JPH11163670A - 圧電デバイス - Google Patents
圧電デバイスInfo
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- JPH11163670A JPH11163670A JP33062197A JP33062197A JPH11163670A JP H11163670 A JPH11163670 A JP H11163670A JP 33062197 A JP33062197 A JP 33062197A JP 33062197 A JP33062197 A JP 33062197A JP H11163670 A JPH11163670 A JP H11163670A
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- piezoelectric
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- Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Abstract
内蔵した圧電デバイスにおいて、気密性の高い安価な小
型薄型の圧電デバイスを提供する。 【解決手段】半導体集積回路と圧電振動子とをパッケー
ジに内蔵した圧電デバイスにおいて、絶縁基板で形成さ
れたベースのマウント部、支持部の一部、及びベースの
上面部が、少なくとも2層以上の金属層でメタライズさ
れている構造を有する表面実装タイプの圧電デバイス。
Description
圧電振動子とをパッケージに内蔵した圧電デバイスに関
する。
イブ)、モバイルコンピュータ、あるいはICカード等
の小型の情報機器や、携帯電話や自動車電話等の移動体
通信機器において装置の小型薄型化がめざましく、それ
らに用いられる圧電発振器やリアルタイムクロックモジ
ュール等の圧電デバイスも小型薄型化が要求されてい
る。又、それとともに、装置の回路基板に両面実装が可
能な表面実装タイプのデバイスが求められている。
電振動子にATカット水晶振動子を用いた図8(a)、
8(b)の構造図で示される圧電発振器を用いて説明す
る。
の構成において、発振回路を有するICチップ101
は、セラミック絶縁基板で形成されたベース102の底
面に導電性接着剤等により接着固定され、Auワイヤー
ボンディング線103により、ベース102の底面外周
部にW(タングステン)あるいはMo(モリブデン)等
の金属でメタライズされ、Niメッキ及びAuメッキが
された入出力用電極104等に電気的に接続されてい
る。又、矩形タイプのATカット水晶振動子105が、
ベース102のマウント部106に導電性接着剤等で電
気的に接続され固定されている。そして、N2(窒素)
雰囲気あるいは真空雰囲気に内部を保ち、ベース102
の最上部のメッキ層と、金属製のリッド107とをリッ
ド107に形成された半田等の金属クラッド材を高温に
て溶融させて接合し気密に封止している。
発振器は、図8(a)に示すようにATカット水晶振動
子105の先端部をマウントする際に支持する支持部1
08を有している。この支持部108がベース102の
長手方向のスペースをある程度必要とするため、圧電発
振器のパッケージの長手寸法が大きくなるという課題を
有している。
は、700℃〜800℃)でクラッド材を溶融する際、
金属製のリッドが熱変形してしまい安定した気密封止が
行えないという課題も有している。
解決するためになされたものであり、その目的とすると
ころは小型薄型サイズで厚み1mm以下の圧電デバイス
を安価に提供することである。
半導体集積回路と圧電振動子とをパッケージに内蔵した
圧電デバイスにおいて、絶縁基板で形成されたベースの
圧電振動子をマウントするマウント部の電極が、少なく
とも2層以上の金属層でメタライズされていることを特
徴とする。
圧電振動子とをパッケージに内蔵した圧電デバイスにお
いて、絶縁基板で形成されたベースが圧電振動子の先端
部の左右の端を支持する支持部を有することを特徴とす
る。
て、絶縁基板で形成されたベースの支持部の一部が、少
なくとも2層以上の金属層でメタライズされていること
を特徴とする。
圧電振動子とをパッケージに内蔵した圧電デバイスにお
いて、絶縁基板で形成されたベースの上面部の開口側縁
部が段差を有することを特徴とする。
て、段差が金属層でメタライズされていることを特徴と
する。
て、絶縁基板で形成されたベースの上面部が少なくとも
2層以上の金属層でメタライズされていることを特徴と
する。
おいて、開口側縁部が1層の金属層でメタライズされ、
開口側縁部以外の上面部が少なくとも2層以上の金属層
でメタライズされ段差が形成されていることを特徴とす
る。
て、金属層でメタライズされた段差部分が0.1mm〜
0.2mmの範囲であることを特徴とする。
6において、マウント部の電極、支持部及び上面部の2
層の金属層が、それぞれ同じ厚みで形成されていること
を特徴とする。
て、2層の金属層の下側第一層厚みが10〜20μmの
範囲であり、上側第二層厚みが10〜30μmの範囲で
あることを特徴とする。
形態を、圧電振動子にATカット水晶振動子を用いた、
水晶発振器を例として図面に基づいて説明する。
4、5、6、7、8、9及び10記載の発明に係わる表
面実装タイプの水晶発振器の構造図である。
図に示すように、積層タイプのセラミック絶縁基板で形
成されたベース1に、半導体集積回路(ICチップ:以
下ICチップと記す)2と接続するための電極パターン
3が、W(タングステン)あるいはMo(モリブデン)
等の金属配線材料で印刷等によりメタライズされてい
る。そしてその上にNiメッキ及びAuメッキ等が施さ
れている。
の金属のバンプ4が形成され、フリップチップボンディ
ング工法によりベース1に形成された電極パターン3と
接続されている。このフリップチップボンディング工法
には、種々の加工法があるが、本実施例で用いている工
法は導電性接着剤5を用いた加工方法である。そして更
にアンダーフィル材を用いて接続の信頼性を上げてい
る。
7を、ベース1に設けられたマウント部8に導電性接着
剤9で接続固定されている。
振動子6の先端部の左右コーナー部を支持する支持部1
0が形成されている。
をマウントする際に支持していたのを、本発明では支持
部10によりATカット水晶振動子6の先端部の左右の
端の部分を支持しているのが特徴である。
カット水晶振動子6の先端部をマウントする際に支持す
る、支持部の長手方向スペ−スを最小限に設定でき、よ
り小型の水晶発振器を提供できるという効果を有する。
1に位置合わせして固定し、Pb−Sn系半田あるいは
銀ロウ等の金属のロウ材12を溶かして封止する。
ベルト炉あるいはバッチ式の封止炉等で行われる。又、
銀ロウの場合は、電子ビーム封止装置やレーザー封止装
置等で行われるのが一般的である。
予め半田がクラッド加工されたものを用いている。
ジの水晶発振器13が完成する。
構造について詳細に説明する。
部10には、少なくとも2層のW(タングステン)の金
属配線材料がメタライズされている。
は、10〜15μm程度であり、第二層22のメタライ
ズの厚みは20〜30μm程度に設定している。第一層
21のメタライズは、ベース1を製造する際にICチッ
プ2との接合用の電極パターン3と同じ厚みに形成して
いるため、この電極パターン3の最適な厚みにより、そ
のメタライズの厚みが決定されている。
Auメッキが施されている。
タライズ部の表面に導電性接着剤9が塗布され、ATカ
ット水晶振動子6は、ATカット水晶振動子6の先端部
が下側に傾かないように、支持部10のメタライズ部で
支持され、マウント装置によりATカット水晶振動子6
の接続部7が適度な荷重で加圧され位置決めされ、その
後乾燥炉等で導電性接着剤9が硬化され、接続固定が完
了する。
20〜40μm程度となるようにその塗布量が設定され
ている。又、導電性接着剤9はATカット水晶振動子6
をマウントする前にマウント部8に塗布されている。こ
のようにすることにより、左右のマウント部8への塗布
量が均一となり、 ATカット水晶振動子6への接合力
等の作用もバランスが良くなる。
を少なくとも2層の金属層でメタライズすることによ
り、 ATカット水晶振動子6とICチップ2との隙間
を約50〜90μmと必要最小限の間隔に設定できる。
5、0.30、0.35mmと50μm間隔で標準化さ
れているセラミック基板シートの、厚みにより限定され
てしまうパッケージの厚みを自由にコントロールでき、
圧電発振器の厚みをより薄くするという効果を有する。
止構造について詳細に説明する。
にはマウント部8及び支持部10と同様に、少なくとも
2層のW(タングステン)の金属配線材料がメタライズ
されている。
は、10〜15μm程度であり、第二層22のメタライ
ズの厚みは20〜30μm程度であり、それぞれマウン
ト部8及び支持部10の厚みと同じ厚みに設定されてい
る。このように、同じ厚みに設定することによりベース
1を製造する工程で、 W(タングステン)の金属配線
材料の印刷が同条件で行うことができ、工程管理や品質
管理が非常に簡潔になる。
周囲縁部で段差32が形成されている。この段差32
は、第一層21と第二層22のメタライズにより形成さ
れ、その表面にNiメッキ及びAuメッキ等が施されて
いる。ここで、段差32は全周0.1mm〜0.2mm
の範囲で形成されるのが望ましい。更に、この寸法はベ
ース1の上面部31の幅寸法の約1/2の割合となるよ
うに形成されている。本実施例では、上面部31の幅寸
法0.35mmに対して、段差32の寸法は約0.15
mmと設定している。
1を接合する際の変形図を示す。
前後のFe−Co系の金属板に、Pb−Sn系半田材や
銀ロウ材等を、その金属板表面にクラッド加工したもの
を用いている。
際の高温負荷により、リッド11にはクラッド面を下に
して凹状に反りが発生する。これは、線膨張係数の異な
る異種の金属を貼り合わせたことにより、リッド11が
収縮する際に熱変形が発生するためである。
に行うのは難しく、リーク不良を発生するなどの課題を
有している。
ド11と接合するベース1の上面部に、段差32を有す
る少なくとも2層のメタライズを施すことにより、ベー
ス1の開口部の周囲縁部とリッド11が接触し、段差3
2との間に溶融した半田等が安定したフィレットを形成
できるようにしている。
に熱が集中してかかるように設定することにより、強固
な気密封止が確実に行える。
示す。
封止である。リッド11及びベース1の外形を位置決め
し、ベース1の裏面に適当な荷重33を付加して、ベル
ト炉あるいは封止炉等で加熱しロウ材を接合面に均一に
溶融する。その後冷却して固体化させることにより強固
な気密封止が安価に行える。
る。ベース1及びリッド11を位置決めし、リッド11
の外周部を押え込んで、電子ビームあるいはレーザー等
をリッドの表面の微小部分に照射して、銀ロウに熱を伝
導してロウ材を溶融する。同様にその後冷却して固体化
させることにより強固な気密封止が安価に行える。
明については、圧電振動子のみを内蔵する水晶振動子や
SAW共振子等の圧電デバイスにも同様に適用できる。
発明の他の実施例である。ICチップ2とATカット水
晶振動子6が、平行に配置された構造の例である。ここ
で、 ATカット水晶振動子6の支持部10は、ベース
1の中間部に突起状のボスで形成されている。
器はより薄い構造にすることができる。
が高く、かつ安価な構成部品を用いることにより、横3
〜4.5mm、幅2.5mm、厚さ0.7mm〜0.9
mmという小型薄型の圧電発振器が安価に得られる。
絶縁基板で形成されたベースのマウント部及び支持部の
一部が、少なくとも2層以上の金属層でメタライズされ
ていることにより、圧電発振器のパッケージの厚さを精
度良く設計でき、又、支持部で圧電振動子の左右の端を
支持することにより、長手方向のスペースも最小限に設
計でき、小型薄型の圧電デバイスを安価に提供できると
いう効果を有する。
れば、絶縁基板で形成されたベースの上面部の開口側縁
部に段差を設けることにより、ベースの開口部の周囲縁
部とリッドが接触し、段差との間に溶融した半田等が安
定したフィレットを形成できるようにしている。これに
より、気密封止が確実に行え高品質の圧電発振器が得ら
れるという効果を有する。
ぞれマウント部、支持部及び上面部のメタライズ層を、
同じ厚みに設定することにより、ベースを製造する工程
で、W(タングステン)等の金属配線材料の印刷が同条
件で行うことができ、工程管理や品質管理が非常に簡潔
になり、歩留まりの良いセラミックベースが製造でき
る。これにより高品質の圧電デバイスが得られるという
効果を有する。
面図。(b)は、正面図。
の拡大図。
図。
図。
図。(b)は、正面図。
図。(b)は、正面図。
Claims (10)
- 【請求項1】半導体集積回路と圧電振動子とをパッケー
ジに内蔵した圧電デバイスにおいて、絶縁基板で形成さ
れたベースの前記圧電振動子をマウントするマウント部
の電極が、少なくとも2層以上の金属層でメタライズさ
れていることを特徴とする圧電デバイス。 - 【請求項2】半導体集積回路と圧電振動子とをパッケー
ジに内蔵した圧電デバイスにおいて、絶縁基板で形成さ
れたベースが前記圧電振動子の先端部の左右の端を支持
する支持部を有することを特徴とする圧電デバイス。 - 【請求項3】半導体集積回路と圧電振動子とをパッケー
ジに内蔵した圧電デバイスにおいて、絶縁基板で形成さ
れたベースの前記支持部の一部が、少なくとも2層以上
の金属層でメタライズされていることを特徴とする請求
項2記載の圧電デバイス。 - 【請求項4】半導体集積回路と圧電振動子とをパッケー
ジに内蔵した圧電デバイスにおいて、絶縁基板で形成さ
れたベースの上面部の開口側縁部が段差を有することを
特徴とする圧電デバイス。 - 【請求項5】半導体集積回路と圧電振動子とをパッケー
ジに内蔵した圧電デバイスにおいて、前記段差が金属層
でメタライズされていることを特徴とする請求項4記載
の圧電デバイス。 - 【請求項6】半導体集積回路と圧電振動子とをパッケー
ジに内蔵した圧電デバイスにおいて、絶縁基板で形成さ
れたベースの上面部が少なくとも2層以上の金属層でメ
タライズされていることを特徴とする請求項5記載の圧
電デバイス。 - 【請求項7】半導体集積回路と圧電振動子とをパッケー
ジに内蔵した圧電デバイスにおいて、前記開口側縁部が
1層の金属層でメタライズされ、前記開口側縁部以外の
前記上面部が少なくとも2層以上の金属層でメタライズ
され段差が形成されていることを特徴とする請求項5又
は6記載の圧電デバイス。 - 【請求項8】半導体集積回路と圧電振動子とをパッケー
ジに内蔵した圧電デバイスにおいて、金属層でメタライ
ズされた段差部分が0.1mm〜0.2mmの範囲であ
ることを特徴とする請求項7記載の圧電デバイス。 - 【請求項9】半導体集積回路と圧電振動子とをパッケー
ジに内蔵した圧電デバイスにおいて、前記マウント部の
電極、前記支持部及び前記上面部の2層の金属層が、そ
れぞれ同じ厚みで形成されていることを特徴とする請求
項1、3又は6記載の圧電デバイス。 - 【請求項10】半導体集積回路と圧電振動子とをパッケ
ージに内蔵した圧電デバイスにおいて、2層の金属層の
下側第一層厚みが10〜20μmの範囲であり、上側第
二層厚みが10〜30μmの範囲であることを特徴とす
る請求項9記載の圧電デバイス。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33062197A JPH11163670A (ja) | 1997-12-01 | 1997-12-01 | 圧電デバイス |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33062197A JPH11163670A (ja) | 1997-12-01 | 1997-12-01 | 圧電デバイス |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11163670A true JPH11163670A (ja) | 1999-06-18 |
Family
ID=18234717
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP33062197A Withdrawn JPH11163670A (ja) | 1997-12-01 | 1997-12-01 | 圧電デバイス |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11163670A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100679958B1 (ko) * | 1999-08-11 | 2007-02-08 | 후지쓰 메디아 데바이스 가부시키가이샤 | 탄성표면파 장치 |
JP2009135574A (ja) * | 2007-11-28 | 2009-06-18 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | 表面実装用の水晶発振器 |
-
1997
- 1997-12-01 JP JP33062197A patent/JPH11163670A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100679958B1 (ko) * | 1999-08-11 | 2007-02-08 | 후지쓰 메디아 데바이스 가부시키가이샤 | 탄성표면파 장치 |
JP2009135574A (ja) * | 2007-11-28 | 2009-06-18 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | 表面実装用の水晶発振器 |
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Legal Events
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A131 | Notification of reasons for refusal |
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A761 | Written withdrawal of application |
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