KR100910781B1 - 압전 발진기 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 발진 회로나 온도 보상 회로를 구성하는 전자 부품을 탑재하는 배선 기판의 상부에, 기둥 부재를 사용하여 패키지화된 압전 진동자를 고정한 구성을 구비한 압전 발진기에 있어서, 기둥 부재의 치수 불균일이나 리플로 시에서의 기둥 부재 탑재 미스 등을 제거하여, 신뢰성이 높고 작업 효율이 우수한 압전 발진기를 제공하는 것을 목적으로 한다. 상면의 랜드 상에 발진 회로 및 온도 보상 회로를 구성하는 복수의 전자 부품을 탑재하는 동시에 외부 전극을 구비한 배선 기판과, 상기 배선 기판 상면에 고정한 기둥 부재를 통해 소정의 갭을 두고 고정된 압전 진동자를 구비한 압전 발진기이다. 또, 기둥 부재의 바닥부 전극을 배선 기판의 상면에 형성한 기둥 부재 고정용 패턴에 전기적 기계적으로 고정하고, 기둥 부재의 상부 전극을 압전 진동자의 바닥면 전극과 전기적 기계적으로 고정하고 있다.

발진 회로, 배선 기판, 압전 발진기, 압전 진동자, 기둥 부재

Description

압전 발진기 및 그 제조 방법 {PIEZOELECTRIC OSCILLATOR AND ITS MANUFACTURING METHOD}

본 발명은 압전 발진기의 구조 및 제조 방법에 관한 것이며, 특히 발진 회로나 온도 보상 회로를 구성하는 회로 소자의 상부에 패키지화된 압전 진동자를 고정한 구조의 압전 발진기에 관한 것이다.

휴대 전화기 등의 이동체 통신 기기의 보급에 따른 저가격화 및 소형화의 급격한 진전에 의해, 이들 통신 기기에 사용되는 수정 발진기 등의 압전 발진기에 대해서도 저가격화, 소형화 및 박형화의 요청이 높아지고 있다. 이와 같은 요청에 대해서는 수정 진동자를 패키지화할 뿐만 아니라, 주파수 조정 회로, 주파수 온도 보상 회로 등을 포함하는 발진 회로를 집적화, IC화하여 부품 개수를 삭감하고 있다.

도 11 (a)는 종래의 압전 발진기의 일례로서의 수정 발진기의 외관 구조를 나타내는 분해 사시도, (b)는 그 종단면도이다.

이 수정 발진기(1)는 세라믹 적층제로 이루어지는 하부 패키지(2)의 상면(외부 프레임 상면)에 수정 진동자(11)를 탑재하여 일체화한 구성을 구비하고 있다.

하부 패키지(2)는 그 외주에 따라 외부 프레임(3)을 설치하고 있으며, 외부 프레임(3) 내의 오목 함몰부(4) 내측 바닥면 상에는 IC(6)를 땜납 등의 바인더(5)에 의해 고정하고, IC(6)의 상면에 형성한 전극(6a)과 오목 함몰부 내측 바닥면 상의 본딩 패드(7) 사이는 본딩 와이어(8)에 의해 접속된다. 그리고, IC의 바닥면에 전극을 형성하는 경우에는 이 IC측 전극과, 본딩 패드(7) 사이를 볼 본딩에 의해 접속하여, 플립 칩 실장(實裝)하는 것도 있다. 하부 패키지(2)의 외측 바닥면에는 표면 실장용의 외부 전극(9)을 형성하고, 외부 전극(9)은 도시하지 않은 도체에 의해 본딩 패드(7) 등과 도통하도록 접속되어 있다. 외부 프레임(3)의 상면에는 본딩 패드(7)를 통해 외부 전극 (9)과 도통한 상면 전극(10)을 배치한다. 또, 오목 함몰부(4) 내에는 필요에 따라 절연 수지를 충전함으로써, IC(6)를 수지 내에 매설하는 것도 있다.

수정 진동자(11)는 세라믹 적층체로 이루어지는 패키지 본체(12)의 오목 함몰부(13) 내에 수정 진동 소자(14)를 탑재한 뒤에, 오목 함몰부(13)를 금속 덮개(15)에 의해 기밀 밀봉한 구성을 구비하고 있다. 패키지 본체(12)의 외측 바닥면에는 외부 전극(16)을 형성하고, 이 외부 전극(16)을 도전성 접착제 등의 바인더에 의해 하부 패키지(2)의 상면 전극(10)과 접속 고정한다. 이에 따라, 하부 패키지의(2)의 오목 함몰부(4)가 수정 진동자(11)에 의해 폐지(閉止)된다.

이 수정 발진기(1)는 수정 진동자(11)를 제외하고, 발진 회로, 온도 보상 회로를 구성하는 회로 소자를 모두 1칩의 IC(6)에 집적화함으로써 실현할 수 있었던 것이다.

그러나, 상기 회로 소자를 1칩 IC화한 고가의 IC(6)를 사용하여 압전 발진기 를 제조하기 위해서는 압전 발진기(1) 자체의 양산 개수를 어느 정도 예상할 수 있는 것이 전제가 되며, 양산을 예상할 수 없는 한, 저비용화를 도모하는 것은 곤란하다. 따라서, 예를 들면 다품종 소량 생산되는 발진기에서 이 종류의 고가 IC(6)를 사용하는 것에는 비용적인 이유로 무리가 있기 때문에, IC(6)를 대신하여 상기 각 회로를 구성하는 트랜지스터, 저항, 콘덴서 등의 회로 소자를 개개의 칩부품으로서 하부 패키지(2)의 오목 함몰부(4) 내에 탑재할 필요가 있다.

비록, 이와 같이 칩 부품화된 회로 소자를 도 11에 나타낸 하부 패키지(2)의 오목 함몰부(4) 내에 탑재한다고 하면, 오목 함몰부 내 바닥면에 형성한 복수의 랜드[보딩 패드(7)를 대신하여 형성됨] 상에 각 칩부품을 크림 땜납을 사용한 리플로방식에 의해 실장(實裝) 할 필요가 있다. 통상, 크림 땜납을 랜드 상에 도포하는 작업은 실크 스크린(마스크)을 사용한 스크린 인쇄에 의해 실시되지만, 하부 패키지(2)와 같이 랜드 형성면의 외주에 외부 프레임(3)으로 이루어지는 단차가 존재하는 경우에는, 스크린 인쇄 기법을 사용하는 것이 불가능하다. 이 때문에, 스크린 인쇄 기법을 병용한 배치(batch) 처리에 의해 생산성을 높이는 것은 곤란하게 되어, 크림 땜납을 각 랜드마다 디스펜서에 의해 도포하는 작업을 실시하지 않을 수 없어 칩부품을 사용한 경우라도 고비용이 되지 않을 수 없었다.

이 때문에, 칩부품을 사용하여 압전 발진기를 구성하는 경우에는, 도 12에 나타낸 바와 같이. 상면에 랜드를 구비한 광(廣)면적의 배선 기판(20) 상의 각 랜드 상에 칩부품(21)과, 수정 진동자(22)를 리플로 방식에 의해 실장하는 구성을 채용하지 않을 수 없었다. 이 타입의 압전 발진기에서는, 단차를 갖지 않은 플랫 배선 기판(20) 상의 랜드에 대하여 스크린 인쇄를 실행하는 것이 가능하기 때문에, 복수의 배선 기판을 종횡으로 연결한 대면적의 배선 기판 모재를 이용한 배치 처리가 가능하다.

그러나, 이 압전 발진기는 모든 부품(21, 22)을 평탄한 배선 기판(20) 상에 탑재하고 있기 때문에, 압전 발진기를 도시하지 않은 프린트 기판 상에 실장할 때의 점유 면적이 넓어지지 않을 수 없어, 프린트 기판 상의 탑재 부품의 고밀도 실장화라는 요청에 반하는 결과를 초래하다.

본 발명이 해결하려고 하는 과제는 발진 회로나 온도 보상 회로를 구성하는 전자 부품을 탑재하는 패키지 부분의 상부에 패키지화된 압전 진동자를 고정한 구성을 구비한 압전 발진기에 있어서, 전자 부품을 탑재하는 배선 기판으로서 평판 형상의 기판을 채용함으로써 배선 기판 상의 랜드상에 크림 땜납을 스크린 인쇄하는 것을 가능하게 하여 배치 처리에 의한 양산화에 대응하면서, 패키지화된 수정 진동자를 배선 기판의 상방에 입체적으로 배치함으로써 점유 면적의 절감을 도모한 압전 발진기를 제공하는 것에 있다.

또, 배선 기판과 수정 진동자를 전기적, 기계적으로 접속하는 수단으로서, 각별한 기둥 부재를 사용함으로써, 배치 처리에 의한 제조를 가능하게 하는 것을 다른 과제로 한다.

상기 과제를 달성하기 위해, 본 발명에 관한 압전 발진기의 제1항 기재의 발명은 외측 바닥면에 바닥면 전극을 가지는 패키지 내에 압전 진동 소자를 수용한 압전 진동자와, 상면에 적어도 하나의 전자 부품을 탑재하는 동시에 상면에 도통 패턴을 가지는 배선 기판과, 상기 압전 진동자의 바닥면 전극과 상기 배선 기판의 도통 패턴 사이를 전기적 또한 기계적으로 고정하는 기둥 형상 부재를 구비하는 것을 특징으로 한다.

삭제

제2항 기재의 발명은 상면에 발진 회로 및 온도 보상 회로를 구성하는 복수의 전자 부품을 탑재하는 동시에 바닥면에 외부 전극을 구비한 평판 형상의 배선 기판과, 상기 배선 기판 상면에 고정한 기둥 형상 부재를 통해 소정의 갭을 두고 고정된 압전 진동자를 구비한 압전 발진기로서, 상기 압전 진동자는 패키지 내의 기밀 공소(空所) 내에 압전 진동 소자를 밀봉하는 동시에, 패키지 외측 바닥면에 상기 압전 진동 소자의 여진(勵振) 전극과 도통된 바닥면 전극을 구비하고, 상기 기둥 형상 부재는 상기 배선 기판 및 압전 진동자와는 별체의 부재이며, 상기 기둥 형상 부재의 바닥부를 상기 배선 기판 상면에 형성한 기둥 형상 부재 고정용 패턴에 전기적, 기계적으로 고정하는 동시에, 상기 기둥 형상 부재의 상부를 압전 진동자의 바닥면 전극과 전기적 기계적으로 고정하는 것을 특징으로 한다.

제3항 기재의 발명은 상면에 적어도 발진 회로를 구성하는 전자 부품을 탑재하는 동시에 바닥면에 외부 전극을 구비한 평면 형상의 배선 기판과, 압전 진동자를 기둥 형상 부재를 통해 도통 고정한 압전 발진기로서, 상기 기둥 형상 부재는 절연 기판의 상면 및 바닥면에 각각 전극을 가지고 양전극 사이를 접속 도체에 의해 전기적으로 도통한 것이며, 상기 배선 기판은 그 상면에 상기 기둥 형상 부재의 바닥면측 전극을 도통 고정하기 위한 기둥 형상 부재 고정용 패턴이 형성된 것이 며, 상기 압전 진동자는 패키지의 기밀 공소 내에 압전 진동 소자를 밀봉한 것이며 패키지 바닥면에는 상기 기둥 형상 부재의 상면 전극과 도통 고정하기 위한 바닥면 전극을 구비하는 것을 특징으로 한다.

제4항 기재의 발명은 제1항 내지 제3항 기재의 발명에 더하여, 상기 기둥 형상 부재는 세라믹 블록과, 상기 세라믹 블록의 상부 및 바닥부에 각각 형성되어 서로 도통하는 상부 전극 및 바닥부 전극을 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

제5항 기재의 발명은 제1항 내지 제3항 기재의 발명에 더하여, 상기 기둥 형상 부재는 금속 블록 또는 금속 볼로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

제6항 기재의 발명은 제1항 내지 제3항 기재의 발명에 더하여, 상기 기둥 형상 부재로서, 상기 전자 부품 중 가장 키가 큰 전자 부품을 사용하는 것을 특징으로 한다.

제7항 기재의 발명은 제1항 내지 제6항 기재의 발명에 더하여, 상기 기둥 형상 부재는 그 횡단면 형상이 원형, 타원형, 또는 장원형(長圓形)인 것을 특징으로 한다.

제8항 기재의 발명은 상면에 적어도 발진 회로를 구성하는 전자 부품을 탑재하는 동시에 바닥면에 외부 전극을 구비한 평면 형상의 배선 기판과 압전 진동자를, 절연 기판의 상면 및 바닥면에 각각 전극을 형성하여 양 전극 사이를 접속 도체에 의해 도통시킨 기둥 형상 부재를 통해 도통 고정한 압전 발진기의 제조 방법으로서, 절연 기판에 복수개분의 회로 배선 패턴과 외부 전극과 기둥 형상 부재 고정용 패턴을 구획 형성한 배선 기판 모재에 전자 부품을 탑재하는 공정과, 복수의 기둥 형상 부재를 구획 형성한 기둥 형상 부재용 모재를, 상기 배선 기판 모재 상의 기둥 형상 부재 고정용 패턴과 상기 기둥 형상 부재의 바닥면측 전극이 도통되도록 고정하는 공정과, 상기 배선 기판 모재를 상기 기둥 형상 부재용 모재와 함께 절단하여, 개편(個片)으로 분할하는 공정과, 상기 배선 기판 상에 고정된 기둥 형상 부재의 상면측 전극에 압전 진동자의 바닥면 전극을 도통 고정하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

제9항 기재의 발명은 제8항 기재의 발명에 더하여, 상기 기둥 형상 부재용 모재는 격자 형상 부재와 상기 격자 형상 부재로부터 반도 형상으로 연장되는 기둥 형상 부재를 일체로 구성하는 것을 특징으로 한다.

제10항 기재의 발명은 상면에 발진 회로 및 온도 보상 회로를 구성하는 회로 소자를 탑재하는 동시에 바닥면에 외부 전극을 구비한 평판 형상의 배선 기판과, 상기 배선 기판 상면에 고정한 지지 프레임체를 통해 소정의 갭을 두고 탑재된 압전 진동자를 구비한 압전 발진기로서, 상기 압전 진동자는 압전 진동 소자와, 상기 압전 진동 소자를 기밀 밀봉하는 패키지로 이루어지고, 상기 패키지 외측 바닥면에는 외부 전극을 구비하고 있으며, 상기 지지 프레임체는 상기 압전 진동자의 외부 전극을 도통 상태로 접속 고정하는 상부 전극과, 배선 기판에 접속 고정하는 하부 전극을 가지고 있으며, 상기 배선 기판은 상기 지지 프레임체의 외형보다도 넓은 면적을 가지고 있으며, 그 상면에는 상기 지지 프레임체의 하부 전극을 도통 상태로 고정하는 랜드와, 상기 지지 프레임체의 내외에 회로 소자 탑재용 랜드를 구비하는 것을 특징으로 한다.

제11항 기재의 발명은 제10항 기재의 발명에 더하여, 상기 지지 프레임체를 복수의 금속 볼로 치환하는 것을 특징을 한다.

제12항 기재의 발명은 바닥면에 발진 회로 및 온도 보상 회로를 구성하는 회로 소자를 탑재하는 동시에 상면에 외부 전극을 구비한 평판 형상의 배선 기판과, 바닥면에 외부 전극을 구비한 압전 진동자를 서로의 오부 전극끼리 도통 접속함으로써 고정한 압전 발진기로서, 상기 배선 기판은 그 바닥면에 형성된 외부 접속용 랜드에 금속 볼을 접속 고정하는 것을 특징으로 한다.

제13항 기재의 발명은 패키지에 압전 진동 소자를 탑재하고 덮개에 의해 기밀 밀봉한 구조의 압전 진동자의 외측 바닥면에 회로 패턴 및 랜드가 형성되어 있으며, 발진 회로 및 온도 보상 회로를 구성하기 위한 회로 소자와, 외부 접속 단자가 되는 금속 볼을 상기 랜드에 접속 고정하는 것을 특징으로 한다.

도 1(a) 및 (b)는 본 발명의 제1 실시예에 관한 압전 발진기의 종단면도, 및 분해 사시도 이다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 관한 압전 발진기의 구성을 설명하는 단면도이다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 관한 압전 발진기의 구성을 설명하는 단면도이다.

도 4 (a) 내지 (c)는 본 발명의 제2 실시예에 관한 압전 발진기의 부분 구성을 설명한 단면도이다.

도 5 (a), (b)는 본 발명의 제3 실시예에 관한 압전 발진기를 설명하는 단면도와 사시도이다

도 6은 본 발명의 제3 실시예에 관한 압전 발진기의 조립 구성을 설명하는 도면이다.

도 7 (a), (b)는 본 발명의 제4 실시예에 관한 압전 발진기를 설명하는 단면도와 사시도이다.

도 8 (a), (b)는 본 발명의 제5 실시예에 관한 압전 발진기를 설명하는 단면도와 배선 기판의 평면도이다.

도 9는 본 발명의 제6 실시예에 관한 압전 발진기를 설명하는 단면도이다.

도 10 (a), (b)는 본 발명의 제7 실시예에 관한 압전 발진기를 설명하는 단면도와 배선 기판의 평면도이다.

도 11 (a), (b)는 종래의 압전 발진기를 설명하는 사시도와 단면도이다.

도 12는 종래의 압전 발진기의 배선 기판 상에서의 전자 부품의 탑재 방법을 설명하는 사시도이다.

이하, 본 발명을 도면에 나타낸 실시예에 따라 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 3에 따라. 본 발명의 제1 실시예에 관한 압전 발진기를 설명한다. 제1 실시예는 상면의 랜드(35) 상에 발진 회로 및 온도 보상 회로를 구성하는 복수의 전자 부품(33)을 탑재하는 동시에 바닥면에 외부 전극(34)을 구비한 평판 형상의 배선 기판(32)과, 상기 배선 기판(32)의 상면에 고정한 기둥 형상 부재(이하, 기둥 부재라고 함)(50)를 통해 소정의 갭을 두고 고정된 압전 진동자(41)를 구비한 압전 발진기(31)에 있어서, 기둥 부재(50)를 배선 기판(32) 및 압전 진동자(41)와는 별체의 부재로 하고, 또한 기둥 부재(50)의 바닥부를 배선 기판(32)의 상면에 형성한 기둥 부재 고정용 패턴(36)에 전기적 기계적으로 고정하고, 기둥 부재(50)의 상부를 압전 진동자의 바닥면 전극과 전기적 기계적으로 고정(면 실장)하는 구성이다.

삭제

먼저, 도 1의 실시예는 평판 형상의 세라믹 배선 기판(32) 상의 기둥 부재 고정용 패턴(36) 상에 기둥 부재(50)를 통해 압전 진동자(41)를 탑재한 구성을 가진다. 배선 기판(32)은 그 상면에 형성한 랜드(35) 상에 전자 부품(33)을 탑재하는 동시에, 바닥면에는 각 랜드(35)와 도통한 외부 전극(34)을 가지고 있다. 또, 상면의 적소에는 기둥 부재 고정용 패턴(36)을 가지고 있다.

압전 진동자(41)의 구성은 오목 함몰부를 가진 패키지 본체(42a) 및 상기 오목 함몰부를 기밀 밀봉하는 금속 덮개(42b)로 이루어지는 패키지(42)와, 오목 함몰부 내에 지지된 압전 진동 소자(45)를 가지며, 패키지 본체(42a)의 바닥면에는 바닥면 전극(46)을 형성하고 있으며, 상기 전극(46)은 압전 진동 소자(45)의 전극과 도통되어 있다. 여기에서, 패키지(42)는 예를 들면 세라믹 등에 의해 구성된다.

이 실시예에 관한 기둥 부재(50)는 사각 기둥, 기타 다각 기둥 형상의 세라믹 블록(51)(두께 0.3∼0.5㎜ 정도)과, 세라믹 블록(51)의 바닥부에 형성한 바닥부 전극(메탈라이즈부)(52)과, 세라믹 블록(51)의 상부에 형성한 상부 전극(메탈라이즈부)(53)과, 양 전극(52, 53) 사이를 도통하는 접속 도체(54)를 가진다.

이 실시예의 기둥 부재(50)는 배선 기판(32) 및 압전 진동자(41)에 대하여, 별체 구조이기 때문에, 이 기둥 부재(50)를 배선 기판(32) 상의 기둥 부재 고정용

패턴(36) 상에 고정하는 경우에는 스크린 인쇄에 의해 기둥 부재 고정용 패턴(36) 상에 도포한 크림 땜납을 사용하여 리플로 접속이 가능하다. 즉, 이 스크린 인쇄에서는, 랜드(35)에 대한 크림 땜납의 도포 작업도 동시에 실시하여, 크림 땜납을 도포한 랜드(35) 및 기둥 부재 고정용 패턴(36) 상에 각각 전자 부품(33) 및 기둥 부재(50)를 탑재한 뒤에, 리플로로(爐) 내에서 동시에 가열을 실행하고, 그 후 냉각함으로써, 전자 부품(33) 및 기둥 부재(50)를 고정한다.

압전 진동자(41)에 대해서는 기둥 부재(50)를 배선 기판(32) 상에 고정한 후에, 기둥 부재(50)의 상부 전극(53) 상에 도전성 접착제 등을 사용하여 바닥면 전극(46)을 고정해도 되고, 상부 전극(53)과 바닥면 전극(46)과의 접속을, 전자 부품(33) 등을 리플로 접속할 때 동시에 실시해도 된다.

이 실시예에 의하면, 기둥 부재(50)를 배선 기판(32) 및 압전 진동자(41)와는 다른 부재로서 구성했으므로, 배선 기판(32) 상에 대한 전자 부품(33) 및 기둥 부재(50)의 탑재, 및 고정을 배치 처리로 실시하는 것이 가능하게 된다. 즉 대면적의 배선 기판 모재 상에 구획 형성된 랜드군 및 기둥 부재 고정용 패턴군에 대하여, 각각 스크린 인쇄에 의해 크림 땜납을 도포한 후에, 각 랜드(35) 및 기둥 부재 고정용 패턴(36) 상에 각각 전자 부품(33) 및 기둥 부재(50)의 바닥부 전극(52)을 탑재하고, 그 후 일괄해서 리플로로 내에서 가열함으로써 접속을 완료할 수 있다. 이 때문에, 압전 발진기의 생산성을 높일 수 있다.

그리고, 이와 같이 구성한 압전 발진기(31)는 압전 진동자(41)가 배선 기판(32)의 상면 사이에 소정의 갭을 두고 평행하게 배치되므로, 압전 발진기(31)의 평면적을 좁게 할 수 있다.

또, 전극(46)과 기둥 부재 고정용 패턴(36) 사이에만 기둥 부재(50)를 배치한 구성인 동시에, 기둥 부재(50)의 바닥 면적을 필요 최소한으로 좁게 설정함으로써, 배선 기판(32)의 상면 면적, 중 전자 부품의 탑재에 이용할 수 있는 유효 면적을 확대할 수 있다.

다음에, 본 발명의 제1 실시예의 다른 예로서는, 기둥 부재(50)로서, 세라믹 블록(51)을 대신하여, 두께 0.3㎜∼0.5㎜ 정도의 사각 기둥, 다각 기둥형의 금속 블록을 이용한다. 즉, 도전성을 가진 금속 재료로 이루어지는 금속 블록을 세라믹 블록(51)을 대신하여 이용하고, 기둥 부재 고정용 패턴(36)과, 압전 진동자의 바닥면 전극(46) 사이를 땜납 등에 의하여 접속함으로써, 도 1의 압전 발진기와 동일한 구성을 실현할 수 있다. 도전성의 금속 블록을 기둥 부재(50)로서 이용함으로써, 세라믹 블록의 경우와 같이, 전극(52, 53)이나 접속 도체(54)를 설치하기 위한 수고가 불필요하게 된다.

또는, 금속 블록을 대신하여, 기둥 부재(50)로서, 직경 0.3㎜∼0.5㎜ 정도의 금속 볼을 사용해도 된다. 즉, 도 2는 금속 볼로 이루어지는 기둥 부재(50)를 사용하여 배선 기판(32) 상의 기둥 부재 고정용 패턴(36)과, 압전 진동자 바닥면의 바닥면 전극(46)을 접속한 예를 나타내고 있다. 기둥 부재(50)와 기둥 부재 고정용 패턴(36) 사이의 접속이나, 기둥 부재(50)와 바닥면 전극(46)과의 접속 방법은 각각 크림 땜납을 사용한 리플로 접속이라도 되며, 도전성 접착제를 사용한 접속이라도 된다.

이 경우도, 금속 블록을 사용한 경우와 마차가지로, 전극(52, 53)이나 접속 도체(54)를 설치하기 위한 수고가 불필요하게 된다.

다음에, 도 3은 본 발명의 제1 실시예인 압전 발진기의 다른 예를 나타내는 도면이며, 도 1에 나타낸 실시예와 동일 부분에는 동일 부호를 붙여 설명한다. 이 실시예가 도 1의 실시예의 압전 발진기와 다른 것은, 기둥 부재(50)로서, 칩형의 전자 부품(33) 중 가장 큰 전자 부품(33A)을 사용한 구성에 있다.

도시한 예에서는, 배선 기판(32)의 상면 끝에지에 형성한 랜드를 겸하는 기둥 부재 고정용 패턴(36) 상에 땜납 등의 바인더를 이용하여 가장 키가 큰 전자 부품(33A)을 복수개 배치하고, 각 전자 부품(33A)의 상면에 압전 진동자(41)의 패키지 바닥면을 고정하고 있다. 전자 부품(33A)의 상면은 압전 진동자(41)의 바닥면 전극(46)과 도통 접속함으로써 압전 진동자 내부의 압전 진동 소자(45)와 각 전자 부품(46)과 도통 접속함으로써 압전 진동자 내부의 압전 진동 소자(45)와 각 전자 부품(33, 33A)과의 도통을 확보하도록 구성한다.

기둥 부재로서 사용하는 복수의 전자 부품(33A)은 동일 높이인 것이 긴요하지만, 배선 기판(32) 상에서의 배치 위치는 도시한 위치에 한정되지 않는다.

이 실시예에 의하면, 각별한 기둥 부재를 준비하지 않고, 배선 기판(32) 상에 원래 탑재해야 할 전자 부품(33) 내에서 키가 큰 전자 부품(33A)을 복수개 골라 기둥 부재로서 사용하므로, 부품 비용, 제조 수고를 절감할 수 있다.

다음에, 도 4 (a) 및 (b)는 본 발명의 제2 실시예에 관한 압전 발진기의 예를 나타내는 부분 구성도이며, 이 실시예는 사용하는 기둥 부재(43, 50)의 평면 형상(바닥면 형상, 또는 횡단면 형상)을 원형, 또는 타원형(장원형을 포함함)으로 함으로써 기둥 부재(43, 50)를 통해 배선 기판(32)과 압전 진동자(41)를 접합할 때에, 기둥 부재(43, 50)가 회전 방향으로 위치 어긋남을 일으켰다고 해도, 기둥 부재(43, 50)가 배선 기판(32)의 끝에지로부터 외측으로 돌출되지 않도록 한 점이 특징적이다.

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즉, 도 4(c)에 나타낸 바와 같이 기둥 부재(43, 50)의 평면 형상이 직사각형, 그 밖의 다각형인 경우에는, 기둥 부재(43, 50)가 어떠한 이유에 의해 점선으로 나타낸 원래의 탑재 위치로부터 회전 방향으로 어긋남을 일으킨 경우에, 그 각부(角部)가 배선 기판(32)의 끝에지로부터 외측으로 돌출된 상태로 고정되며, 이것이 버(burr)로되어 문제를 일으키는 원인이 된다.

그러나, 도 4 (a) 및 (b)에 나타낸 바와 같이, 기둥 부재(43, 50)의 평면 형상을 원형, 타원형 등의 각부를 갖지 않는 형상으로 함으로써, 기둥 부재(43, 50)가 다소 회전했다고 해도, 배선 기판의 끝에지로부터 외측으로 돌출되기 어렵고, 또, 기둥 부재의 주위면이 조금 돌출되었다고 해도 각부가 돌출될 이유는 아니므로, 버로는 되지 않아 문제를 초래하지 않는다.

도 5 (a) 및 (b)는 본 발명의 제3 실시예에 관한 압전 발진기의 예를 나타내는 종단면도, 및 분해 사시도이다. 이 도면은 상면의 랜드(35) 상에 발진 회로 및 온도 보상 회로를 구성하는 복수의 전자 부품(33)을 탑재하는 동시에 외부 전극(34)을 구비한 배선 기판(31)과, 상기 배선 기판(31)의 상면에 고정한 기둥 부재(55)를 통해 소정의 갭을 두고 고정된 압전 진동자(41)를 구비한 압전 발진기이다. 또, 기둥 부재(55)의 바닥부 전극(바닥면측 전극)(56) 배선 기판(32)의 상면에 형성한 기둥 부재 고정용 패턴(57)에 전기적 기계적으로 고정하고, 기둥 부재(55)의 상부 전극(상면측 전극)(58)을 압전 진동자(41)의 바닥면 전극(46)과 전기적 기계적으로 고정하고 있다. 여기에서 사용되고 있는 기둥 부재(55)는 상세를 후술하지만, 동일한 세라믹판에 복수의 구멍을 내고 가공하여 형성한 것으로, 세라믹판의 두께를 기둥 부재의 높이 방향으로 하고, 배선 기판(32)에 탑재하는 전자 부품(33)의 최대 실장(實裝) 높이를 상회하는 두께를 가지고 있다. 기둥 부재(55) 세라믹판의 이면에 형성한 바닥부 전극(56)과, 세라믹판의 표면에 형성한 상부 전극(58)과, 양 전극 사이를 도통하는 접속 도체에 의해 구성된다.

압전 진동자(41)에 대해서는 기둥 부재(55)를 배선 기판(32) 상에 고정한 뒤에, 기둥 부재(55)의 상부 전극(58) 상에 도전성 접착제 등을 사용하여 바닥면 전극(46)을 고정한다.

도 6은, 본 발명의 제3 실시예에 관한 압전 발진기에 대하여, 배선 기판과 기둥 부재의 제조 방법 및 양자의 접합 고정 방법을 도시한 도면이다. 이 도면에 도시한 바와 같이, 배선 기판용 프린트판(60)과 기둥 부재용 세라믹판(61)은 각각 대면적의 배선 기판 모재 및 기둥 부재용 모재 상에 구획 형성된 배선 기판(32) 및 기둥 부재 블록(62)을 다수 설치하고 있다.

여기에서 기둥 부재 불록(62)이란, 기둥 부재용 세라믹판(61)에 구멍을 형성함으로써 구획을 나타내는 격자 형성 부재와, 이 격자 형상 부재로부터 반도 형상의 돌기편으로서 구멍에 돌출되는 기둥 부재(55)를 일체로 형성한 것이다. 그리고 각 기둥 부재(55)는 배선 기판(32)에 형성한 기둥 부재 고정용 패턴(57) 위치에 맞춰 배치되어 있다. 기둥 부재용 세라믹판(61)은 표면과 이면이 메탈라이즈화되어 있고, 기둥 부재(55)의 소정 위치에는 표면과 이면을 도통시키기 위한 스루홀 등이 형성되어 있어, 기둥 부재(55)의 바닥부 전극과 상부 전극을 구성한다. 또, 기둥 부재용 세라믹판(61)의 두께는 배선 기판(32)에 탑재하는 전자 부품(33)의 실장 높이에 맞혀 결정되어 있다.

따라서, 압전 발진기의 배선 기판과 기둥 부재의 접합 고정 방법을 설명하면, 먼저, 대면적의 배선 기판 모재 상에 구획 형성하여 설치한 배선 기판을 가지는 배선 기판용 프린트판(60)을 제조한 후 전자 부품(33)을 탑재하는 랜드에 스크린 인쇄에 의해 크림 땜납을 도포하여, 각각의 전자 부품(33)을 탑재한 후 리플로로 내에서 가열하고, 그후 냉각함으로써, 전자 부품(33)을 고정한다. 다음에, 기둥 부재용 모재 상에 소정의 구멍을 형성함으로써, 구획 형성한 기둥 부재 블록(62)을 가지는 기둥 부재용 세라믹판(61)을 제조해 두고, 전자 부품(33)을 탑재하여 고정을 끝낸 배선 기판용 프린트판(60)의 각각의 배선 기판(32)에 형성한 기둥 부재 고정용 패턴(57)에 도전성 접착제를 도포한 후, 기둥 부재 고정용 패턴(57)과 기둥 부재(55)의 위치 맞춤을 실행하여, 배선용 프린트판(60)과 기둥 부재용 세라믹판(61)을 접합하여 고정한다. 그 후, 배선용 프린트판(60)의 점선으로 도시한 위치에서, 다이싱ㆍ소 등의 절단기를 사용하여 절단하고, 기둥 부재(55)를 고정한 배선 기판(32)을 분리한다.

배선 기판용 프린트판(60)과 기둥 부재용 세라믹판(61)과의 접합 순서에 대해서는 먼저, 최초로 배선 기판용 프린트판(60)에 형성한 기둥 부재 고정용 패턴(57)과 기둥 부재용 세라믹판에(61) 형성한 기둥 부재(55)의 바닥부 전극을 도전성 접착제 등을 사용하여 고정한 후, 배선 기판용 프린트판(60)에 설치한 전자 부품(33)을 탑재하는 랜드(35)에 스크린 인쇄에 의해 크림 땜납을 도포하여, 각각의 전자 부품(33)을 탑재한 후, 리풀로로 내에서 가열하고, 그 후 냉각함으로써 전자 부품(33)을 고정하는 방법이라도 된다.

또한, 배선 기판용 프린트판(60)과 기둥 부재용 세라믹판(61)과의 접합 순서에 대하여, 배선 기판용 프린트판(60)에 설치한 전자 부품(33)을 탑재하는 랜드와, 기둥 부재 고정용 패턴(57)에 스크린 인쇄에 의해 크림 땜납을 도포하여 각각의 전자 부품(33)을 탑재하고, 배선 기판용 프린트판(60)과 기둥 부재용 세라믹판(61)의 위치를 맞춰 겹치게 하여, 리플로로 내에서 가열하고, 그 후 냉각함으로써, 전자 부품(33)과 기둥 부재용 세라믹판(61)에 설치한 기둥 부재(55)를 고정하는 방법이라도 된다.

따라서, 본 발명에 의한 기둥 부재는 1매의 기둥 부재용 세라믹판에 복수의 기둥 부재를 형성하여 제조한 것이므로, 기둥 부재의 높이는 모두 동일하게 되어, 압전 진동자를 장착할 때에 생기는 기둥 부재의 치수 불량에 의한 장착 문제를 방지 할 수 있는 동시에, 대면적의 기둥 부재용 모재 상에 구획 형성된 기둥 부재 블 록과, 대면적의 배선 기판용 프린트판 상에 구획 형성된 배선 기판을 일괄해서 접합 가능하므로, 효율이 양호한 생산이 가능하게 된다.

또, 대면적의 기둥 부재용 모재 상에 구획 형성된 기둥 부재 블록을 사용함으로써, 기둥 부재를 배선 기판에 형성한 기둥 부재 고정용 패턴에 개개로 탑재할 필요가 없고, 기둥 부재를 배치할 때에 필요한 상하의 위치 관계도 항상 동일 방향이 어서, 기둥 부재의 장착 에러를 방지할 수 있는 동시에, 기둥 부재를 크림 땜납 상에 탑재했을 때에 배선 기판에 형성한 기둥 부재 고정용 패턴으로부터 어긋날 가능성 없어, 작업 효율의 향상이 도모된다.

다음에, 기둥 부재(55)를 고정한 배선 기판(32)의 제조가 완료되면, 기둥 부재(55)의 상부 전극(58)에 도전성 접착제를 도포하여, 압전 진동자(41)의 바닥면 전극(46)에 접착시킴으로써, 압전 진동자(41)를 배선 기판(32)에 고정하여 압전 발진기는 완성된다.

또한, 세라믹제의 기둥 부재를 사용하여 설명했지만, 유리 에폭시계 재료 또는 그 밖의 수지 재료제의 기둥 부재라도 되며, 이와 같은 수지제의 기둥 부재를 사용함으로써 압전 진동자 또는 배선 기판 상의 전자 부품에 가해지는 충격을 완화할 수 있다.

도 7은 본 발명의 제4 실시예에 관한 압전 발진기의 외관도를 나타낸 도면이며, 이 도면(a)는 그 단면도를, (b)는 압전 진동자를 실장하기 전의 사시도를 나타낸다. 본 실시예의 특징은, 발진 회로, 온도 보상 회로 등의 구성 요소인 회로 소자를 탑재하는 배선 기판의 치수를 배선 기판 상에 지지 프레임체를 통해 탑재하는 압전 진동자의 치수보다 약간 크게 한 것에 있다. 따라서, 압전 진동자를 배선 기판에 지지 프레임체를 통해 탑재해도, 압전 진동자와 겹치지 않는 회로 소자 탑재 공간을 확보할 수 있고, 그 공간에 발진 주파수 등을 미세 조정하기 위한 콘덴서 등의 회로 소자를 탑재하여, 상기 회로 소자의 교환, 추가를 용이하게 실행할 수 있도록 했다. 또, 각 회로 소자는 평탄한 배선 기판에 탑재되어 있으며, 크림 땜납을 배선 기판의 소정 랜드에, 실크 스크린을 이용하여 스크린 인쇄하여, 리플로 방식에 의해 땜납 접합하는 방법이 채용 가능하다.

즉, 제4 실시예는 상면에 발진 회로 및 온도 보상 회로 등을 구성하는 회로 소자(33) 및 발진 주파수 등을 조정하는 회로 소자(70)을 탑재하는 동시에, 바닥면에 외부 전극(34)을 구비한 평판 형상의 배선 기판(71)과, 이 배선 기판(71)의 상면에 고정한 지지 프레임체(72)를 통해 소정의 갭을 두고 탑재된 압전 진동자(41)를 일체화한 구조이다.

배선 기판(71)에는 발진 회로, 온도 보상 회로를 구성하는 회로 소자(33)를 탑재하는 랜드(35)와, 조정용 회로 소자(70)를 탑재하는 랜드(73) 및 지지 프레임체(72)를 배선 기판(71)에 고정하는 랜드(36)가 형성되어 있으며, 배선 기판(71)의 소정 랜드에 스크린 인쇄 기법을 이용함으로써, 크림 땜납을 인쇄하여 도포한 후, 회로 소자(33), 및 조정용 회로 소자(70)나 지지 프레임체(72)를 탑재한 후, 리플로 방식에 의해 땜납 접합한다. 조정용 회로 소자(70)는 압전 진동자(41)를 배선 기판(71)에 고정하는 지지 프레임체(72)의 프레임 밖에 탑재되어 있고, 발진 주파수 등의 미세 조정이 필요한 경우, 조정용 회로 소자(70)의 교환, 추가를 용이하게 할 수 있다.

그리고, 지지 프레임체(72)를 배선 기판(71)에 고정할 때에, 회로 소자(33, 70)만을 소정의 랜드(35, 70)에 리플로 접속하고, 그 후 지지 프레임체(72)를 도전성 접착제에 의해 지지 프레임체 고정용 랜드(36)에 고정하는 순서를 채용해도 된다.

다음에, 압전 진동자(41)는 세라믹 패키지(42a)의 오목 함몰부 내에 압전 진동 소자(45)를 탑재한 뒤에, 오목 함몰부를 금속 덮개(42b)에 의해 기밀 밀폐한 구조를 구비하고 있다. 세라믹 패키지(42)의 외측 바닥면에는, 압전 진동 소자(45)와 도통된 외부 전극(46)을 형성하고 있으며, 이 외부 전극(46)을 도전성 접착제 등을 사용하여 지지 프레임체(72)의 상부 전극(74)과 접속 고정한다. 지지 프레임체(72)의 상부 전극(74)은 하부 전극(75)을 통해 배선 기판(71)에 형성한 지지 프레임체 고정 패턴(36)에 고정하고 전기적으로 접속하여, 압전 발진기는 완성된다.

도 8은 본 발명의 제5 실시예에 관한 압전 발진기의 외관도를 나타낸 도면이며, 이 도면 (a)는 그 단면도를, 이 도면 (b)는 회로 소자 및 기둥 부재가 탑재된 배선 기판의 상면 외관도(평면도)를 나타내는 것이다. 제5 실시예가 제4 실시예와 상이한 것은, 배선 기판에 고정하여 소정의 갭을 두고 압전 진동자를 탑재하는 지지 프레임체를 대신하여, 금속 볼을 기둥 부재로서 사용한 것에 있다.

즉 제5 실시예는 상면에 발진 회로 및 온도 보상 회로 등을 구성하는 회로 소자(33) 및 발진 주파수 등을 조정하는 회로 소자(70)를 탑재하는 동시에, 바닥면에 외부 전극(34)을 구비한 평면 형상의 배선 기판(71)과, 이 배선 기판(71)의 상면에 고정한 금속 볼(80)을 통해 소정의 갭을 두고 탑재된 압전 진동자(41)를 일체화한 구조이다.

배선 기판(71) 상에는 발진 회로, 온도 보상 회로를 구성하는 회로 소자(33)를 탑재하는 랜드(35)와, 발진 주파수 조정용 회로 소자(70)를 탑재하는 랜드(73) 및 금속 볼(80)을 배선 기판(71)에 고정하는 랜드(36)가 형성되어 있으며, 배선 기판(71)의 소정 랜드에 실크 스크린 인쇄를 이용하여, 크림 땜납을 인쇄한 후, 회로 소자(33, 70)나 금속 볼(80)을 탑재하고 리플로 방식에 의해 땜납 접합한다. 발진 주파수 조정용 회로 소자(70)는 압전 진동자(41)의 탑재 공간 외측에 탑재되어 있으며, 발진 주파수의 미세 조정이 필요한 경우에는 후술하는 바와 같이, 탑재한 압전 진동자(41) 또는 회로 소자(33)를 분리하지 않고, 교환 용이한 회로 소자(70)를 교환 또는 추가할 수 있다.

다음에, 압전 진동자(41)는 도 7에서 설명한 바와 같이 구성하고, 압전 진동자(41)의 외부 전극(46)을 도전성 접착제 또는 땜납 등을 사용, 금속 볼(80)과 접속 고정하여 압전 발진기는 완성된다.

그리고, 압전 발진기가 가열되어 압전 진동자(41) 및 회로 소자(33)를 고정하는 땜납이 용해되어, 이들 부품의 탑재 위치가 어긋나 버리는 것을 방지하기 위해, 압전 진동자(41)와 회로 소자(33)를 배선 기판(71)에 접착제로 고정하도록 해도 된다.

볼 형상의 기둥 부재를 사용하는 경우에는, 각부가 존재하지 않으므로, 각 형상의 기둥 부재를 이용하는 경우와 같이 탑재 방향을 조정하기 위한 공정을 필요 로 하지 않아 각기둥 형상 기둥 부재의 경우와 비교하여 제조 공정을 간소화할 수 있다고 하는 이점이 있다.

또한, 도 8 (b)의 평면도에 나타낸 바와 같이 배선 기판(71)과 압전 진동자(41)를 접합하는 기둥 부재로서 금속 볼(80)을 사용하면, 도 7에 나타내는 지지 프레임체(72)와 같이 측벽부가 없는 만큼, 금속 복(80, 80')사이의 배선 기판(71) 상에 전자 부품을 배치하는 것이 가능하고, 이에 따라 배선 기판(71)면에서의 회로 소자 실장 가능 면적의 비율이 높은 것으로 되므로, 배선 기판(71)의 면적을 작게 할 수 있어, 압전 발진기의 소형화에 유효한 구성이다.

또한, 회로 소자(33)로서는 IC 칩이라도 되며, 이 경우, 예를 들면 플립 칩 본딩 공법에 의해 IC 칩을 배선 기판(71) 상에 탑재한 후, 배선 기판(71)과 IC 칩을 견고하게 공정하기 위해 양자의 간극에 접착제를 주입하여 고정한다.

기둥 부재에 대해서는 땜납 또는 도전성 접착제로 배선 기판(71) 상에 고정하는 방법 외에, IC 칩과 마찬가지로 플립 칩 본딩 공법으로 고정해도 되며, 이 경우, IC 칩과 기둥 부재를 동일한 공정으로 탑재할 수 있으므로 제조 고정을 간소화하는데 유효하다.

또한, IC 칩을 사용한 경우, 압전 발진기를 조립한 후, IC 회로 설정을 조정할 필요가 있는 경우에는, 조정 신호가 입력되는 조정 단자를 예를 들면 압전 진동자의 외주벽에 설치하면 된다.

도 9는 본 발명의 제6 실시예에 관한 압전 발진기의 단면을 나타내는 외관도이다. 제6 실시예의 특징은, 바닥면에 발진 회로, 온도 보상 회로 등을 구성하는 회로 소자를 탑재한 배선 기판 상면을, 압전 진동자에 바닥면에 고정하여 압전 발진기의 소형화를 도모한 것에 있다.

즉, 제6 실시예는 바닥면에 발진 회로 및 온도 보상 회로 등을 구성하는 회로 소자(33)와 압전 발진기의 외부 접속 단자가 되는 금속 볼(80)을 탑재하는 동시에, 상면에 외부 전극(83)을 구비한 평판 형상의 배선 기판(84)에, 이 배선 기판(84) 상면의 외부 전극(83)과 압전 진동자(41)의 외부 전극(46)을 접속 고정하여 일체화한 구조이며, 금속 볼(80)은 압전 발진기의 외부 접속 단자가 된다.

배선 기판(84)의 바닥면에는 발진 회로, 온도 보상 회로를 구성하는 회로 소자(33)를 탑재하는 랜드(35) 및 금속 볼(80)을 배선 기판(84)에 고정하는 랜드(36)가 형성되어 있으며, 배선 기판(84)의 소정의 랜드에 스크린 인쇄 기법을 이용하여, 크림 땜납을 인쇄한 후, 회로 소자(33)나 금속 볼(80)을 탑재하여 리플로 방식에 의해 땜납 접합한다. 또, 발진 주파수 등의 조정에 의해 회로 소자의 교환, 추가가 필요하게 되는 경우에는, 배선 기판(84)의 하부에 위치하는 부품 실장면이 개방되어 있기 때문에, 임의의 회로 소자를 교환, 추가하는 것을 용이하게 할 수 있다.

그리고, 금속 볼(80)을 배선 기판(84)에 고정할 때에, 회로 소자(33)만을 소정의 랜드(35)에 탑재하여, 리플로 방식으로 땜납 접합하고, 그 후, 금속 볼(80)을 도전성 접착제 등에 의해 금속 볼 고정용 랜드(36)에 고정하는 순서를 채용해도 된다. 또, 본 실시예에 사용하는 배선 기판(84)의 평탄도는 압전 진동자(41)의 평탄도에 의해 유지되므로, 배선 기판(84)은 얇은 기판을 사용할 수 있다고 하는 특징이 있다.

다음에, 압전 진동자(41)는 전술한 바와 같이 구성되며, 압전 진동자(41)의 외부 전극(46)을 도전성 접착제 등을 사용, 배선 기판(84)의 외부 전극(83)과 접속 고정하여 압전 발진기는 완성된다.

도 10 (a)은 본 발명의 제7 실시예의 관한 압전 발진기의 단면을 나타내는 외관 도이다. 제7 실시예의 특징은 발진 회로, 온도 보상 회로 등을 구성하는 회로 소자를, 압전 진동 소자 탑재용 패키지의 외측 바닥면에 소정의 회로 패턴과 랜드를 설치하여 탑재하며, 도 9에 나타내는 배선 기판(84)을 불필요하게 하여 압전 발진기의 소형화와, 작은 키를 도모한 것에 있다.

즉, 제7 실시예는 압전 진동자(41)에 사용한 세라믹 패키지(42a)의 외측 바닥면에 회로 패턴과 함께 전자 부품용 랜드(86)와, 기둥 부재용 랜드(87)를 형성하여, 발진 회로 및 온도 보상 회로를 구성하는 회로 소자(33)와, 금속 볼(80)을 탑재한 후, 세라믹 패키지(42a)의 오목 함몰부에 압전 진동 소자(45)를 탑재하여, 금속덮개(42b)에 의해 기밀 밀봉한 구조이며, 금속 볼(80)은 압전 발진기의 외부 접속 단자로서의 기능을 가진다.

세라믹 패키지(42a)의 외측 바닥면에는, 발진 회로, 온도 보상 회로를 구성하는 회로 패턴과 회로 소자(33)를 탑재하는 랜드(86), 및 금속 볼(80)을 고정하는 랜드(87)가 형성되어 있으며, 이들 랜드에 스크린 인쇄 기법을 이용하여, 크림 땜납을 인쇄한 후, 회로 소자(33)나 금속 볼(80)을 탑재하고, 리플로 방식에 의해 땜납 접합한다. 또, 발진 주파수 등의 조정에 의해 회로 소자의 교환, 추가가 필요하게 되는 경우에는, 압전 진동자(41) 하부의 부품 실장면이 개방되어 있어, 임의의 회로 소자를 교환, 추가하는 것을 용이하게 할 수 있다.

그리고, 금속 볼(80)을 세라믹 패키지(42a)의 외측 바닥면에 고정할 때에, 회로 소자(33)만을 소정의 랜드(86)에 리플로 방식에 의해 땜납 접속하고, 그 후, 금속 볼(86)을 도전성 접착제에 의해 금속 볼 고정용 랜드(87)에 고정하는 순서를 채용해도 된다.

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또한, 먼저 세라믹 패키지(42a)의 오목부 내에 압전 진동 소자(45)를 탑재하고, 오목 함몰부를 금속 덮개(42b)로 기밀 밀봉하여, 압전 진동자(41)를 완성시킨후, 회로 소자(33), 금속 볼(80)을 세라믹 패키지(42a)의 바닥면에 형성한 랜드(86, 87) 상에 탑재하는 제조 방법이라도 되며, 이 방법에 의하면 양품이라고 판단된 압전 진동자(41)만을 사용할 수 있다.

또한, 제6, 제7 실시예에 사용하는 기둥 부재로서 금속 볼(80)을 사용하여 설명했지만, 그 밖에 사각 기둥, 삼각 기둥 등의 다각 기둥 형상 또는 원기둥, 타원 기둥 형상의 이른바 기둥 형상의 금속 볼록 또는 적어도 대향한 2개의 표면에 각각 도통된 전극을 구비한 세라믹 블록을 사용해도 된다.

각기둥 형상의 기둥 부재를 사용하는 경우, 각기둥의 각부가 배선 기판의 외주 방향으로 밀려 나와 버리지 않도록 탑재할 필요가 있을 때에는, 기둥 부재의 탑재 방향을 조정할 필요가 있다.

볼 형상의 기둥 부재를 사용한 경우에는, 각부가 존재하지 않으므로 탑재 방 향을 조정하기 위한 공정을 필요로 하지 않아 각기둥 형상의 기둥 부재의 경우와 비교하여 제조 공정을 간소화할 수 있다고 하는 이점이 있다.

도 10 (b)는 제7 실시예에서의 압전 진동자(41), 또는 제6 실시예에서의 배선 기판(84)의 회로 소자 탑재면을 나타내는 평면도이다.

이 도면으로부터 명확히 나타난 바와 같이 제5 실시예의 경우와 마찬가지로, 제6, 제7 실시예의 경우에서도, 기둥 부재로서 예를 들면 금속 볼(80)을 사용했으므로, 도 10 (b)에 나타내는 바와 같이 금속 볼(80, 80') 사이에도 회로 소자를 배치하는 것이 가능하며, 이 때문에, 배선 기판(84) 또는 압전 진동자(41)의 외측 바닥면에서의 회로 소자 실장 면적의 비율을 높은 것으로 할 수 있다. 그러므로, 압전 발진기의 소형화에 있어서는 유효한 구성이다.

또한, 회로 소자(33)로서는 IC 칩이라도 되며, 이 경우, 예를 들면 플립 칩 본딩 공법에 의해 IC 칩을 압전 진동자(41)의 바닥면에 형성한 라운드(86) 상에 탑재한 후, IC 칩의 접착을 견고한 것으로 하기 위해 양자를 접착제로 고정해도 된다.

이 경우, 기둥 부재에 대해서는 땜납 또는 도전성 접착제로 배선 기판(27) 상에 고정하는 방법 외에, IC 칩과 마찬가지로 플립 칩 본딩 공법으로 고정해도 되며, 이 경우, IC 칩과 기둥 부재를 동일한 공정으로 탑재할 수 있으므로, 제조 공정을 간소화하는 데 유효하다.

또한, 제6, 제7 실시예의 경우, 압전 발진기의 단자 배치 관계를 인식하기 위해, 복수의 기둥 부재 중, 적어도 하나의 기둥 부재의 형상 또는 크기를 다른 기 둥 부재와 달리 해도 된다.

또한, 전술한 세라믹 블록을 사용한 기둥 부재에 대하여, 예를 들면 대향하는 2개의 면 전극끼리 세라믹 블록의 측면에 형성한 메탈라이즈를 통해 도통된 것인 경우, 압전 발진기를 탑재했을 때, 또는 압전 진동자를 배선 기판에 탑재했을 때에 메탈라이즈를 캐스터레이션면으로서 이용할 수 있으며, 이에 따라 땜납의 접속 상태를 육안으로 용이하게 확인할 수 있다.

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이상과 같이 본 발명에 의하면, 발진 회로나 온도 보상 회로를 구성하는 전자 부품을 탑재하는 배선 기판에, 패키지에 수용한 압전 진동자를 고정한 구성을 구비한 압전 발진기며, 전자 부품을 탑재하는 배선 기판으로서 평판 형상의 기판을 채용함으로써, 배선 기판 상의 랜드 상에 크림 땜납을 스크린 인쇄하는 것을 가능하게 하여 배치 처리에 의한 양산화에 대응하면서, 패키지화된 압전 진동자를 배선 기판의 상방에 입체적으로 배치함으로써 점유 면적의 절감을 도모한 압전 발진기를 제공할 수 있다.

또, 배선 기판과 압전 진동자를 전기적, 기계적으로 접속하는 수단으로서, 각별한 기둥 부재를 사용함으로써, 배치 처리에 의한 제조가 가능하게 된다.

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즉, 제1항의 발명은, 압전 진동자의 바닥부 전극과, 발진 회로나 온도 보상 회로를 구성하는 전자 부품을 탑재하는 배선 기판에 형성한 라운드를 전기적 또한, 기계적으로 접속 고정하는 것으로 하여 기둥 형상 부재(기둥 부재)를 허용한 것이 며, 평판 형상의 배선 기판을 사용하면서 좁은 범위 면적의 압전 발진기를 구축할 수 있다. 이 때문에, 배선 기판을 배치 처리에 의해 양산하는 것이 가능하게 되며, 또한 발진기의 평면 형상도 작게 할 수 있다고 하는 효과가 있다.

제2항의 발명은, 기둥 부재로서, 세라믹 블록과, 상기 세라믹 블록의 상부 및 바닥부에 각각 형성되어 서로 도통되는 상부 전극 및 바닥부 전극으로 이루어지는 것을 사용했으므로, 기둥 부재가 저비용이 된다고 하는 효과가 있다.

제3항의 발명은, 기둥 부재로서, 금속 블록 또는 금속 볼을 사용했으므로, 기둥 부재의 구성을 더욱 간단히 하여, 저비용인 동시에 생산성을 높이는 것이 가능하게 된다.

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제4항의 발명은, 기둥 부재로서, 상기 전자 부품 중 가장 키가 큰 전자 부품을 사용했으므로, 각별한 기둥 부재를 준비하지 않고, 부품 개수를 줄여 제조할 수 있다고 하는 우수한 효과가 있다.

제5항의 발명은, 기둥 부재로서, 그 바닥면 형상이 원형, 타원형, 또는 장원형의 것을 허용했으므로, 기둥 부재가 어떠한 이유에 의해 회전되었다고 해도, 그 일부가 배선 기판의 끝에지로부터 돌출되어 버로 되는 일이 없어진다고 하는 효과가 있다.

제6항, 제7항의 발명은, 패키지 내에 기밀 밀봉된 압전 진동자의 바닥부 전극과, 발진 회로나 온도 보상 회로를 구성하는 전자 부품을 탑재하는 배선 기판에 형성한 라운드를 전기적 또한, 기계적으로 접속 고정하는 것으로서, 배선 기판 및 압전 진동자와는 별체의 절연 부재를 사용한 것이며, 상기 부재의 상면 및 바닥면에 각각 전극을 형성하여 양 전극 사이를 접속 도체에 의해 도통시킨 기둥 부재를 사용하여 구성되어 있어, 발진기의 평면 형상도 작게 할수 있다고 하는 효과가 있다.

제8항의 발명은, 발진 회로를 구성하는 전자 부품을 탑재하고, 바닥면에 외부 전극을 가지는 배선 기판과 압전 진동자를, 절연재의 상면 및 바닥면에 각각 전극을 형성하여 양 전극 사이를 접속 도체에 의해 도통시킨 기둥 부재를 통해 도통 고정된 압전 발진기의 제조 방법으로서, 절연 기판에 복수의 회로 배선 패턴, 외부 전극, 기둥 부재 고정용 패턴을 형성하여 전자 부품을 탑재하는 공정과, 복수의 기둥 부재를 구획 형성한 기둥 부재용 모재 각각의 기둥 부재 상부, 바닥부 및 측면을 도통하는 공정과, 배선 기판 모재를 기둥 부재용 모재와 함께 절단하여, 개편(個片)으로 분할하는 공정과, 배선 기판 상에 고정된 기둥 부재의 상면측 전극에 압전 진동자의 바닥면 전극을 도통 고정하는 공정을 포함하는 압전 발진기의 제조 방법이며, 배치 처리 수단을 이용하는 것이 가능하여, 압전 발진기의 저비용화가 가능하다고 하는 효과가 있다.

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제9항의 발명은, 기둥 부재용 모재로부터 격자 형상 부재와 상기 격자 형상 부재로부터 반도 형상으로 연장되는 기둥 부재를 일체로 구성한 것이며, 다량 생산이 가능하여, 비용 절감에 효과가 있다.

제10항의 발명은, 배선 기판으로서 압전 진동자를 지지하는 지지 프레임체의 외형보다도 넓은 면적을 가진 것을 이용했으므로, 지지 프레임체의 내외에 회로 소자를 탑재하는 것이 가능하여, 압전 발진기의 주파수를 미세 조정할 수 있다고 하는 효과가 있다.

제11항의 발명은, 지지 프레임체로서 복수의 금속 볼을 이용했으므로 배선 기판의 면적을 유효하게 활용할 수 있는 동시에, 압전 발진기의 소형화에 효과가 있다.

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제12항의 발명은, 바닥면에 발진 회로 및 온도 보상 회로를 구성하는 회로 소자를 탑재하는 동시에 상면의 외부 전극과, 압전 진동자의 바닥부 전극을 도통 접속하는 압전 발진기로서, 배선 기판의 바닥면에 설치한 금속 볼을 외부 접속 단자로 한 압전 발진기이며, 보다 소형화의 압전 발진기가 가능하다고 하는 효과가 있다.

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제13항의 발명은, 압전 진동 소자를 수용하는 패키지의 외측 바닥면에, 회로와, 외부 접속 단자가 되는 금속 볼을 설치한 압전 발진기이며, 압전 발진기의 소형화에 매우 효과가 있다.

Claims (13)

1. 외측 바닥면에 바닥면 전극을 가지는 패키지 내에 압전 진동 소자를 수납한 압전 진동자와,

   상면에 적어도 하나의 전자 부품을 탑재하는 동시에 상면에 도통 패턴을 가지는 평판 형상의 배선 기판과,

   상기 압전 진동자의 바닥면 전극과 상기 배선 기판의 도통 패턴 사이를 전기적으로 도통시키도록 연결하고, 또한 기계적으로 고정하는 기둥 형상 부재를 구비하고,

   상기 기둥 형상 부재는 상기 배선 기판의 상면의 단연(端緣)을 따라 배치된,

   압전 발진기.
2. 상면에 발진 회로 및 온도 보상 회로를 구성하는 복수의 전자 부품을 탑재하는 동시에 바닥면에 외부 전극을 구비한 평판 형상의 배선 기판과, 상기 배선 기판의 상면의 단연(端緣)을 따라 실장한 기둥 형상 부재를 통해 소정의 갭을 두고 고정된 압전 진동자를 구비한 압전 발진기로서,

   상기 압전 진동자는 패키지 내의 기밀 공소(空所) 내에 압전 진동 소자를 밀봉하는 동시에, 패키지 외측 바닥면에 상기 압전 진동 소자의 여진(勵振) 전극과 도통된 바닥면 전극을 구비하고, 상기 기둥 형상 부재는 상기 배선 기판 및 압전 진동자와는 별체의 부재이며, 상기 기둥 형상 부재의 바닥부를 상기 배선 기판의 상면에 형성한 기둥 형상 부재 고정용 패턴에 전기적으로 도통시키도록 연결하고, 또한 기계적으로 고정하는 동시에, 상기 기둥 형상 부재의 상부를 압전 진동자의 바닥면 전극과 전기적으로 도통시키도록 연결하고, 또한 기계적으로 고정하는,

   압전 발진기.
3. 상면에 발진 회로를 구성하는 전자 부품을 탑재하는 동시에 바닥면에 외부 전극을 구비한 평판 형상의 배선 기판과, 압전 진동자가 기둥 형상 부재를 통해 도통 고정된 압전 발진기로서,

   상기 기둥 형상 부재는 절연 기판의 상면 및 바닥면에 각각 실장 전극을 갖고 양 전극 사이를 접속 도체에 의해 전기적으로 도통한 것이며,

   상기 배선 기판은 그 상면에 상기 기둥 형상 부재의 바닥면측 전극을 도통 고정하기 위한 기둥 형상 부재 고정용 패턴이 형성된 것이며,

   상기 압전 진동자는 패키지의 기밀 공소 내에 압전 진동 소자를 밀봉한 것이며, 패키지 바닥면에는 상기 기둥 형상 부재의 상면 전극과 도통 고정되기 위한 바닥면 전극을 구비하는,

   압전 발진기.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 기둥 형상 부재는 세라믹 블록과, 상기 세라믹 블록의 상부 및 바닥부에 각각 형성되어 서로 도통되는 상부 전극 및 바닥부 전극을 구비하고 있는, 압전 발진기.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 기둥 형상 부재는 금속 블록 또는 금속 볼로 이루어지는, 압전 발진기.
6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 기둥 형상 부재로서, 상기 전자 부품 중 가장 키가 큰 전자 부품을 사용하는, 압전 발진기.
7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 기둥 형상 부재는 그 횡단면 형상이 원형, 타원형 또는 장원형인, 압전 발진기.
8. 상면에 발진 회로를 구성하는 전자 부품을 탑재하는 동시에 바닥면에 외부 전극을 구비한 평판 형상의 배선 기판과, 바깥 바닥면에 바닥면 전극을 가지는 패키지 내에 압전 진동 소자를 수납한 압전 진동자를 절연 기판의 상면 및 바닥면에 각각 전극을 형성하고 양 전극 사이를 접속 도체에 의해 도통시킨 기둥 형상 부재를 통해 도통 고정한 압전 발진기의 제조 방법으로서,

   절연 기판에 복수개 분의 회로 배선 패턴과 외부 전극과 기둥 형상 부재 고정용 패턴을 구획 형성한 배선 기판 모재에 전자 부품을 탑재하는 공정과,

   복수의 기둥 형상 부재를 구획 형성한 기둥 형상 부재용 모재를, 상기 배선 기판 모재 상의 기둥 형상 부재 고정용 패턴과 상기 기둥 형상 부재의 바닥면측 전극이 도통되도록 고정하는 공정과,

   상기 배선 기판 모재를 상기 기둥 형상 부재용 모재와 함께 절단하여, 개편(個片)으로 분할하는 공정과,

   상기 배선 기판 상에 고정된 기둥 형상 부재의 상면측 전극에 압전 진동자의 바닥면 전극을 도통 고정하는 공정

   을 포함하는 압전 발진기의 제조 방법.
9. 제8항에 있어서,

   상기 기둥 형상 부재용 모재는 격자 형상 부재와 상기 격자 형상 부재로부터 반도(半島) 형상으로 연장되는 기둥 형상 부재를 일체로 구성하는, 압전 발진기의 제조 방법.
10. 상면에 발진 회로 및 온도 보상 회로를 구성하는 회로 소자를 탑재하는 동시에 바닥면에 외부 전극를 구비한 평판 형상의 배선 기판과, 상기 배선 기판 상면에 고정한 지지 프레임체를 통해 소정의 갭을 두고 탑재된 압전 진동자를 구비한 압전 발진기로서,

    상기 압전 진동자는 압전 진동 소자와, 상기 압전 진동 소자를 기밀 밀봉하는 패키지로 이루어지고, 상기 패키지 외측 바닥면에는 외부 전극을 구비하고 있으며,

    상기 지지 프레임체는 상기 압전 진동자의 외부 전극을 도통 상태로 접속 고정하는 상부 전극과, 배선기판에 접속 고정하는 하부 전극을 가지고 있으며, 상기 배선 기판은 상기 지지 프레임체의 외형보다도 넓은 면적을 가지고 있으며, 그 상면에는 상기 지지 프레임체의 하부 전극을 도통 상태로 고정하는 랜드와,

    상기 지지 프레임체의 내외에 회로 소자 탑재용 랜드를 구비하는,

    압전 발진기.
11. 제10항에 있어서,

    상기 지지 프레임체를 복수의 금속 볼로 치환하는, 압전 발진기.
12. 바닥면에 발진 회로 및 온도 보상 회로를 구성하는 회로 소자를 탑재하는 동시에 상면에 외부 전극을 구비한 평판 형상의 배선 기판과, 바닥면에 외부 전극을 구비한 압전 진동자를 서로의 외부 전극끼리 도통 접속함으로써 고정된 압전 발진기로서,

    상기 배선 기판은 그 바닥면에 형성된 외부 접속용 랜드에 금속 볼을 접속 고정하는, 압전 발진기.
13. 패키지에 압전 진동 소자를 탑재하고 덮개에 의해 기밀 밀봉한 구조의 압전 진동자의 외측 바닥면에, 회로 패턴 및 랜드가 형성되어 있으며, 발진 회로 및 온도 보상 회로를 구성하기 위한 회로 소자와, 외부 접속 단자가 되는 금속 볼을 상기 랜드에 접속 고정하는, 압전 발진기.

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