旋状のパターンを平面視で見たときの内側は、螺旋状のパターンの外側部分(インダクタンス回路13と半導体基板10の外周部10bとの間の領域)と比較すると磁束密度が高い状態となる。したがって、平面視で、螺旋状のパターンの内側に半導体回路30が配置されていると、インダクタンス回路13と半導体回路30との電磁的な結合が大きくなり、インダクタンス値の変動が大きくなったり半導体回路30の特性変動が大きくなったりする虞がある。本構成を用いることで、インダクタンス回路13と半導体回路30との電磁的な結合を低減できるので、インダクタンス回路13の特性値の変動を低減したり、半導体回路30の特性変動を低減したりすることができ、例えば、発振回路の発振周波数の変動を低減することができる。
なお、発振回路において、伸長コイルとしてインダクタンス回路13(インダクタンス素子)が用いられた場合、インダクタンス回路13と静電容量素子27とが電磁的に結合してしまうと、例えば、インダクタンス回路13と静電容量素子27との間に浮遊容量が発生してインダクタンス回路13(インダクタンス素子)のインダクタンス値が変動してしまい、発振周波数が変動する虞がある。
第1実施形態に係る半導体回路素子100によれば、静電容量素子27を含む半導体回路30と、インダクタンス回路13を含む薄膜回路素子40と、を含む第1回路部32を構成している。上記構成を用いることで、上述のように半導体回路30と薄膜回路素子40との電磁的な結合を低減できるので、インダクタンス回路13のインダクタンス値の変動を低減することができ、例えば、第1回路部32を含む発振回路における発振周波数変動を低減することができる。
<第2実施形態>
図8、および図9を用い、第1回路部32を構成する半導体回路素子の第2実施形態について説明する。なお、第2実施形態の半導体回路素子は、第1実施形態と同様な発振用回路を少なくとも備えた半導体回路素子を例示して説明する。図8、および図9は、第2実施形態に係る半導体回路素子を示し、図8は平面図であり、図9は図8のB−B断面図である。なお、図8では、図面の見易さを向上させるため、図9に示すソルダーレジスト24を省略している。また、前述の第1実施形態と同様な構成については同符号を付しており、その説明を省略することがある。
第2実施形態に係る半導体回路素子200は、前述の第1実施形態に係る半導体回路素子100と比し、インダクタンス回路13を含む薄膜回路素子40の設けられている位置が異なる。以下の第2実施形態に係る半導体回路素子200の説明では、このインダクタンス回路13を含む薄膜回路素子40に関わる部分を中心に説明する。
図8、および図9に示すように、第2実施形態に係る半導体回路素子200は、矩形形状をなした半導体基板10の主面10aに設けられている半導体回路30と、主面10aに設けられている第1の絶縁膜11の半導体基板10と接する面の反対側の面である反対面(上面)11aに設けられているインダクタンス回路13を含む薄膜回路素子40と、を有している。さらに、半導体回路素子200には、第1の絶縁膜11の反対面(上面)11aに、外部接続端子20,21,22,23などが設けられているが、第1実施形態と同様であるので説明を省略する。なお、主面10a上や絶縁部12上には、半導体回路30を構成する素子やランドの間を電気的に接続する配線が設けられているが、図8、および図9では省略している。
また、半導体基板10には、主面10a側の表層部分に絶縁部12が設けられている。本実施形態では、絶縁部12の表面を含む半導体基板10の一面を主面10aとしている。
半導体回路30(例えば抵抗回路26、静電容量素子27、レギュレーター35など)の構成、インダクタンス回路13(薄膜回路素子40)、外部接続端子20,21,22,23の構成、および貫通電極14,18の構成は、第1実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
薄膜回路素子40は、平面形状が角形の螺旋状(渦巻き状)に形成されたインダクタンス回路13を含み、第1の絶縁膜11の半導体基板10と接する面の反対面11a上に設けられている。インダクタンス回路13は、導電性を有する薄膜で構成され、薄膜材料として、例えば銅(Cu)、金(Au)、銀(Ag)、ニッケル(Ni)の単層、または上記金属を複合した多層膜等を用いて形成された薄膜によって構成されている。
螺旋状(渦巻き状)に形成されたインダクタンス回路13は、その一端が第1の絶縁膜11の反対面11a上に設けられているランド電極29に接続され、外部接続端子23を介して、例えば図示しない振動子(振動子33:図7参照)に接続されている。また、インダクタンス回路13の他端は、第1引出配線13bを介して貫通電極14に接続されている。そして、貫通電極14は、絶縁部12上に設けられている第2引出配線15aに接続され、第2引出配線15aから延接された第3引出配線16aを介して貫通電極18に接続されている。
貫通電極18は、第1の絶縁膜11の反対面11a上に設けられているランド電極28を介して、外部接続端子20と接続され、図示しない振動子(振動子33:図7参照)や第2回路部60に含まれる発振回路などに接続されている。すなわち、螺旋状に形成されたインダクタンス回路13の両端は、外部接続端子20,23を介して図示しない発振回路の発振ループ中に接続されている。
第2実施形態に係る半導体回路素子200によれば、第1実施形態において説明した効果に加えて、以下に述べる効果を有している。
第2実施形態の半導体回路素子200によれば、半導体回路30とインダクタンス回路13(薄膜回路素子40)とが、第1の絶縁膜11を介して設けられていることにより、半導体回路30とインダクタンス回路13(薄膜回路素子40)との間の、例えば短絡などの電気的絶縁不良を減少させることができる。
<第3実施形態>
図10を用い、第1回路部32を構成する半導体回路素子の第3実施形態について説明する。なお、第3実施形態の半導体回路素子は、第1実施形態と同様な発振用回路を少なくとも備えた半導体回路素子を例示して説明する。図10は、第3実施形態に係る半導体回路素子を示し、図8のB−B断面に相当する断面図である。なお、前述の第1実施形態と同様な構成については同符号を付しており、その説明を省略することがある。
第3実施形態に係る半導体回路素子300は、前述の第2実施形態に係る半導体回路素子200と比し、外部接続端子20,21,22,23の設けられている位置が異なる。以下の第3実施形態に係る半導体回路素子300の説明では、外部接続端子20,21,22,23の設けられている位置に関わる部分を中心に説明する。
図10に示すように、第3実施形態に係る半導体回路素子300は、図示しないが矩形形状をなした半導体基板10の主面10aに設けられている半導体回路30と、主面10aに設けられている第1の絶縁膜11の半導体基板10と接する面の反対面(上面)11aに設けられているインダクタンス回路13を含む薄膜回路素子40と、を有している。さらに、半導体回路素子300は、第1の絶縁膜11の半導体基板10と接する面の反対面(上面)11a上に、インダクタンス回路13を含む薄膜回路素子40を覆うように設けられている第2の絶縁膜50を有している。また、半導体回路素子300は、第2の絶縁膜50の第1の絶縁膜11と接する面と反対側の面である上面50aに設けられた外部接続端子20,21,22,23を有している。
なお、第1実施形態と同様に、主面10a上や絶縁部12上には、半導体回路30を構成する素子やランドの間を電気的に接続する配線が設けられているが、図10では省略している。また、半導体基板10には、主面10a側の表層部分に絶縁部12が設けられている。本実施形態では、絶縁部12の表面を含む半導体基板10の一面を主面10aとしている。
半導体回路30の構成(例えば抵抗回路26、静電容量素子27、レギュレーター35など)、インダクタンス回路13(薄膜回路素子40)、および貫通電極14,18の構成は、第1実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
外部接続端子20,21は、第2の絶縁膜50の上面50aに設けられているランド電極52,54に接続されている。ランド電極52,54は、第2の絶縁膜50を、その表面(半導体基板10の主面10a側の面)と裏面(主面10a側の面と反対側の面)との方向に貫通する第2の貫通電極51,53に接続されている。
外部接続端子21と接続されているランド電極52は、第2の貫通電極51と接続され、第1の絶縁膜11上に設けられているランド電極19、第1の絶縁膜11に設けられている貫通電極18などを介して半導体回路30に接続されている。また、外部接続端子20と接続されているランド電極54は、第2の貫通電極53と接続され、第2の貫通電極53を介して第1の絶縁膜11の反対面(上面)11a上に設けられているランド電極28に接続されている。
ランド電極28は、第1の絶縁膜11を貫通する貫通電極14、絶縁部12上に設けられている第3引出配線16a、第2引出配線15a、第1の絶縁膜11を貫通する貫通電極14、反対面(上面)11a上に設けられている第1引出配線13bなどを介してインダクタンス回路13に接続されている。すなわち、外部接続端子20は、インダクタンス回路13の一方の端に電気的に接続されている。
なお、他の外部接続端子22,23についても同様の構成をなしているが説明を省略する。
また、第1実施形態と同様に、外部接続端子20,21,22,23は、平面視で、半導体回路30と重なるとともにインダクタンス回路13(薄膜回路素子40)と重ならない位置に配置されている。
第3実施形態に係る半導体回路素子300によれば、第2の絶縁膜50によりインダクタンス回路13(薄膜回路素子40)と外部接続端子20,21,22,23との電気的短絡を防止するとともに、外部接続端子20,21,22,23を半導体回路30のシールド電極として使用することができるため、外部からのノイズが半導体回路30に影響することを抑制することができ、例えば、発振回路として用いる場合には、外部からのノイズが発振周波数のノイズになる虞を低減することができる。
上述した構成の発振モジュール1によれば、第1回路部32を構成する半導体回路素子100,200,300に設けられている半導体回路30は、平面視で、薄膜回路素子40と半導体基板10の外周部10bとの間に配置されているため、半導体回路30と薄膜回路素子40とは平面視で重ならないので、半導体回路30と薄膜回路素子40との電磁的な結合が低減する。
また、第1回路部32を構成する半導体回路素子100,200,300に設けられている半導体回路30は、平面視で、薄膜回路素子40と半導体基板10の外周部との間に配置されている。換言すると、半導体回路30は、平面視で、薄膜回路素子40の外側に配置されている。このため、例えば、薄膜回路素子40が磁界を発生させる素子である場合には、一般的に、薄膜回路素子40の内側での磁束密度よりも外側での磁界密度の方が小さくなるため、半導体回路30を薄膜回路素子40の外側に配置することで、半導体回路30と薄膜回路素子40との電磁的な結合が低減する。
これらにより、第1回路部32に設けられている半導体回路30と薄膜回路素子40の電磁的な結合に起因する薄膜回路素子40の特性値の変動を減少させることができる。したがって、第1回路部32および第2回路部60によって構成される発振回路の発振ループ中に薄膜回路素子40が使用される回路であっても、薄膜回路素子40の特性値の変動によって生じる発振周波数の変動を低減することが可能な発振モジュール1を提供することができる。
[振動デバイス]
図11、図12、図13、および図14を用い、本発明に係る振動デバイスについて説明する。図11は、本発明に係る振動デバイスの概略を示す斜視図である。図12、および図13は、本発明に係る振動デバイスの概略を示し、図12は、蓋部材を省略(透視)した平面図であり、図13は、図12のC−C断面図である。図14は、振動デバイスに設けられている回路の一例を示す回路構成図である。
図11、図12、および図13に示す振動デバイス80は、振動子33と、振動子33を収納するパッケージ90と、振動子33を発振させる発振回路を構成する第1回路部32および第2回路部60と、パッケージ90との間に収納空間としての内部空間85を形成する蓋体としてのリッド84とを有している。以下、パッケージ90、振動子33、第1回路部32、第2回路部60、およびリッド84について順次詳細に説明する。
図12、および図13に示すように、基板としてのパッケージ90は、底板81と、底板81の表面81aの外周縁部に設けられている枠状の側壁82と、側壁82の上面に設けられている接合材としてのシームリング83とを有している。パッケージ90は、振動子33、第1回路部32および第2回路部60などを収納するものである。
基板としてのパッケージ90は、上面に開放する凹部87(内部空間85)を有している。凹部87の開口は、接合材としてのシームリング83を介して側壁82に接合されている蓋部材としてのリッド84によって塞がれている。そして、このリッド84により、パッケージ90の凹部87の開口が塞がれて密封された内部空間85が形成される。密封された内部空間85は、その内部圧力を所望の気圧に設定できる。例えば、内部空間85に窒素ガスを充填しての大気圧としたり、真空(通常の大気圧より低い圧力(1×105Pa〜1×10-10Pa以下(JIS Z 8126−1:1999))の気体で満たされた空間の状態)としたりすることで、より安定した振動子33の振動を継続することができる。
枠状の側壁82は、略矩形状の周状に設けられている。換言すれば、凹部87は、リッド84の載置される側の上面に開口する開口形状が略矩形状をなしている。板状の底板81と枠状の側壁82に囲まれた凹部87が、振動子33、第1回路部32および第2回路部60などを収納する内部空間(収納空間)85となる。枠状の側壁82の上面には、例えばコバール等の合金で形成されたシームリング83が設けられている。シームリング83は、蓋部材としてのリッド84と側壁82との接合材としての機能を有しており、側壁82の上面に沿って枠状(略矩形状の周状)に設けられている。
パッケージ90は、振動子33やリッド84の熱膨張係数と一致、あるいは極力近い熱膨張係数を備えた材料によって形成され、本例では、セラミックを用いている。パッケージ90は、所定の形状に成形されたグリーンシートを積層し、焼結することによって形成される。なお、グリーンシートは、例えば所定の溶液中にセラミックのパウダーを分散させ、バインダーを添加して生成される混練物がシート状に形成された物である。
パッケージ90の底部を構成する底板81の表面(内底面)81aには、PAD電極(端子電極)や配線パターンが形成されているが、図示は省略している。PAD電極(端子電極)や配線パターンは、例えば、銀・パラジウムなどの導電ペーストあるいはタングステンメタライズなどを用い、必要とされる形状を形成後に焼成を行い、その後ニッケルおよび金あるいは銀などをメッキすることによって形成される。PAD電極(端子電極)は、後述する振動子33の外部端子89、第1回路部32が構成されている半導体回路素子100,200,300、および第2回路部60を構成する電子部品に対応するように配設されている。また、底板81の外面(裏面)81bには、金属層である端子電極86などが設けられている。端子電極86は、例えば、焼成された銀・パラジウムなどの層に、ニッケルおよび金あるいは銀などをメッキすることによって形成することができる。なお、PAD電極は、パッケージ90の外面(裏面)81bの端子電極86と電気的に接続されてもよい。
振動子33は、例えばセラミックパッケージ88に図示しない振動素子を内包した表面実装型の圧電振動子である。該振動素子の内包されている内部空間は、リッドなどで封止されており、その内部圧力を所望の気圧に設定できる。例えば、内部空間に窒素ガスを充填しての大気圧としたり、真空(通常の大気圧より低い圧力(1×105Pa〜1×10-10Pa以下(JIS Z 8126−1:1999))の気体で満たされた空間の状態)としたりすることで、より安定した振動子33の振動を継続することができる。なお、本形態の振動子33は、上記の真空に設定されている。振動子33は、セラミックパッケージ88の外面に設けられた外部端子89によって、パッケージ90の表面(内底面)81aに接続され、第1回路部32および第2回路部60の少なくとも一方と電気的に接続されている。
なお、振動素子は、圧電振動片や弾性表面波素子などであり、例えばATカット、Zカット、BTカット、SCカットなどの水晶や、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム等の圧電単結晶や、ジルコン酸チタン酸鉛等の圧電セラミックスなどの圧電材料、又はシリコン半導体などを用いることができる。また、振動子33は、MEMS振動片などが内包されたMEMS振動子、もしくは、例えば加速度や角速度などの振動型のセンサー素子を内包したセンサーデバイスなどを用いることができる。
第1回路部32は、半導体回路素子100に構成されており、図14に示すように、抵抗回路26、静電容量素子27(半導体回路30)、レギュレーター35、およびインダクタンス回路13(薄膜回路素子40)を含んでいる。なお、第1回路部32の構成などについては、前述の発振モジュール1(図7参照)と同様であるので、その説明は省略する。半導体回路素子100は、半導体基板10(図6参照)の四隅の内側に一つずつ設けられている外部接続端子20,21,22,23によって、パッケージ90の底部を構成する底板81の表面(内底面)81aに設けられているPAD電極(不図示)と、接続されている。
図14に示すように、第2回路部60は、トランジスター61、抵抗素子62,63、および静電容量素子64を少なくとも備え、それぞれの素子(部材)を、パッケージ90の底部を構成する底板81の表面(内底面)81a上にディスクリートで配設したディスクリート回路で構成されている。そして、第2回路部60をディスクリート回路で構成するトランジスター61、抵抗素子62,63、および静電容量素子64と、前述した第1回路部32を構成する半導体回路素子100の集積化された半導体回路30(図7参照)および薄膜回路素子40とにより、例えばコルビッツ型発振回路などの発振回路が構成され、例えば圧電振動片や弾性表面波素子などの振動素子を含む振動子33と接続することができる。このように、コルビッツ型発振回路を、集積化された第1回路部32、およびディスクリート回路で構成された第2回路部60を用いて構成することができ、多様な回路構成を容易に実現することができる。
リッド84は、板状の部材であり、パッケージ90の上面側に開放する凹部87の開口を塞ぎ、凹部87の開口の周囲を、例えばシーム溶接法などを用いて接合されている。本例のリッド84は、板状であるため、形成が行い易く、さらには形状の安定性にも優れる。また、本例のリッド84には、コバールの板材が用いられている。リッド84にコバールの板を用いることで封止の際に、コバールで形成されているシームリング83とリッド84とが同じ溶融状態で溶融され、さらには合金化もされ易いため封止を容易に、且つ確実に行うことができる。なお、リッド84には、コバールに換えて他の材料の板材を用いてもよく、例えば、42アロイ、ステンレス鋼などの金属材料、またはパッケージ90の側壁82と同材料などを用いることができる。
振動デバイス80には、前述した発振モジュール1と同様な構成の第1回路部32(半導体回路素子100)が用いられていることにより、第1回路部32に設けられている半導体回路30(図7参照)と薄膜回路素子40(図7参照)の電磁的な結合に起因する薄膜回路素子40の特性値の変動を減少させることができる。したがって、第1回路部32および第2回路部60によって構成される発振回路の発振ループ中に薄膜回路素子40が使用される回路であっても、薄膜回路素子40の特性値の変動によって生じる振動子33の発振周波数の変動を低減することが可能な振動デバイス80を提供することができる。
また、ディスクリート回路で構成する第2回路部60と、集積化された半導体回路30(図7参照)による半導体回路素子100の第1回路部32とにより、例えばコルビッツ型発振回路などの発振回路が構成され、例えば圧電振動片や弾性表面波素子などの振動素子を含む振動子33と接続された一体型の振動デバイス80とすることができる。このように、例えばコルビッツ型発振回路の発振回路を、集積化された第1回路部32、およびディスクリート回路で構成された第2回路部60を用いて構成することができ、多様な回路構成を容易に実現することができる。
本発明に係る構成は、他の振動デバイスとして、例えば、シンプルな水晶発振器SPXO(Simple Packaged X'tal Oscillator)、温度補償型水晶発振器TCXO(Temperature Compensated X'tal Oscillator)、電圧コントロール型水晶発振器VCXO(Voltage Controlled X'tal Oscillator)、温度制御型水晶発振器OCXO(Oven Controlled Xtal Oscillator )などの水晶発振器にも適用することができる。
また、振動デバイスとして、例えば、加速度センサー、角速度センサー、圧力センサー(気圧センサー)などのセンシングデバイスとしても適用することができる。
また、上述による振動デバイス80は、セラミックを用いたパッケージに、第2回路部60と第1回路部32と振動子33とを収納する構成で説明したが、これに限らない。例えば金属性のベースとキャップとで収納空間を形成し、その収納空間内に第2回路部60と第1回路部32と振動子33とを収納する構成、もしくは、回路基板上に第2回路部60および第1回路部32と振動子33とを接続し、その外周を被覆材で覆う構成などであってもよい。
[電子機器]
次いで、本発明の一実施形態に係る発振モジュール1、および振動デバイス80を適用した電子機器について、図15〜図17に基づき、詳細に説明する。なお、説明では、発振モジュール1(半導体回路素子100)を適用した例を示している。
図15は、本発明の一実施形態に係る発振モジュール1(半導体回路素子100)を備える電子機器としてのモバイル型(又はノート型)のパーソナルコンピューターの構成の概略を示す斜視図である。この図において、パーソナルコンピューター1100は、キーボード1102を備えた本体部1104と、表示部1108を備えた表示ユニット1106とにより構成され、表示ユニット1106は、本体部1104に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。このようなパーソナルコンピューター1100には、発振モジュール1(半導体回路素子100)が内蔵されている。
図16は、本発明の一実施形態に係る発振モジュール1(半導体回路素子100)を備える電子機器としての携帯電話機(PHSも含む)の構成の概略を示す斜視図である。この図において、携帯電話機1200は、複数の操作ボタン1202、受話口1204および送話口1206を備え、操作ボタン1202と受話口1204との間には、表示部1208が配置されている。このような携帯電話機1200には、発振モジュール1(半導体回路素子100)が内蔵されている。
図17は、本発明の一実施形態に係る発振モジュール1(半導体回路素子100)を備える電子機器としてのデジタルスチールカメラの構成の概略を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。ここで、従来のフィルムカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、デジタルスチールカメラ1300は、被写体の光像をCCD(Charge Coupled Device)等の撮像素子により光電変換して撮像信号(画像信号)を生成する。
デジタルスチールカメラ1300におけるケース(ボディー)1302の背面には、表示部1310が設けられ、CCDによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、表示部1310は、被写体を電子画像として表示するファインダーとして機能する。また、ケース1302の正面側(図中裏面側)には、光学レンズ(撮像光学系)やCCD等を含む受光ユニット1304が設けられている。
撮影者が表示部1310に表示された被写体像を確認し、シャッターボタン1306を押下すると、その時点におけるCCDの撮像信号が、メモリー1308に転送、格納される。また、このデジタルスチールカメラ1300においては、ケース1302の側面に、ビデオ信号出力端子1312と、データ通信用の入出力端子1314とが設けられている。そして、図示されるように、ビデオ信号出力端子1312にはテレビモニター1430が、データ通信用の入出力端子1314にはパーソナルコンピューター1440が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、メモリー1308に格納された撮像信号が、テレビモニター1430や、パーソナルコンピューター1440に出力される構成になっている。このようなデジタルスチールカメラ1300には、発振モジュール1(半導体回路素子100)が内蔵されている。
なお、本発明の一実施形態に係る発振モジュール1(半導体回路素子100)は、図15のパーソナルコンピューター(モバイル型パーソナルコンピューター)、図16の携帯電話機、図17のデジタルスチールカメラの他にも、以下のような電子機器に適用することができる。発振モジュール1(半導体回路素子100)は、例えば、インクジェット式吐出装置(例えばインクジェットプリンター)、ラップトップ型パーソナルコンピューター、タブレット型パーソナルコンピューター、ルーターやスイッチなどのストレージエリアネットワーク機器、ローカルエリアネットワーク機器、移動体端末基地局用機器、テレビ、ビデオカメラ、ビデオレコーダー、カーナビゲーション装置、リアルタイムクロック装置、ページャー、電子手帳(通信機能付も含む)、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、POS端末、医療機器(例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡)、魚群探知機、各種測定機器、計器類(例えば、車両、航空機、船舶の計器類)、フライトシミュレーター、ヘッドマウントディスプレイ、モーショントレース、モーショントラッキング、モーションコントローラー、PDR(歩行者位置方位計測)等の電子機器に適用することができる。
[移動体]
本発明の一実施形態に係る発振モジュール1、および振動デバイス80を適用した移動体について、図18を参照して説明する。図18は移動体の一例としての自動車を概略的に示す斜視図である。なお、本説明では、発振モジュール1(半導体回路素子100)を適用した例を示している。
図18に示すように、自動車506には本発明に係る発振モジュール1(半導体回路素子100)が搭載されている。例えば、同図に示すように、移動体としての自動車506には、半導体回路素子100を内蔵してタイヤ509などを制御する電子制御ユニット508が車体507に搭載されている。また、発振モジュール1(半導体回路素子100)は、他にもキーレスエントリー、イモビライザー、カーナビゲーションシステム、カーエアコン、アンチロックブレーキシステム(ABS)、エアバック、タイヤ・プレッシャー・モニタリング・システム(TPMS:Tire Pressure Monitoring System)、エンジンコントロール、ブレーキシステム、ハイブリッド自動車や電気自動車の電池モニター、車体姿勢制御システム、等の電子制御ユニット(ECU:electronic control unit)に広く適用できる。
1…発振モジュール、5…基板としての回路基板、5a…回路基板の実装面(一方の面(表面))、8…接続端子、10…半導体基板、10a…半導体基板の主面、10b…半導体基板の外周部、11…第1の絶縁膜、11a…第1の絶縁膜の反対面、12…絶縁部、13…インダクタンス回路、13a,13b…第1引出配線、14…貫通電極、15,15a,16…第2引出配線、16a…第3引出配線、17…ランド電極、18…貫通電極、19…ランド電極、20,21,22,23…外部接続端子、24…ソルダーレジスト、25…近傍領域、26…抵抗回路、27…静電容量素子、28,29…ランド電極、30…半導体回路、32…第1回路部、33…振動子、34…抵抗素子、35…レギュレーター、40…薄膜回路素子、50…第2の絶縁膜、51,53…第2の貫通電極、52,54…ランド電極、60…第2回路部、61…トランジスター、62,63…抵抗素子、64…静電容量素子、80…振動デバイス、100…第1実施形態に係る半導体回路素子、200…第2実施形態に係る半導体回路素子、300…第3実施形態に係る半導体回路素子、506…移動体としての自動車、1100…電子機器としてのモバイル型のパーソナルコンピューター、1200…電子機器としての携帯電話機、1300…電子機器としてのデジタルスチールカメラ。

Claims (15)

  1. 基板と、
    前記基板に接続されている第1回路部と、
    前記基板に接続されている第2回路部と、を備え、
    前記第1回路部は、
    半導体基板の主面に設けられている半導体回路と、
    前記半導体基板の前記主面側に配置され、導電性の薄膜を有する薄膜回路素子と、を有し、
    前記薄膜回路素子はインダクタンス回路を含み、
    平面視で、前記半導体基板および前記インダクタンス回路はそれぞれ矩形形状であるとともに、前記インダクタンス回路の辺が前記半導体基板の辺に対して斜めになるように配置されており、
    前記半導体回路は、平面視で、前記薄膜回路素子と前記半導体基板の外周部との間に設けられていることを特徴とする発振モジュール。
  2. 前記第1回路部は、前記主面および前記半導体回路と重なるように設けられている第1の絶縁膜を備え、
    前記薄膜回路素子は、前記第1の絶縁膜の前記主面および前記半導体回路の少なくとも一方と接する面の反対面に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の発振モジュール。
  3. 前記第1回路部は、
    平面視で、前記半導体回路と重なるとともに前記薄膜回路素子と重ならない位置であり、かつ前記第1の絶縁膜上に配置されている外部接続端子を有し、
    前記外部接続端子を介して前記基板に接続されていることを特徴とする請求項2に記載の発振モジュール。
  4. 前記第1回路部は、
    少なくとも前記薄膜回路素子を覆う第2の絶縁膜を有し、
    平面視で、前記半導体回路と重なるとともに前記薄膜回路素子と重ならない位置であり、かつ前記第2の絶縁膜上に配置されている外部接続端子を有し、
    前記外部接続端子を介して前記基板に接続されていることを特徴とする請求項2に記載の発振モジュール。
  5. 平面視で、前記薄膜回路素子と前記半導体基板の第1の隅部との間に配置されている第1の外部接続端子と、
    平面視で、前記薄膜回路素子と前記半導体基板の第2の隅部との間に配置されている第2の外部接続端子と、
    平面視で、前記薄膜回路素子と前記半導体基板の第3の隅部との間に配置されている第3の外部接続端子と、
    平面視で、前記薄膜回路素子と前記半導体基板の第4の隅部との間に配置されている第4の外部接続端子と、を備えることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の発振モジュール。
  6. 前記半導体回路は、静電容量素子を含んでいることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか一項に記載の発振モジュール。
  7. 前記インダクタンス回路は、平面視で、渦巻き状に配置された配線であることを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか一項に記載の発振モジュール。
  8. 前記半導体回路は、前記インダクタンス回路に電気的に接続されている抵抗回路を含んでいることを特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれか一項に記載の発振モジュール。
  9. 前記抵抗回路は、抵抗値が可変に制御可能であることを特徴とする請求項8に記載の発振モジュール。
  10. 前記第2回路部は、前記インダクタンス回路に電気的に接続されている抵抗素子、容量素子、および増幅器を含んでいることを特徴とする請求項1ないし請求項9のいずれか一項に記載の発振モジュール。
  11. 前記第1回路部および前記第2回路部は、少なくともコルビッツ型発振回路を含んでいることを特徴とする請求項1ないし請求項10のいずれか一項に記載の発振モジュール。
  12. 基板と、
    前記基板に接続されている第1回路部と、
    前記基板に接続されている第2回路部と、
    前記第1回路部および前記第2回路部の少なくとも一方に接続されている振動素子と、を備え、
    前記第1回路部は、
    半導体基板の主面に設けられている半導体回路と、
    前記半導体基板の前記主面側に配置され、導電性の薄膜を有する薄膜回路素子と、を有し、
    前記薄膜回路素子はインダクタンス回路を含み、
    平面視で、前記半導体基板および前記インダクタンス回路はそれぞれ矩形形状であるとともに、前記インダクタンス回路の辺が前記半導体基板の辺に対して斜めになるように配置されており、
    前記半導体回路は、平面視で、前記薄膜回路素子と前記第1回路部の外周部との間に設けられていることを特徴とする振動デバイス。
  13. 前記第1回路部および前記第2回路部は、少なくともコルビッツ型発振回路を含んでいることを特徴とする請求項12に記載の振動デバイス。
  14. 請求項1ないし請求項11のいずれか一項に記載の発振モジュールを備えていることを特徴とする電子機器。
  15. 請求項1ないし請求項11のいずれか一項に記載の発振モジュールを備えていることを特徴とする移動体。
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