KR101249312B1 - 압전 진동 디바이스 - Google Patents
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Abstract
베이스(4)의 패키지 내주면(13)은 수직면(14)과 수평면(15)으로 구성되고, 베이스(4)의 수직면(14)에 전극 패드(7(71~78))가 형성되어 있다. 전극 패드(71~78)는 수직면(14)과 수평면(15)이 교차하는 교선(17) 상을 포함하는 베이스(4)의 수직면(14)에 형성되고, 예컨대, 다른 전극이 되는 전극 패드(74,75)가 인접해서 형성되어 있다. 베이스(4)의 수직면(14)의 교선(17) 상에 걸친 인접하는 전극 패드(74,75) 사이의 거리는 베이스(4)의 수직면(14)에 있어서의 인접하는 전극 패드(74,75) 사이의 최단 거리보다 길다.
압전 진동 디바이스
Description
본 발명은 압전 진동 디바이스에 관한 것이다.
현재, 압전 진동 디바이스로서, 예컨대, 수정 발진기나, 수정 진동자 등을 들 수 있다.
발진기의 경우, 그 케이스인 패키지가 베이스와 캡으로 구성되고, 패키지 내부는 기밀 밀봉되어 있다. 또한, 이 케이스 내부에서는 수정 진동자와 발진 회로용 IC가 베이스 상의 저면이나 적층의 중간층에 형성된 전극 패드에 와이어본딩이나 금속 범프 등을 통해 접합되어 있다. 또한, 패키지의 내부 하방에 IC가 배치되고, 그 상방에 수정 진동자가 유지되어 있다(예컨대, 하기의 특허문헌1 참조).
또한, 수정 진동자의 경우, 그 케이스인 패키지가 베이스와 캡으로 구성되고, 케이스 내부는 기밀 밀봉되어 있다. 또한, 이 케이스 내부에서는 수정 진동편이 베이스 상의 저면이나 적층의 중간층 내부 등에 형성된 전극 패드에 도전성 접합재나 와이어본딩이나 금속 범프 등을 통해서 접합되어 있다(예컨대, 하기의 특허문헌2 참조).
특허문헌1: 일본 특허 공개 2002-158558호 공보
특허문헌2: 일본 특허 공개 2004-356687호 공보
현재, 전자기기의 소형화가 진행되고 있고, 이 소형화에 따라 상기한 바와 같은 수정 발진기나 수정 진동자도 소형화가 진행되고 있다. 그 때문에, 예컨대, 상기한 특허문헌1에 나타내는 수정 진동자에서는 케이스 내부에 있어서 베이스에 수정 진동편을 접합하기 위한 베이스 상의 전극 패드의 형성 위치의 간격을 짧게 할 필요가 있다.
그런데, 베이스의 전극 패드의 표면에 먼지나 용제나 산화 박막 등이 부착되어 있으면 전극 패드로의 와이어본딩이나 금속 범프의 접합력이 저하된다. 이 때문에, 현재, 수정 진동편과 전극 패드를 접합하기 전에 전극 패드의 표면을 세정하는 방법이 채용되어 있다. 이 전극 패드를 세정하는 방법으로서, 최근, 세정 후의 후공정(알칼리 제거)에 의한 2차 오염이 없는 플라즈마 에칭 등의 드라이 에칭에 의한 세정 방법이 일반화되어 있다. 여기서 말하는 플라즈마 에칭에 의한 방법(플라즈마 스퍼터법)에서는 가속된 아르곤 이온, 산소 이온 등을 전극 패드의 표면에 물리적으로 충돌시켜 전극 패드의 금속 표면을 깎고, 먼지나 용제나 산화 박막이 부착되어 있지 않은 전극 패드의 금속면을 노출시켜서 전극 패드의 표면을 세정한다.
그러나, 상기 베이스 상의 전극 패드를 플라즈마 스퍼터법에 의해 세정할 경우, 전극 부스러기가 비산되고, 이 비산된 전극 부스러기가 베이스의 벽면 등 베이스의 저면에 대하여 각도를 가진 면에 재부착(스퍼터링)된다. 이 전극 부스러기의 재부착에 관해서 아르곤 이온, 산소 이온의 조사원에 대향한 대향면(예컨대, 베이스의 저면)에 재부착될 일은 없지만, 조사원에 대향한 대향면에 대하여 각도를 가진 면(예컨대, 조사원에 직교하는 면 베이스의 벽면) 등에서는 조사원으로부터 조사된 이온이 충돌하지 않거나 또는 어렵기 때문에, 비산하여 재부착(스퍼터링)된 전극 부스러기가 잔존한다.
그 때문에, 수정 진동자의 소형화에 따라 수정 진동편을 접합하는 베이스 상의 전극 패드의 형성 위치의 간격을 좁게 했을 경우, 베이스의 저면에 대하여 각도를 가진 면에 재부착된 전극 부스러기에 의해 인접해서 형성된 다른 전극이 되는 전극 패드가 접속되고, 인접하는 전극 패드 간의 단락을 초래할 가능성이 있다.
상기 인접하는 전극 패드 간의 단락을 회피하기 위해서, 예컨대, 상기 특허문헌1에 기재된 발명(수정 발진기)에서는 전극 부스러기가 재부착되지 않도록 베이스의 재부착되는 영역을 마스크 부재로 덮고 있었지만, 수정 발진기의 소형화에 의해 베이스의 재부착되는 영역이 작아져 베이스의 재부착되는 영역만을 마스크 부재로 덮는 것은 어렵다. 특히, 상기 특허문헌1에 기재된 발명에서는 패키지의 내부 하방에 IC가 배치되고, 이 IC 근방의 상방에 수정 진동자가 유지되어 있으므로, 상기 문제의 악영향을 받기 쉬웠다.
그래서, 상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 베이스의 저면에 인접해서 형성된 다른 전극이 되는 전극 패드가 베이스의 저면에 대하여 각도를 가진 내면 상에서 접속하는 것을 회피하는 압전 진동 디바이스를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 압전 진동 디바이스는 베이스와 캡으로 패키지가 구성되고, 상기 베이스에는 전극 단자가 형성된 압전 진동편을 유지해서 압전 진동편의 전극 단자를 외부 전극과 도통 상태로 하기 위한 복수의 전극 패드가 형성된 압전 진동 디바이스에 있어서, 상기 베이스의 상기 패키지 내주면은 면방향이 다른 복수의 내면으로 구성되고, 상기 복수의 내면 중 동일 면방향의 내면과 다른 면방향의 다른 내면이 교차하는 교선 상을 포함하는 상기 동일 면방향의 내면에 다른 전극이 되는 상기 전극 패드가 인접해서 형성되고, 이 교선 상에 걸친 상기 인접하는 전극 패드 간의 거리가 상기 동일 면방향의 내면에 있어서의 상기 인접하는 전극 패드 간의 최단 거리보다 긴 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 상기 베이스의 상기 패키지 내주면은 면방향이 다른 복수의 내면으로 구성되고, 상기 복수의 내면 중 동일 면방향의 내면과 다른 면방향의 다른 내면이 교차하는 교선 상을 포함하는 상기 동일 면방향의 내면에 다른 전극이 되는 상기 전극 패드가 인접해서 형성되고, 이 교선 상에 걸친 상기 인접하는 전극 패드 간의 거리가 상기 동일 면방향의 내면에 있어서의 상기 인접하는 전극 패드 간의 최단 거리보다 길므로, 동일 면방향의 상기 내면에 인접해서 형성된 다른 전극이 되는 상기 전극 패드가 다른 면방향의 다른 내면 상에서 접속하는 것을 회피하는 것이 가능하게 되고, 다른 전극이 되는 상기 전극 패드의 접속에 의한 단락을 방지하는 것이 가능하게 된다. 특히, 본 발명은 상기 베이스 상의 전극 패드를 플라즈마 스퍼터법에 의해 세정할 경우에 바람직한 구성이다. 즉, 플라즈마 스퍼터법을 이용했을 경우, 전극 부스러기가 비산되고, 이 비산된 전극 부스러기가 베이스의 벽면 등 베이스의 저면에 대하여 각도를 가진 면에 재부착(스퍼터링)되지만, 본 발명에 의하면, 상기 교선 상에 걸친 상기 인접하는 전극 패드 간의 거리가 상기 동일 면방향의 내면에 있어서의 상기 인접하는 전극 패드 간의 최단 거리보다 길므로, 다른 면방향의 다른 내면 상에서 접속하는 것을 회피하는 것이 가능하게 된다. 또한, 본 발명은 상기 플라즈마 스퍼터법 뿐만 아니라 드라이 에칭법 전반에 있어서의 동일한 문제를 해소하는데에 바람직하다. 또한, 상기 특허문헌1과 같이 마스크 부재를 이용하여 인접하는 전극 패드 간의 단락을 회피하고 있지 않으므로, 본 발명은 소형화된 수정 진동 디바이스에 바람직하다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 압전 진동 디바이스는 베이스와 캡으로 패키지가 구성되고, 상기 베이스에는 전극 단자가 형성된 압전 진동편 및 집적 회로 기판을 유지해서 압전 진동편 및 집적 회로 기판의 전극 단자를 외부 전극 및 내부 단자 간을 도통 상태로 하기 위한 복수의 전극 패드가 형성된 압전 진동 디바이스에 있어서, 상기 베이스의 상기 패키지 내주면은 면방향이 다른 복수의 내면으로 구성되고, 상기 복수의 내면 중 동일 면방향의 내면과 다른 면방향의 다른 내면이 교차하는 교선 상을 포함하는 상기 동일 면방향의 내면에 다른 전극이 되는 상기 전극 패드가 인접해서 형성되고, 이 교선 상에 걸친 상기 인접하는 전극 패드 간의 거리가 상기 동일 면방향의 내면에 있어서의 상기 인접하는 전극 패드 간의 최단 거리보다 긴 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 상기 베이스의 상기 패키지 내주면은 면방향이 다른 복수의 내면으로 구성되고, 상기 복수의 내면 중 동일 면방향의 내면과 다른 면방향의 다른 내면이 교차하는 교선 상을 포함하는 상기 동일 면방향의 내면에 다른 전극이 되는 상기 전극 패드가 인접해서 형성되고, 이 교선 상에 걸친 상기 인접하는 전극 패드 간의 거리가 상기 동일 면방향의 내면에 있어서의 상기 인접하는 전극 패드 간의 최단 거리보다 길므로, 동일 면방향의 상기 내면에 인접해서 형성된 다른 전극이 되는 상기 전극 패드가 다른 면방향의 다른 내면 상에서 접속하는 것을 회피하는 것이 가능하게 되고, 다른 전극이 되는 상기 전극 패드의 접속에 의한 단락을 방지하는 것이 가능하게 된다. 특히, 본 발명은 상기 베이스 상의 상기 전극 패드를 플라즈마 스퍼터법에 의해 세정할 경우에 바람직한 구성이다. 즉, 플라즈마 스퍼터법을 이용했을 경우, 전극 부스러기가 비산되고, 이 비산된 전극 부스러기가 베이스의 벽면 등 베이스의 저면에 대하여 각도를 가진 면에 재부착(스퍼터링)되지만, 본 발명에 의하면, 상기 교선 상에 걸친 상기 인접하는 전극 패드 간의 거리가 상기 동일 면방향의 내면에 있어서의 상기 인접하는 전극 패드 간의 최단 거리보다 길므로, 다른 면방향의 다른 내면 상에서 접속하는 것을 회피하는 것이 가능하게 된다. 또한, 본 발명은 상기 플라즈마 스퍼터법 뿐만 아니라 드라이 에칭법 전반에 있어서의 동일한 문제를 해소하는데에 바람직하다. 또한, 상기 한 특허문헌1과 같이 마스크 부재를 이용하여 인접하는 전극 패드 간의 단락을 회피하고 있지 않으므로, 본 발명은 소형화된 수정 발진기에 바람직하다.
상기 구성에 있어서, 상기 복수의 내면 중 동일 면방향의 내면과 다른 면방향의 다른 내면이 교차하는 교선 상을 포함하는 상기 동일 면방향의 내면에 다른 전극이 되는 상기 전극 패드가 인접해서 형성되고, 이 교선 상에 걸친 상기 인접하는 전극 패드 간의 거리가 100㎛ 이상으로 설정되고, 또한, 상기 동일 면방향의 내면에 있어서의 상기 인접하는 전극 패드 간의 최단 거리가 100㎛ 미만으로 설정되어도 된다.
이 경우, 상기 교선 상에 걸친 상기 인접하는 전극 패드 간의 거리가 100㎛ 이상으로 설정되고, 또한, 상기 동일 면방향의 내면에 있어서의 상기 인접하는 전극 패드 간의 최단 거리가 100㎛ 미만으로 설정되므로, 상기 동일 면방향의 내면에 있어서의 전극 패드의 설계 자유도가 증가된다. 그 결과, 상기 압전 진동 디바이스를 탑재하는 기기의 다기능화(기능의 추가)에 의해 생기는 상기 압전 진동 디바이스에서의 전극 패드 등의 배선의 증가에 대응하는 것이 가능하게 된다.
상기 구성에 있어서, 상기 다른 면방향의 다른 내면은 복수면으로 구성되고, 상기 교선은 상기 동일 면방향의 내면과 복수면의 상기 다른 내면이 교차하는 선으로 구성되어도 된다.
이 경우, 상기 다른 면방향의 다른 내면은 복수면으로 구성되고, 상기 교선은 상기 동일 면방향의 내면과 복수면의 상기 다른 내면이 교차하는 선으로 구성되므로, 교선을 연장시키는 것이 가능하게 된다. 즉, 상기 교선의 거리가 상기 베이스의 상기 동일 면방향의 내면 상에서 절곡되어 있으므로, 그 때 절곡분만큼 교선의 거리도 길어져 교선을 연장하는 것이 가능하게 된다. 그 때문에, 다른 전극이 되는 상기 전극 패드의 접속에 의한 단락을 방지할 수 있다. 또한, 이 구성은, 반대로, 상기 인접하는 전극 패드 간의 거리를 보다 접근시킬 수 있으므로, 상기 패키지가 소형화되었을 경우에 바람직하다.
상기 구성에 있어서 상기 교선으로부터 떨어진 상기 동일 면방향의 내면 상에 부상(浮上) 상태의 전극 패드가 형성되어도 된다.
이 경우, 상기 교선으로부터 떨어진 상기 동일 면방향의 내면 상에 상기 부상 상태의 전극 패드가 형성되므로, 이 부상 상태의 전극 패드와, 인접해서 형성된 다른 전극이 되는 상기 전극 패드가 상기 다른 면방향의 다른 내면 상에서 접속하는 것을 실질적으로 회피하는 것이 가능하게 된다. 그 때문에, 본 구성에 의하면, 전극 패드의 수를 현상태 그대로 해서 상기 압전 진동 디바이스의 소형화를 도모할 때에 바람직하다.
상기 구성에 있어서, 상기 부상 상태의 전극 패드의 수보다 상기 교선 상을 포함하는 상기 동일 면방향의 내면에 형성된 상기 전극 패드의 수가 많은 것이 바람직하다.
이 경우, 상기 부상 상태의 전극 패드의 수보다 상기 교선 상을 포함하는 상기 동일 면방향의 내면에 형성된 상기 전극 패드의 수가 많으므로, 상기 부상 상태의 전극 패드를 이용함으로써 상기 동일 면방향의 내면에 형성하는 전극 패드의 형성 위치를 임의로 설정하는 것이 가능하게 될 뿐만 아니라, 상기 부상 상태의 전극 패드의 수보다 상기 교선 상을 포함하는 상기 동일 면방향의 내면에 형성된 상기 전극 패드의 수가 많으므로, 상기 전극 패드를 상기 교선으로부터 떨어진 상기 동일 면방향의 내면에 형성하는 것에 의한 상기 베이스의 강도 저하를 억제하는 것이 가능하게 된다.
상기 구성에 있어서 상기 베이스는 저부 상에 적층부가 성형되어 이루어지고, 상기 저부의 상기 적층부가 성형된 위치 또는 그 근방에 스루홀이 형성되고, 상기 스루홀을 통해서 상기 패키지 내부의 상기 전극 패드가 상기 패키지 외부에 도통되어도 된다.
이 경우, 상기 베이스는 저부 상에 적층부가 성형되어 이루어지고, 상기 저부의 상기 적층부가 성형된 위치 또는 그 근방에 상기 스루홀이 형성되고, 상기 스루홀을 통해서 상기 패키지 내부의 상기 전극 패드가 상기 패키지 외부에 도통되므로, 상기 적층부에 의해 상기 스루홀의 배치에 의한 상기 베이스의 강도 저하를 억제하는 것이 가능하게 된다.
상기 구성에 있어서 상기 스루홀의 내주면에 전극이 형성되고, 상기 스루홀의 중앙 부분인 중심부에 수지가 충전되어도 된다.
이 경우, 상기 스루홀의 내주면에 상기 전극이 형성되고, 상기 스루홀의 중앙 부분인 중심부에 수지가 충전되므로, 상기 스루홀 내 전체에 금속인 상기 전극 패드를 형성하지 않아 제조 비용을 삭감하는데에 바람직하다. 또한, 상기 스루홀의 내주면을 따라 형성된 상기 전극에 의해 상기 전극 패드와의 단선을 방지하는 것이 가능하게 된다. 또한, 상기 스루홀로의 상기 수지의 충전을 용이하게 하는 것이 가능하게 된다.
상기 구성에 있어서 상기 전극 패드는 복수층으로 이루어지고, 그 최상층의 두께는 1.0㎛ 이하이어도 된다.
이 경우, 상기 전극 패드의 최상층의 두께가 1.0㎛ 이하이므로, 상기 전극 패드를 성형할 때에 비산되는 상기 전극 패드의 전극 부스러기에 의해 인접하는 상기 전극 패드 간의 단락을 회피하는 것이 가능하게 된다. 특히, 본 구성은 상기 베이스 상의 상기 전극 패드를 플라즈마 스퍼터법에 의해 세정할 경우에 바람직하고, 또한 이 플라즈마 스퍼터법 뿐만 아니라 드라이 에칭법 전반에 있어서의 동일한 문제를 해소하는데에 바람직하다. 그 결과, 상기 동일 면방향의 내면에 있어서의 전극 패드의 설계 자유도가 증가된다.
<발명의 효과>
본 발명에 따른 압전 진동 디바이스에 의하면, 베이스의 동일 면방향의 내면에 인접해서 형성된 다른 전극이 되는 전극 패드가 베이스의 다른 면방향의 다른 내면 상에서 접속하는 것을 회피하는 것이 가능하게 된다. 예컨대, 베이스의 저면에 인접해서 형성된 다른 전극이 되는 전극 패드가 베이스의 저면에 대하여 각도를 가진 내면(측벽) 상에서 접속하는 것을 회피하는 것이 가능하게 된다.
도 1은 본 실시예에 따른 수정 발진기의 개략 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 본 실시예에 따른 수정 발진기를 제조한 상태에서 도 1에 나타내는 A-A선을 따른 개략 단면도이다.
도 3은 본 실시예에 따른 수정 발진기의 베이스의 개략 평면도이다.
도 4는 도 2에 나타내는 스루홀의 개략적인 확대도이다.
도 5는 본 실시예에 따른 수정 발진기의 제조 공정 중 세정 공정을 나타낸 개략 공정도이다.
도 6은 본 실시예에 따른 수정 발진기의 제조 공정 중 집적 회로 기판의 접합 공정을 나타낸 개략 공정도이다.
도 7은 본 실시예에 따른 수정 발진기의 제조 공정 중 수정 진동편의 접합 공정을 나타낸 개략 공정도이다.
도 8은 본 실시예에 따른 수정 발진기의 제조 공정 중 캡의 접합 공정을 나타낸 개략 공정도이다.
도 9는 본 실시의 다른 형태에 따른 수정 발진기의 베이스의 개략 평면도이다.
도 10은 본 실시의 다른 형태에 따른 수정 발진기의 베이스의 개략 평면도이다.
도 11은 본 실시예에 따른 수정 발진기의 제조 공정 중 세정 공정에 있어서의 세정 조건의 변경에 의한 수정 발진기의 전극 패드의 두께와 저항값의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 12는 본 실시형태에 따른 수정 발진기에 있어서 절연막을 형성한 베이스의 개략 평면도이다.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
1 : 수정 발진기(압전 진동 디바이스) 11 : 패키지
14 : 수직면(동일 면방향의 내면)
15 : 수평면(다른 면방향의 다른 내면)
17 : 교선 18 : 스루홀
181 : 수지 182 : 전극
2 : 수정 진동편(압전 진동편) 3 : 집적 회로 기판
4 : 베이스 41 : 저부
42 : 적층부 5 : 캡
7(71~79) : 전극 패드 76,79 : 부상 상태의 전극 패드
이하, 본 발명의 실시형태에 대해서 도면을 참조해서 설명한다. 또한, 이하에 나타내는 실시예에서는 압전 진동 디바이스로서 수정 발진기에 본 발명을 적용한 경우를 나타낸다.
본 실시예에 따른 수정 발진기(1)는, 도 1, 2에 나타내는 바와 같이, 하기의 AT 커트 수정 진동편(2)(이하, 수정 진동편이라고 함)과, 발진 회로용 집적 회로 기판(3)과, 이들 수정 진동편(2) 및 집적 회로 기판(3)을 유지하는 베이스(4)와, 베이스(4)에 유지한 수정 진동편(2) 및 집적 회로 기판(3)을 기밀 밀봉하기 위한 캡(5)으로 이루어진다.
이 수정 발진기(1)에서는, 도 1, 2에 나타내는 바와 같이, 베이스(4)와 캡(5)으로 패키지(11)가 구성되고, 이들 베이스(4)와 캡(5)이 접합됨으로써 패키지(11) 내에 기밀 밀봉된 내부 공간(12)이 형성된다. 이 내부 공간(12)에서는 내부 하방의 베이스(4)의 저면(43)(하기 참조)에 집적 회로 기판(3)이 금속 범프(6)를 통해서 FCB법에 의해 베이스(4)에 접합되고, 그 상방에 수정 진동편(2)이 금속 범프(6)를 통해서 FCB법에 의해 베이스(4)에 접합해서 유지되어 있다.
다음에, 이 수정 발진기(1)의 각 구성에 대해서 설명한다.
베이스(4)는, 도 1~3에 나타내는 바와 같이, 저부(41)와, 이 저부(41)의 상방에 적층한 적층부(42)(하기의 제 1, 2 적층부(42a,42b))로 구성된다. 또한, 적층 부(42)는, 도 1~3에 나타내는 바와 같이, 저부(41)의 외측 가장자리 상에 적층된 벽부이고, 이 적층부(42)는 내부 공간(12)의 네 구석으로부터 연장해서 형성된 단차부(44)가 성형되어 있다. 그리고, 저부(41)와 적층부(42)에 의해 상방을 개구로 한 상자형상체의 베이스(4)가 성형되어 있다. 또한, 이 적층부(42)의 상면은 캡(5)과의 접합 영역이고, 이 접합 영역에는 캡(5)과 접합하기 위한 메탈라이즈층(도시생략)이 형성되어 있다. 또한, 이 베이스(4)는 알루미나 등의 세라믹 재료로 이루어지는 평면으로 봐서 직사각형상의 한 장 판 상에 세라믹 재료의 직육면체가 적층해서 오목 형상으로 일체적으로 소성되어 있다. 또한, 도 3에 나타내는 바와 같이, 이 베이스(4)는 외형을 평면으로 봐서 형상이 길이 방향의 변과 두께 방향의 변으로 구성되는 대략 직사각형으로 성형되어 있다.
또한, 도 1~3에 나타내는 바와 같이, 베이스(4)의 내부 공간(12)에 있어서의 베이스(4)의 개구한 면, 즉, 베이스(4)의 저면(43) 및 단차부(44) 표면에 하기의 전극 패드(7(71~78))가 형성되어 있다. 또한, 단차부(44) 표면에 형성된 전극 패드(71,72)는 수정 진동편(2)의 전극 단자(도시생략)와 접합하는 전극 패드이고, 이들 전극 패드(71,72)는 다른 전극이다. 또한, 베이스(4)의 저면(43)에 형성된 전극 패드(73~78)는 집적 회로 기판(3)의 전극 단자(도시생략)와 접합하는 전기 패드이고, 이들 전극 패드(73,75,77)와 전극 패드(74,76,78)는 다른 전극이다. 이들 전극 패드(7)는 하기의 스루홀(18)의 전극(182)(도 4 참조)을 통해서 베이스(4)의 이면에 형성되는 외부 단자(45)에 전기적으로 접속되어 있다. 이들 외부 단자(45)는 외부 부품이나 외부 기기와 접속되고, 수정 진동편(2)과 집적 회로 기판(3)으로 구성 되는 수정 발진기(1)의 출력 단자, 전원 단자, 어스 단자로서 이용된다. 또한, 전극 패드(7), 스루홀(18)의 전극(182), 외부 단자(45)는 텅스텐, 몰리브덴 등의 메탈라이즈 재료를 인쇄한 후에 베이스(4)와 일체적으로 소성해서 형성된다. 그리고, 이들 전극 패드(7), 스루홀(18)의 전극(182), 외부 단자(45) 중 일부의 것(예컨대, 전극 패드(7))에 대해서는 메탈라이즈 상부에 니켈 도금이 형성되고, 그 상부에 금 도금이 형성되어 구성된다. 구체적으로, 전극 패드(7)는 복수층으로 이루어지고(본 실시예에서는 메탈라이즈, 니켈 도금, 금 도금의 3층), 전극 패드(7)의 상부(최상층)에 금 도금이 형성되어 있다.
또한, 베이스(4)의 패키지 내주면(13)은 면방향이 다른 복수의 내면으로 구성되어 있다. 구체적으로, 도 2, 3에 나타내는 바와 같이, 베이스(4)의 패키지 내주면(13)이 베이스(4)의 저면(43)과 단차부(44) 표면이 동일한 방향으로 면한 면(이하, 이 면을 수평면(14)이라고 함)과, 이 수직면에 대하여 수직방향으로 향한 면(이하, 이 면을 수직면(15)이라고 함)으로 구성되어 있다. 또한, 수직면(15)은, 도 2, 3에 나타내는 바와 같이, 길이 방향 수직면(151)과 두께 방향 수직면(152)으로 구성되어 있다. 즉, 본 실시예에서는 베이스(4)의 패키지 내주면(13)은 3방향으로 향한 내면으로 구성되어 있다. 또한, 여기서 말하는 수평면(14) 또는 수직면(15)은 각각의 면이 수직방향 또는 수평방향으로 대략 향한 면이고, 엄밀하게 수직방향 또는 수평방향으로 향한 면이라고 하는 것은 아니다.
캡(5)은 코바르(kovar) 등의 금속 재료로 이루어지고, 도 1, 2에 나타내는 바와 같이, 평면으로 봐서 직사각형상의 한 장 판으로 성형되어 있다. 이 캡(5)은 하면에 납재(16)가 형성되어 있고, 심용접에 의해 베이스(4)에 접합되어 캡(5)과 베이스(4)에 의한 수정 발진기(1)의 패키지(11)가 구성된다. 또한, 본 실시예에서 하는 내부 공간(12)은 캡(5)과 베이스(4)에 의해 기밀 밀봉된 영역을 말한다. 또한, 캡(5)을 세라믹 재료로 하고, 유리 재료를 통해서 기밀 밀봉해도 된다.
내부 공간(12)에 배치된 집적 회로 기판(3)에는 그 저면에 복수의 전극 단자(도시생략)가 형성되어 있다. 그리고, 베이스(4)의 저면(43)의 전극 패드(73~78)에 대해서 금으로 이루어지는 금속 범프(6)를 통해서 FCB법에 의해 전기적으로 접속되고, 베이스(4)의 저면(43)에 유지된다.
또한, 내부 공간(12)에 배치된 수정 진동편(2)은 직사각형상의 AT 커트 수정판으로 이루어지고, 평면으로 봐서 직사각형상의 한 장 판의 직육면체로 성형되어 있다. 이 수정 진동편(2)의 양 주면(21,22)에는 1쌍의 여진 전극(도시생략)과, 이들 여진 전극을 외부 전극(본 실시예에서는 하기의 베이스(4)의 전극 패드(71,72))과 전기적으로 접속하기 위해 여진 전극으로부터 인출된 인출 전극(도시생략)으로 이루어지는 전극 단자(도시생략)가 형성되어 있다. 이 수정 진동편(2)의 전극 단자는 스퍼터링법 등의 박막 형성 수단에 의해 형성되고, 예컨대, 수정 진동판측으로부터 크롬, 금의 순서로, 또는 크롬, 금, 크롬의 순서로, 또는 크롬, 은, 크롬의 순서로 적층해서 형성되어 있다. 그리고, 베이스(4)의 단차부(44) 표면의 전극 패드(71,72)에 대해서 금으로 이루어지는 금속 범프(6)를 통해서 FCB법에 의해 전기적으로 접속되고, 베이스(4)의 단차부(44) 표면에 유지된다.
또한, 전극 패드(71~78)는, 도 2, 3에 나타내는 바와 같이, 수평면(14)과 수 직면(15)이 교차하는 교선(17) 상을 포함하는 베이스(4)의 수평면(14)에 형성되어 있다. 또한, 다른 전극이 되는 전극 패드(여기서는 부호 74,75의 전극 패드를 예로 한다, 이하 마찬가지)가 인접해서 형성되어 있다. 또한, 베이스(4)의 수평면(14)의 교선(17) 상에 걸친 인접하는 전극 패드(74,75) 사이의 거리는 베이스(4)의 수평면(14)(저면(43) 및 단차부(44) 표면)에 있어서의 인접하는 전극 패드(74,75) 사이의 최단 거리보다 길다. 구체적으로, 베이스(4)의 수평면(14)의 교선(17) 상에 걸친 인접하는 전극 패드(74,75) 사이의 거리가 100㎛ 이상으로 설정되고, 베이스(4)의 수평면(14)(저면(43) 및 단차부(44) 표면)에 있어서의 인접하는 전극 패드(74,75) 사이의 최단 거리가 100㎛ 미만으로 설정되어 있다. 또한, 본 실시예에서는 전극 패드(74,75)를 예로 해서 베이스의 수평면(14)의 교선(17) 상에 따른 전극 패드(74,75) 사이의 거리가 120㎛로 설정되고, 베이스(4)의 수평면(14)에 있어서의 전극 패드(74,75) 사이의 최단 거리가 30㎛로 설정되어 있다. 또한, 다른 전극이 되는 전극 패드(7)(예로서 전극 패드(74,75)) 사이의 거리는 이것에 한정되는 것은 아니다. 그 때문에, 예컨대, 베이스의 수평면(14)의 교선(17) 상에 따른 전극 패드(74,75) 사이의 거리가 100㎛로 설정되고, 베이스(4)의 수평면(14)에 있어서의 전극 패드(74,75) 사이의 최단 거리가 45㎛로 설정되어도 된다.
또한, 교선(17)은, 도 2, 3에 나타내는 바와 같이, 수평면(14)과 수직면(15)이 교차하는 선이다. 그 때문에, 본 실시에 따른 교선(17)은 단차부(44)가 성형되어 있기 때문에 단차부(44)의 형상에 따른 선이 되고, 도 2, 3에 나타내는 바와 같이, 예컨대, 전극 패드(74,75) 사이에 있어서의 교선(17)은 대략 2면 방향의 길이 방향 수직면(151) 및 두께 방향 수직면(152)(실질 3면)과 저면(43)이 교차하는 선이 된다.
또한, 도 2, 3에 나타내는 바와 같이, 저부(41)의 상방에 적층부(42)가 성형된 위치 또는 그 근방에 스루홀(18)이 형성되어 있다. 이들 스루홀(18)은 각각 전극 패드(71~78)에 대응한 것이고, 이들 스루홀(18)을 통해서 패키지(11) 내부의 전극 패드(71~78)가 패키지(11) 외부의 외부 단자(45)에 도통되어 있다. 또한, 스루홀(18)에는 수지(181)가 충전되어 있다. 구체적으로, 도 4에 나타내는 바와 같이, 스루홀(18)의 내주면에 전극(182)이 형성되고, 스루홀(18)의 중앙 부분인 중심부에 수지(181)가 충전되어 있다.
다음에, 상기 수정 발진기(1)의 제조 공정에 대해서 도면을 이용하여 설명한다.
베이스(4)를 구성하는 저부(41) 상에, 단차부(44)를 성형하기 위한 제 1 적층부(42a)를 적층하고, 또한, 제 1 적층부(42a) 상에 캡(5)과의 접합 영역을 포함하는 제 2 적층부(42b)을 적층하고, 이들 저부(41), 제 1, 2 적층부(42a,42b)를 오목 형상으로 일체적으로 소성하여 도 1~3에 나타내는 상방을 개구로 한 상자형상체의 베이스(4)를 성형한다.
상기한 바와 같이 상자형상체로 성형된 베이스(4)를 플라즈마 스퍼터법에 의해 플라즈마 에칭해서 전극 패드(7)에 부착된 먼지나 용제나 산화 박막 등을 제거 세정한다(세정 공정). 구체적으로, 이 세정 공정에서는 가속된 아르곤 이온을, 도 5에 나타내는 바와 같이, 베이스(4)의 개구로부터 전극 패드(7)의 표면에 대하여 물리적으로 충돌시켜 전극 패드(7)의 표면을 깎고, 오염되어 있지 않은 전극 패드(7)의 금속면을 노출시켜 전극 패드(7)를 세정한다. 이 세정에 의해, 금속인 전극 패드(7)의 표면이 깎여져서 전극 패드(7)의 표면은 활성화되고, 이것에 대하여 아르곤 이온보다 분자량이 큰 세라믹으로 이루어지는 베이스(4) 자체는 거의 깎여지지 않는다. 또한, 본 실시예와 같이, 플라즈마 에칭 등의 드라이 에칭을 행하는 것은 베이스(4)의 전극 패드(7)와 수정 진동편(2)이나 집적 회로 기판(3)의 전극 단자의 접합 강도를 높이는데에 바람직하다. 또한, 이 세정 공정에 있어서 전극 패드(7)의 최상층에 형성되어 있는 금 도금의 두께는 1.0㎛ 이하로 설정되고, 본 실시예에서는 0.8㎛로 된다. 또한, 여기서의 전극 패드(7)의 금 도금의 두께가 1.0㎛ 이하로 설정되는 것에 대해서는 이하에 상세히 설명한다(도 11 참조).
상기한 바와 같이 세정 공정에 있어서 전극 패드(7)의 표면을 세정한 후에 베이스(4)에 집적 회로 기판(3)을 접합한다(집적 회로 기판(3)의 접합 공정). 이 집적 회로 기판(3)의 접합 공정 전에 집적 회로 기판(3)의 이면측의 전극 단자에 금속 범프(6)를 접합한다. 그리고, 집적 회로 기판(3)에 접합한 금속 범프(6)를 베이스(4)의 저면(43)에 형성한 전극 패드(73~78)에 대응시켜 배치하고, 도 6에 나타내는 바와 같이, 금속 범프(6)를 FCB법에 의해 전극 패드(73~78)에 접합하여 집적 회로 기판(3)을 베이스(4)에 접합한다. 또한, 여기서 말하는 FCB법 등에서는 본딩 툴(81)에 의해 집적 회로 기판(3)을 베이스(4)측에 하중(荷重)하면서, 베이스(4)의 전극 패드(73~78)와 금속 범프(6)의 표면을 초음파 인가시켜 베이스(4)에 집적 회로 기판(3)을 접합한다. 또한, 베이스(4) 자체는 어느 정도 가열되어 있는 경우도 있다.
그리고, 집적 회로 기판(3)의 접합 공정 후에 수정 진동편(2)을 베이스(4)의 단차부(44) 표면에 접합한다(수정 진동편(2)의 접합 공정). 이 수정 진동편(2)의 접합 공정은 상기 집적 회로 기판(3)의 접합 공정과 대략 동일하다. 즉, 이 수정 진동편(2)의 접합 공정 전에 수정 진동편(2)의 이면측의 전극 단자에 금속 범프(6)를 접합한다. 그리고, 수정 진동편(2)에 접합한 금속 범프(6)를 베이스(4)의 단차부(44) 표면에 형성한 전극 패드(71,72)에 대응시켜 배치하고, 도 7에 나타내는 바와 같이, 금속 범프(6)를 FCB법 등에 의해 전극 패드(71,72)에 접합하고, 수정 진동편(2)을 베이스(4)에 접합한다. 또는 베이스(4)의 단차부(44) 표면에 금속 범프(6)를 접합하고, 수정 진동편(2)을 FCB법 등에 의해 접합한다.
상기한 바와 같이, 집적 회로 기판(3) 및 수정 진동편(2)을 베이스(4) 상에 접합한 후에 베이스(4)의 개구를 폐쇄하도록 베이스(4)의 제 2 적층부(42b) 상에 캡(5)을 배치한다. 그리고, 도 8에 나타내는 바와 같이, 금속 롤러(82)에 전류를 인가시켜 캡(5)의 각 변을 심 밀봉(seam sealing)하고, 패키지(11)의 내부 공간(12)을 기밀 밀봉해서(캡(5)의 접합 공정), 수정 발진기(1)를 제조한다.
상기한 바와 같이, 본 실시예에 따른 수정 발진기(1)에 의하면, 베이스(4)의 패키지 내주면(13)은 면방향이 다른 수평면(14)과 수직면(15)으로 구성되고, 수평면(14)과 수직면(15)이 교차하는 교선(17) 상을 포함하는 수평면(14)에 다른 전극이 되는 예컨대 전극 패드(74,75)가 인접해서 형성되고, 교선(17) 상에 걸친 전극 패드(74,75) 사이의 거리가 수평면(14)에 있어서의 전극 패드(74,75) 사이의 최단 거리보다 길므로, 수평면(14)에 인접해서 형성된 다른 전극이 되는 전극 패드(74,75)가 수직면(15) 상에서 접속하는 것을 회피할 수 있고, 이들 다른 전극이 되는 전극 패드(74,75)의 접속에 의한 단락을 방지할 수 있다. 특히, 본 실시예에 따른 수정 발진기(1)는 베이스(4) 상의 전극 패드(7)를 플라즈마 스퍼터법에 의해 세정할 경우에 바람직한 구성이다. 즉, 플라즈마 스퍼터법을 이용한 경우, 전극 부스러기가 비산되고, 이 비산된 전극 부스러기가 베이스(4)의 수직면(15)(151,152)에 재부착(스퍼터링)되지만, 본 실시예에 따른 수정 발진기(1)에서는 교선(17) 상에 걸친 전극 패드(74,75) 사이의 거리가 수평면(14)에 있어서의 전극 패드(74,75) 사이의 최단 거리보다 길므로(구체적으로, 교선(17) 상에 걸친 인접하는 전극 패드(74,75) 사이의 거리가 100㎛ 이상으로 설정되고, 또한, 수평면(14)에 있어서의 인접하는 전극 패드(74,75) 사이의 최단 거리가 100㎛ 미만으로 설정되는), 베이스(4)의 수평면(14)에 형성된 전극 패드(7)가 수직면(15)(151,152) 상에서 접속하는 것을 회피할 수 있다. 또한, 본 실시예에 따른 수정 발진기(1)는 상기 플라즈마 스퍼터법 뿐만 아니라 드라이 에칭법 전반에 있어서의 동일한 문제를 해소하는데에 바람직하다. 또한, 상기 한 특허문헌1과 같이 마스크 부재를 이용하여 인접하는 전극 패드 간의 단락을 회피하고 있지 않으므로, 본 실시예에 따른 수정 발진기(1)는 패키지(11)의 소형화에 바람직하다.
또한, 교선(17) 상에 걸친 인접하는 전극 패드(7)(예컨대, 전극 패드(74,75)) 사이의 거리가 100㎛ 이상으로 설정되고, 또한, 수평면(14)에 있어서의 인접하는 전극 패드(7)(예컨대, 전극 패드(74,75)) 사이의 최단 거리가 100㎛ 미만 으로 설정되므로, 수평면(14)에 있어서의 전극 패드(7)의 설계 자유도가 증가된다. 그 결과, 상기 수정 발진기(1)를 탑재하는 기기의 다기능화(기능의 추가)에 의해 생기는 상기 수정 발진기(1)에서의 전극 패드(7) 등의 배선의 증가에 대응할 수 있다.
또한, 베이스(4)의 패키지 내주면(13)은 수평면(14)과 복수의 수직면(15)으로 구성되고, 교선(17)은 베이스(4)의 수평면(14)과 수직면(15)이 교차하는 선으로 구성되어 있으므로, 교선(17)을 연장시킬 수 있다. 즉, 교선(17)의 거리가 도 1~3에 나타내는 바와 같이 베이스(4)의 수평면(14)(저면(43)) 상에서 절곡되어 있으므로, 그 때 절곡분만큼 교선(17)의 거리도 길어져 교선(17)을 연장할 수 있다. 그 때문에, 다른 전극이 되는 예컨대 전극 패드(74,75)의 접속에 의한 단락을 방지할 수 있다. 또한, 이 구성은 전극 패드(74,75) 등의 전극 패드(7) 사이의 거리를 보다 접근시킬 수 있으므로, 패키지(11)가 소형화되었을 경우에 바람직하다. 특히, 교선(17)을 절곡시킴으로써 발생하는 절곡점(변곡점)을 전극 패드(7)(예컨대, 전극 패드(74,75)나 전극 패드(75,76) 등) 사이에 개재시킴으로써 전극 패드(7) 사이에 볼록 형상 또는 오목 형상의 수평면(15)이 개재되는 구성으로 되므로, 전극 패드(7) 사이의 교선(17) 상에 걸친 거리를 길게 할 수 있다. 그 결과, 수직면(15)에서의 단락을 방지하면서, 수평면(14) 상에 있어서의 전극 패드(7) 사이의 거리를 보다 접근시킬 수 있고, 패키지(11)의 소형화에 의해 바람직한 형태가 된다.
또한, 베이스(4)는 저부(41) 상에 적층부(42)가 성형되어 이루어지고, 도 3에 나타내는 바와 같이 저부(41)의 적층부(42)가 성형된 위치 또는 그 근방에 스루 홀(18)이 형성되고, 스루홀(18)을 통해서 패키지(11) 내부의 전극 패드(71~78)가 패키지(11) 외부의 외부 단자(45)에 도통되므로, 적층부(42)에 의해 스루홀(18)의 배치에 의한 베이스(4)의 강도 저하를 억제할 수 있다.
또한, 도 4에 나타내는 바와 같이, 스루홀(18)의 내주면에 전극(182)이 형성되고, 스루홀(18)의 중앙 부분인 중심부에 수지(181)가 충전되므로, 스루홀(18) 내 전체에 금속인 전극 패드를 형성하지 않고 제조 비용을 삭감하는데에 바람직하다. 또한, 스루홀(18)의 내주면을 따라 형성된 전극(182)에 의해 전극 패드(71~78)와의 단선을 방지할 수 있다. 또한, 스루홀(18)로의 수지(181)의 충전을 용이하게 할 수 있다.
또한, 상기한 본 실시예에서는 압전 진동편으로서 AT 커트 수정 진동편을 이용하고 있지만, 이것에 한정되는 것이 아니고, 음차(音叉)형 수정 진동편이어도 된다. 또한, 압전 진동편으로서 수정을 재료로 하고 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 압전 세라믹스나 LiNbO3 등의 압전 단결정 재료를 사용해도 된다. 즉, 임의의 압전 진동편이 적용가능하다.
또한, 본 실시예에서는 수정 진동편(2)과 집적 회로 기판(3)을 이용하고 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 수정 진동편(2)의 개수는 임의로 설정가능하고, 또한 집적 회로 기판(3)의 유무도 임의로 설정가능하다. 즉, 용도에 맞게 해서 베이스에 탑재하는 부재를 설정 변경할 수 있고, 수정 진동편(2)만이어도 된다.
또한, 본 실시예에서는 상기 심 밀봉을 이용한 밀봉 공정에 의하지만, 이것 에 한정되는 것은 아니고, 코바르 링을 통해서 심 밀봉한 것이어도 되고, 또한, 심 밀봉에 한정되지 않고, 빔 밀봉(예컨대, 레이저 빔, 전자빔)이나 유리 밀봉 등이어도 된다.
또한, 본 실시예에서는 세정 공정에 있어서 아르곤 이온을 이용한 플라즈마 에칭을 행하고 있지만, 이것은 바람직한 예이고, 이것에 한정되는 것은 아니며, 산소 이온을 이용한 플라즈마 에칭이어도 된다. 또한, 본 실시예에서는 세정 공정에 있어서 플라즈마 에칭을 이용하고 있지만, 이것은 바람직한 예이며, 다른 드라이 에칭 공정을 이용하여 된다. 즉, 이온 밀링법이나, 반응성 가스 이온을 이용한 드라이 에칭 등이어도 된다.
또한, 적층부(42)의 형상은 도 1~3에 나타내는 형상에 한정되는 것은 아니고, 패키지(11)의 내부 공간(12)을 기밀 밀봉할 수 있으면 임의의 형상이어도 된다.
또한, 본 실시예에서는 수정 진동편(2) 및 집적 회로 기판(3)이 금속 범프(6)를 통해서 베이스(4)에 접합되어 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 즉, 예컨대, 금속 범프에 한정되지 않고 도전성 접합재나 와이어본딩을 통해서 베이스(4)에 수정 진동편(2)이나 집적 회로 기판(3)이 접합되어도 된다. 또한, 예컨대, 집적 회로 기판(3)과 베이스(4)의 접합에 와이어본딩을 채용했을 경우, 집적 회로 기판(3)을 베이스(4)의 저면(43)에 다이 본딩한 후, 집적 회로 기판(3)의 표면의 전극 단자와 베이스(4)의 전극 패드(73~78)를 금 등의 금속 와이어를 본딩해서 전기적으로 접속한다. 또한, 수정 진동편(2)과 베이스(4)의 접합에 도전성 접합재를 채용했을 경우, 도전성 접합재를 열경화시킴으로써 수정 진동편(2)의 전극 단자를 베이스(4)의 단차부(44) 표면의 전극 패드(71,72)에 접합시켜 수정 진동편(2)을 베이스(4)의 단차부(44) 표면에 유지한다. 여기서 말하는 도전성 접합재로서, 예컨대, 복수의 은 필러를 함유한 실리콘 등을 들 수 있다.
또한, 본 실시예에서는, 베이스(4)의 패키지 내주면(13)은 3방향으로 향한 내면으로 구성되어 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 다른 복수 방향을 향한 내주면이어도 되고, 특히 4방향 이상의 내주면으로 구성되는 것이 교선(17)의 거리를 길게 하는데에 바람직하다. 또한, 수평면(14) 및 수직면(15)에 대하여 각도를 가진 경사면이 형성되어도 된다.
또한, 본 실시예에서는 베이스(4)의 저면(43) 상의 교선(17) 상에 걸친 인접하는 전극 패드(74,75) 사이의 거리가 전극 패드(74,75) 사이의 최단 거리보다 길게 되도록 설정되어 있지만, 이 전극 패드(7) 사이의 정의는 전극 패드(74,75)에 한정되는 것이 아니다. 즉, 인접하는 2개의 전극 패드(7)가, 예컨대, 베이스(4)의 저면(43) 상의 전극 패드(77,78)이어도 되고, 베이스(4)의 단차부(44) 표면 상의 전극 패드(71,72)이어도 된다. 또한, 베이스(4)의 저면(43) 상의 전극 패드(75)와, 베이스(4)의 단차부(44) 표면 상의 전극 패드(72)이어도 된다. 즉, 전극 패드(7)의 인접하는 방향은 한정되지 않는다. 구체적으로, 본 실시예에서는 전극(74,75)을 예로 한 본 발명을 설명하고 있지만, 이것에 한정되지 않고, 예컨대, 본 발명에서 말하는 인접하는 전극 패드의 대상을 전극(71,72)으로 했을 경우, 교선(17) 상에 따른 전극 패드(71,72) 사이의 거리가 전극 패드(71,72) 사이의 최단 거리보다 길게 되도록 전극 패드(71,72)의 패키지 내주면(13)에 있어서의 배치를 설계 변경함으로써 전극 패드(71,72)는 본 발명에서 말하는 인접하는 전극 패드에 해당된다.
또한, 상기 전극 패드(7)는 전부 베이스(4)의 교선(17) 상을 포함하는 수평면(14)에 형성되어 있지만, 전극 패드(7)의 형성 위치는 이것에 한정되는 것은 아니고, 예컨대, 도 9에 나타내는 베이스(4)의 위치에 전극 패드(7)가 형성되어도 된다. 이 도 9에 나타내는 전극 패드(7)는 베이스(4)의 교선(17) 상을 포함하는 수평면(14)에 형성된 전극 패드(73~78)와, 교선(17)으로부터 떨어진 베이스(4)의 저면(43) 상에 부상 상태의 전극 패드(79)가 형성되어 있다. 구체적으로, 부상 상태의 전극 패드(79)는 각각 베이스(4)의 교선(17) 상을 포함하는 저면(43)에 인접해서 형성된 다른 전극이 되는 전극 패드((73,78),(73,74),(75,76),(76,77)) 사이에 형성되어 있다. 또한, 본 실시예에서는 이 부상 상태의 전극 패드(79)의 수(4개)보다 베이스(4)의 교선(17) 상을 포함하는 저면(43)에 형성된 전극 패드(73~78)의 수(6개)가 많게 되도록 설정되어 있다. 또한, 이 예에서는 전극 패드(73)와 부상 상태의 전극 패드(79)를 예로 해서 베이스(4)의 수평면(14)에 있어서의 전극 패드(73)와 부상 상태의 전극 패드(79) 사이의 최단 거리가 55㎛로 설정되어 있다.
상기한 바와 같이, 교선(17)으로부터 떨어진 저면(43) 상에 부상 상태의 전극 패드(79)가 형성됨으로써 이들 부상 상태의 전극 패드(79)와, 인접해서 형성된 다른 전극이 되는 전극 패드(73~78)가 수직면(15) 상에서 접속하는 것을 실질적으로 회피할 수 있다. 그 때문에, 본 구성에 의하면, 전극 패드의 수를 현상태 그대로 해서 상기 수정 발진기(1)의 소형화를 도모할 때에 바람직하다.
또한, 부상 상태의 전극 패드(79)를 이용함으로써 베이스(4)의 수평면(14)(저면(43))에 형성하는 전극 패드(73~78)의 형성 위치를 임의로 설정하는 것이 가능할 뿐만 아니라, 부상 상태의 전극 패드(79)의 수보다 베이스(4)의 교선(17) 상을 포함하는 수평면(14)(저면(43))에 형성된 전극 패드(73~78)의 수가 많으므로, 부상 상태의 전극 패드(79)를 베이스(4)의 수평면(14)(저면(43))에 형성하는 것에 의한 베이스(4)의 강도 저하를 억제할 수 있다.
또한, 전극 패드(7)의 형성 위치는 도 9에 나타내는 형성 위치에 한정되는 것은 아니고, 베이스(4)에 배치하는 수정 진동편(2)과 집적 회로 기판(3)의 배치나 방향 등에 의해서도 가변할 수 있다. 구체적으로, 도 10에 나타내는 전극 패드(7)의 형성 위치이어도 된다.
도 10에서는 수정 진동편(2)의 길이 방향과 집적 회로 기판(3)의 길이 방향이 직교하도록 각 전극 패드(7(71~76))가 형성되어 있다. 구체적으로, 전극 패드(71,72)는 수정 진동편(2)용 전극 패드이고, 전극 패드(73~76)는 집적 회로 기판(3)용 전극 패드이고, 각각 인접하는 전극 패드(7)는 다른 전극이 된다. 또한, 전극 패드(73~76)에 전기적으로 접속해서 유지되는 집적 회로 기판(3)에서는 베이스(3)의 센터 위치로부터 떨어진 위치에 상기 집적 회로 기판(3)의 센터가 위치 부여된다. 그 때문에, 도 10에 나타내는 바와 같이, 베이스(3)에 있어서의 수정 진동편(2)과 집적 회로 기판(3)은 각각 무게 중심이 어긋나서 유지되게 된다. 또한, 도 10에서는 전극 패드(71,72)의 일부에 노치부(71a,72a)가 형성되어 있다. 이것은, 전극 패드(71,72)에 수정 진동편(2)을 접합했을 때에 베이스(4)의 소판(素板)에도 수정 진동편(2)이, 예컨대 실리콘 등으로 이루어지는 도전성 수지 접착제(도전성 접합재)을 통해 접합시켜서 그 접합 강도를 높일 수 있다. 또한, 전극 패드(71,72)의 일부에 노치부(71a,72a)를 형성함으로써 그 근방의 전극 패드(7)(예컨대, 전극 패드(75))와의 단락도 방지할 수 있다.
또한, 상기한 수정 발진기(1)의 제조 공정에 나타내는 바와 같이, 세정 공정에 있어서 도 9, 10에 나타내는 전극 패드(7)의 최상층에 형성되어 있는 금 도금의 두께는 각각 1.0㎛ 이하의 두께로 설정되고, 구체적으로 0.8㎛로 된다. 또한, 여기서의 전극 패드(7)의 금 도금의 두께가 1.0㎛ 이하로 설정되는 것에 대해서 이하에 도 11을 이용하여 상세히 설명한다. 또한, 이 세정 공정은, 상기한 바와 같이, 상자형상체로 성형된 베이스(4)를 플라즈마 스퍼터법에 의해 플라즈마 에칭해서 전극 패드(7)에 부착된 먼지나 용제나 산화 박막 등을 제거 세정하는 공정이다. 또한, 도 11은 전극 패드(7)의 두께와 저항값의 관계를 나타낸 도면이고, 2개의 조건으로 미리 설정한 전극 패드(7)의 두께에 대한 저항값을 측정한 그래프이다. 여기서 말하는 전극 패드(7)의 두께와 저항값의 관계는 구체적으로 미리 설정한 2개의 전극 패드(7)(구체적으로 도 9의 경우 전극 패드(76,77)이고, 도 10의 경우 전극 패드(71,74)) 사이의 저항값과 이들 전극 패드(7)의 두께의 관계이다. 또한, 2개의 조건 중 첫번째의 조건(제 1 조건)은 플라즈마 스퍼터법에 의한 세정 공정의 세정 회수를 3회로 하고, 각 세정 공정에 있어서 플라즈마를 400W 120초간 가해서 세정을 행하는 조건이다. 그리고 두번째의 조건(제 2 조건)은 플라즈마 스퍼터법에 의한 세정 공정의 세정 회수를 5회로 하고, 각 세정 공정에 있어서 플라즈마를 600W 180초간 가해서 세정을 행하는 조건이고, 제 1 조건과는 세정력과 세정 시간과 세정 회수를 구별하고 있다. 도 11에 나타내는 바와 같이, 전극 패드(7)의 금 도금의 두께가 약 1.0㎛를 넘으면 저항값이 매우 낮아지는 것을 알 수 있었다. 이것은, 2개의 조건 모두 전극 패드(7)의 금 도금에 부착된 먼지나 용제나 산화 박막을 제거 세정했을 뿐만 아니라, 필요 이상으로 전극 패드(7)의 금 도금의 표면을 깎아서 제거하고 있는 것에 관계되어 있다. 그 때문에, 필요 이상으로 제거된 전극 패드(7)의 전극 부스러기에 의해, 다른 전극이 되는 전극 패드(7) 사이의 접속에 의한 단락을 일으킬 가능성이 있다.
상기한 바와 같이, 본 실시예 및 그 변형예에 의하면, 전극 패드(7)의 금 도금의 두께가 1.0㎛ 이하이므로, 전극 패드(7)를 성형할 때에 비산되는 전극 패드(7)의 전극 부스러기에 의해 인접하는 전극 패드(7) 사이의 단락을 회피할 수 있다. 특히, 본 구성은 베이스(4) 상의 전극 패드(7)를 플라즈마 스퍼터법에 의해 세정할 경우에 바람직하고, 또한 이 플라즈마 스퍼터법 뿐만 아니라 드라이 에칭법 전반에 있어서의 동일한 문제를 해소하는데에 바람직하다. 그 결과, 동일 면방향의 내면(수평면(14))에 있어서의 전극 패드(7)의 설계 자유도가 증가된다.
또한, 상기 실시예 및 그 변형예에서는 세정 공정에서 세정되는 대상으로서 전극 패드(7)의 금 도금을 들고 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 전극 패드(7)의 상부(최상층)에 형성된 재료가 세정 공정에서 세정되는 대상으로 되어 다른 재료이어도 된다. 또한, 이 전극 패드(7)의 최상층에 형성되는 재료는 베이스(4)에 탑재하는 전자부품(수정 진동편(2)이나 집적 회로 기판(3))과의 접합 부분 의 재료이기도 한다.
또한, 본 실시예는 상기한 구성에 한정되는 것은 아니고, 상기한 도 3에 나타내는 구성에 추가로, 도 12에 나타내는 바와 같이, 상기 전극 패드(7)의 교선(17)으로부터 수평면(14)의 일부에 걸쳐서 알루미나 등의 절연막(H)을 형성함으로써 수평면(14)에서의 단락 방지 효과가 높아진다.
또한, 본 발명은 그 사상 또는 주요한 특징으로부터 일탈하는 일 없이 다른 여러가지의 형태로 실시할 수 있다. 그 때문에, 상술의 실시예는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않고, 한정적으로 해석해서는 안된다. 본 범위는 특허청구의 범위에 의해 나타내는 것이며, 명세서 본문에는 하등 구속되지 않는다. 또한, 특허청구의 범위의 균등 범위에 속하는 변형이나 변경은 모두 본 발명의 범위 내의 것이다.
또한, 본 출원은 2005년 9월 30일에 일본에서 출원된 일본 특원 2005-286563호에 기초하는 우선권을 청구한다. 이것에 언급함으로써 그 모든 내용은 본 출원에 포함되는 것이다.
본 발명은 압전 진동 발진기나, 압전 진동자 등의 압전 진동 디바이스에 적용할 수 있다.
Claims (9)
- 베이스와 캡으로 패키지가 구성되고, 상기 베이스에는 전극 단자가 형성된 압전 진동편을 유지해서 압전 진동편의 전극 단자를 외부 전극과 도통 상태로 하기 위한 복수의 전극 패드가 형성된 압전 진동 디바이스에 있어서:상기 베이스의 상기 패키지 내주면은 면방향이 다른 복수의 내면으로 구성되고;상기 복수의 내면 중 동일 면방향의 내면과 다른 면방향의 다른 내면이 교차하는 교선 상을 포함하는 상기 동일 면방향의 내면에 다른 전극이 되는 상기 전극 패드가 인접해서 형성되고, 이 교선 상에 걸친 상기 인접하는 전극 패드 간의 거리가 상기 동일 면방향의 내면에 있어서의 상기 인접하는 전극 패드 간의 최단 거리보다 길고,상기 복수의 내면 중 동일 면방향의 내면과 다른 면방향의 다른 내면이 교차하는 교선 상을 포함하는 상기 동일 면방향의 내면에 다른 전극이 되는 상기 전극 패드가 인접해서 형성되고, 이 교선 상에 걸친 상기 인접하는 전극 패드 간의 거리가 100㎛ 이상으로 설정되고, 또한, 상기 동일 면방향의 내면에 있어서의 상기 인접하는 전극 패드 간의 최단 거리가 100㎛ 미만으로 설정되는 것을 특징으로 하는 압전 진동 디바이스.
- 베이스와 캡으로 패키지가 구성되고, 상기 베이스에는 전극 단자가 형성된 압전 진동편 및 집적 회로 기판을 유지해서 압전 진동편 및 집적 회로 기판의 전극 단자를 외부 전극 및 내부 단자 간을 도통 상태로 하기 위한 복수의 전극 패드가 형성된 압전 진동 디바이스에 있어서:상기 베이스의 상기 패키지 내주면은 면방향이 다른 복수의 내면으로 구성되고;상기 복수의 내면 중 동일 면방향의 내면과 다른 면방향의 다른 내면이 교차하는 교선 상을 포함하는 상기 동일 면방향의 내면에 다른 전극이 되는 상기 전극 패드가 인접해서 형성되고, 이 교선 상에 걸친 상기 인접하는 전극 패드 간의 거리가 상기 동일 면방향의 내면에 있어서의 상기 인접하는 전극 패드 간의 최단 거리보다 길고,상기 복수의 내면 중 동일 면방향의 내면과 다른 면방향의 다른 내면이 교차하는 교선 상을 포함하는 상기 동일 면방향의 내면에 다른 전극이 되는 상기 전극 패드가 인접해서 형성되고, 이 교선 상에 걸친 상기 인접하는 전극 패드 간의 거리가 100㎛ 이상으로 설정되고, 또한, 상기 동일 면방향의 내면에 있어서의 상기 인접하는 전극 패드 간의 최단 거리가 100㎛ 미만으로 설정되는 것을 특징으로 하는 압전 진동 디바이스.
- 삭제
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 다른 면방향의 다른 내면은 복수면으로 구성되고,상기 교선은 상기 동일 면방향의 내면과 복수면의 상기 다른 내면이 교차하는 선으로 구성되는 것을 특징으로 하는 압전 진동 디바이스.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 교선으로부터 떨어진 상기 동일 면방향의 내면 상에 부상 상태의 전극 패드가 형성된 것을 특징으로 하는 압전 진동 디바이스.
- 제 5 항에 있어서, 상기 부상 상태의 전극 패드의 수보다 상기 교선 상을 포함하는 상기 동일 면방향의 내면에 형성된 상기 전극 패드의 수가 많은 것을 특징으로 하는 압전 진동 디바이스.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 베이스는 저부 상에 적층부가 성형되어 이루어지고, 상기 저부의 상기 적층부가 성형된 위치 또는 그 근방에 스루홀이 형성되고, 상기 스루홀을 통해서 상기 패키지 내부의 상기 전극 패드가 상기 패키지 외부에 도통되는 것을 특징으로 하는 압전 진동 디바이스.
- 제 7 항에 있어서, 상기 스루홀의 내주면에 전극이 형성되고, 상기 스루홀의 중앙 부분인 중심부에 수지가 충전된 것을 특징으로 하는 압전 진동 디바이스.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 전극 패드는 복수층으로 이루어지고, 그 최상층의 두께는 1.0㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 압전 진동 디바이스.
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