KR20120115107A - 패키지, 진동자, 발진기 및 전자 기기 - Google Patents
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Abstract
(과제) 기밀성을 확보하면서, 저비용화를 실현 가능한 베이스 기판의 제공.
(해결 수단) 수정 진동자(1)의 패키지(20)는, 기재가 단층인 평판 형상의 베이스 기판(21)과, 오목부(22a)를 갖고 베이스 기판(21)을 덮는 리드부(lid section; 22)와, 베이스 기판(21)의 한쪽의 주면(21a)의 전체 둘레에 설치되어, 베이스 기판(21)과 리드부(22)를 접합하는 저융점 유리를 포함하는 접합재(23)를 구비하고, 베이스 기판(21)의 한쪽의 주면(21a)에는, 내부 전극(24, 25)이 설치되고, 베이스 기판(21)의 다른 한쪽의 주면(21b)에는, 외부 전극(26, 27, 28, 29)이 설치되고, 배선(24a)은, 유리 성분을 갖는 Ag-Pd 합금을 포함하여 이루어지며, 한쪽의 주면(21a)에 있어서 접합재(23)와 교차하고 있다.
(해결 수단) 수정 진동자(1)의 패키지(20)는, 기재가 단층인 평판 형상의 베이스 기판(21)과, 오목부(22a)를 갖고 베이스 기판(21)을 덮는 리드부(lid section; 22)와, 베이스 기판(21)의 한쪽의 주면(21a)의 전체 둘레에 설치되어, 베이스 기판(21)과 리드부(22)를 접합하는 저융점 유리를 포함하는 접합재(23)를 구비하고, 베이스 기판(21)의 한쪽의 주면(21a)에는, 내부 전극(24, 25)이 설치되고, 베이스 기판(21)의 다른 한쪽의 주면(21b)에는, 외부 전극(26, 27, 28, 29)이 설치되고, 배선(24a)은, 유리 성분을 갖는 Ag-Pd 합금을 포함하여 이루어지며, 한쪽의 주면(21a)에 있어서 접합재(23)와 교차하고 있다.
Description
본 발명은, 패키지, 이 패키지 내에 진동편을 구비한 진동자, 발진기 및 전자 기기에 관한 것이다.
종래, 압전 진동자 등의 압전 디바이스나, 반도체 소자 등에 이용되는 패키지로서는, 세라믹계 재료를 이용하여 단층의 평판 형상으로 구성된 패키지 기체(substrate)에 내부 전극을 설치하고, 이 내부 전극과, 패키지 기체의 저면에 설치된 외부 전극이, 패키지 기체를 관통하는 도전 선로를 통하여 접속되어 있는 구성의 패키지가 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
상기 패키지는, 제조 비용의 저감을 목적으로 하고, 패키지 기체(이하, 베이스부라고 함)가 단층의 평판 형상이 되어 있다.
그러나, 상기 패키지는, 베이스부에 설치된 내부 전극과, 베이스부의 저면에 설치된 외부 전극이, 베이스부를 관통하는 도전 선로(이하, 스루홀이라고 함)를 통하여 접속되어 있는 구성이다.
이에 따라, 상기 패키지는, 스루홀이 없는 구성과 비교하여, 적어도 베이스부를 관통하는 스루홀을 형성하기 위한 공수(工數; man-hour)와, 패키지의 기밀성을 확보하기 위해, 스루홀에 도전체를 충전하는 공수가 필요해진다.
이 결과, 상기 패키지는, 제조 비용의 저감이 불충분하다는 문제가 있다.
그래서, 제조 비용의 더 한층의 저감을 하기 위해, 상기 패키지의 스루홀을 없애는 방책으로서는, 베이스부의 전체 둘레에 설치된 금속 메탈라이즈층을 이용한 접합재를 절연성의 것으로 바꾸고, 배선을 베이스부의 외주로 인출하여, 베이스부의 측면을 경유시켜 내부 전극과 외부 전극을 접속하는 구성을 생각할 수 있다.
그러나, 이 구성의 패키지에 있어서는, 접합재와 배선이 교차하는(배선의 위에 접합재가 겹쳐지는) 부분(교차부)이, 반드시 발생하게 된다.
이에 따라, 이 구성의 패키지는, 예를 들면, 접합재에 절연성을 갖는 저융점 유리를 이용한 경우에, 상기 교차부에 있어서, 통상 이용되는, W, Mo 등의 금속 메탈라이즈층에 Ni 하지층, Au 피복층이 적층된 배선과의 밀착성이 나빠, 패키지의 기밀성을 확보할 수 없다는 새로운 문제가 발생할 우려가 있다.
본 발명은, 상기 과제의 적어도 일부를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 이하의 형태 또는 적용예로서 실현하는 것이 가능하다.
［적용예 1］본 적용예에 따른 패키지는, 기재(base material)가 단층인 평판 형상의 베이스부와, 오목부를 갖고 당해 오목부의 개구측에서 상기 베이스부를 덮는 리드부와, 상기 베이스부의 한쪽의 주면의 전체 둘레에 설치되어, 상기 베이스부와 상기 리드부를 접합하는 저융점 유리를 포함하는 접합재를 구비하고, 상기 베이스부의 상기 한쪽의 주면에는, 내부 전극이 설치되고, 상기 베이스부의 다른 한쪽의 주면에는, 외부 전극이 설치되며, 적어도 한 쌍의 상기 내부 전극과 상기 외부 전극은, 상기 베이스부의 상기 한쪽의 주면과 상기 다른 한쪽의 주면을 연결하는 측면을 경유하여, 상기 한쪽의 주면 및 상기 다른 한쪽의 주면에 둘러처지는 배선에 의해 서로 접속되고, 상기 배선은, 유리 성분을 갖는 Ag-Pd 합금을 포함하여 이루어지고, 상기 한쪽의 주면에 있어서 상기 접합재와 교차하고 있는 것을 특징으로 한다.
이에 따르면, 패키지는, 베이스부의 한쪽의 주면에 내부 전극이 설치되고, 다른 한쪽의 주면에 외부 전극이 설치되고, 적어도 한 쌍의 내부 전극과 외부 전극이, 베이스부의 한쪽의 주면과 다른 한쪽의 주면을 연결하는 측면을 경유하여, 한쪽의 주면 및 다른 한쪽의 주면에 둘러처지는 배선에 의해 서로 접속되어 있다. 그리고, 배선은, 유리 성분을 갖는 Ag-Pd 합금을 포함하여 이루어지고, 한쪽의 주면에 있어서 저융점 유리를 포함하는 접합재와 교차하고 있다(겹쳐져 있다).
이에 따라, 패키지는, 내부 전극과 외부 전극과의 접속에, 종래 구조에서는 필요했던 스루홀이 불필요해지기 때문에, 종래 구조와 비교하여, 제조 공수를 삭감할 수 있다. 이 결과, 패키지는, 저비용화를 실현하는 것이 가능해진다.
덧붙여, 패키지는, 접합재가 저융점 유리를 포함하고, 배선이 유리 성분을 갖는 Ag-Pd 합금을 포함하여 이루어지기 때문에, 양자의 상성(affinity)이 좋고, 접합재와 배선과의 교차부에 있어서의 밀착성이 매우 양호해진다.
이에 따라, 패키지는, 내부의 기밀성을 상기 교차부를 포함하여 전체 둘레에 걸쳐 충분히 확보할 수 있다.
［적용예 2］상기 적용예에 따른 패키지에 있어서, 상기 베이스부는 평면 형상이 대략 직사각형이며, 상기 배선이, 상기 베이스부의 한쪽의 대각에 위치하는 제1 모서리부 및 제2 모서리부에 있어서 상기 접합재와 교차하고 있는 것이 바람직하다.
이에 따르면, 패키지는, 베이스부의 평면 형상이 대략 직사각형이고, 배선이 베이스부의 한쪽의 대각에 위치하는 제1 모서리부 및 제2 모서리부에 있어서 접합재와 교차하고 있다.
이 점에서, 패키지는, 예를 들면, 배선이 베이스부의 서로 이웃하는 모서리부에 있어서 접합재와 교차하고 있는 경우와 비교하여, 리드부를 경사가 적고 안정된 상태로 베이스부에 접합할 수 있다.
이 결과, 패키지는, 내부의 기밀성을 확실하게 확보할 수 있다.
［적용예 3］상기 적용예 2에 따른 패키지에 있어서, 다른 상기 배선은, 상기 베이스부의 다른 한쪽의 대각에 위치하는 제3 모서리부 및 제4 모서리부에 있어서 상기 접합재와 교차하고 있는 것이 바람직하다.
이에 따르면, 패키지는, 다른 배선이 베이스부의 다른 한쪽의 대각에 위치하는 제3 모서리부 및 제4 모서리부에 있어서 접합재와 교차하고 있는 점에서, 베이스부의 제1 모서리부?제4 모서리부 모두에 있어서 배선과 접합재가 교차하게 된다.
이에 따라, 패키지는, 적용예 3과 비교하여, 리드부를 보다 안정된 상태로 베이스부에 접합할 수 있다.
이 결과, 패키지는, 내부의 기밀성을 보다 확실하게 확보할 수 있다.
［적용예 4］상기 적용예에 따른 패키지에 있어서, 상기 배선은, 상기 접합재와 직교하고 있는 것이 바람직하다.
이에 따르면, 패키지는, 배선이 접합재와 직교하고 있는 점에서, 양자의 교차부의 길이가 최단 거리가 된다
이에 따라, 패키지는, 배선이 접합재와 비스듬하게 교차하여, 양자의 교차부의 길이가 길어지는 경우와 비교하여, 양자의 교차에 기인하는, 예를 들면, 기밀성 부족 등의 문제점의 발생을 억제할 수 있다.
［적용예 5］본 적용예에 따른 진동자는, 상기 적용예의 어느 일 예에 기재된 패키지와, 상기 패키지에 수용되는 진동편을, 구비한 것을 특징으로 한다.
이에 따르면, 진동자는, 상기 적용예의 어느 일 예에 기재된 패키지와, 패키지에 수용되는 진동편을 구비한 점에서, 상기 적용예의 어느 일 예에 기재된 효과를 나타내는 진동자를 제공할 수 있다.
［적용예 6］본 적용예에 따른 발진기는, 상기 적용예의 어느 일 예에 기재된 패키지와, 상기 패키지에 수용되는 진동편과, 상기 진동편을 발진시키는 발진 회로를 구비하는 것을 특징으로 한다.
이에 따르면, 발진기는, 상기 적용예의 어느 일 예에 기재된 패키지와, 패키지에 수용되는 진동편과, 진동편을 발진시키는 발진 회로를 구비한 점에서, 상기 적용예의 어느 일 예에 기재된 효과를 나타내는 발진기를 제공할 수 있다.
［적용예 7］본 적용예에 따른 전자 기기는, 상기 적용예에 기재된 진동자 또는 발진기를 구비한 것을 특징으로 한다.
이에 따르면, 전자 기기는, 상기 적용예에 기재된 진동자 또는 발진기를 구비한 점에서, 상기 적용예에 기재된 효과를 나타내는 전자 기기를 제공할 수 있다.
도 1은 제1 실시 형태의 수정 진동자의 개략 구성을 나타내는 개략도로서, 도 1(a)는 리드부측으로부터 부감한(coverlooked) 표면(front) 평면도, 도 1(b)는 도 1(a)의 A-A선에서의 단면도, 도 1(c)는 리드부측으로부터 투시한 이면(rear) 평면도이다.
도 2는 변형예 1의 수정 진동자의 개략 구성을 나타내는 개략도로서, 도 2(a)는 리드부측으로부터 부감한 표면 평면도, 도 2(b)는 도 2(a)의 B-B선에서의 단면도, 도 2(c)는 리드부측으로부터 투시한 이면 평면도이다.
도 3은 변형예 2의 수정 진동자의 개략 구성을 나타내는 개략도로서, 도 3(a)는 리드부측으로부터 부감한 표면 평면도, 도 3(b)는 도 3(a)의 A-A선에서의 단면도, 도 3(c)는 리드부측으로부터 투시한 이면 평면도이다.
도 4는 제2 실시 형태의 수정 발진기의 개략 구성을 나타내는 개략도로서, 도 4(a)는 리드부측으로부터 부감한 표면 평면도, 도 4(b)는 도 4(a)의 C-C선에서의 단면도, 도 4(c)는 리드부측으로부터 투시한 이면 평면도이다.
도 5는 제3 실시 형태의 휴대 전화를 나타내는 개략 사시도이다.
도 2는 변형예 1의 수정 진동자의 개략 구성을 나타내는 개략도로서, 도 2(a)는 리드부측으로부터 부감한 표면 평면도, 도 2(b)는 도 2(a)의 B-B선에서의 단면도, 도 2(c)는 리드부측으로부터 투시한 이면 평면도이다.
도 3은 변형예 2의 수정 진동자의 개략 구성을 나타내는 개략도로서, 도 3(a)는 리드부측으로부터 부감한 표면 평면도, 도 3(b)는 도 3(a)의 A-A선에서의 단면도, 도 3(c)는 리드부측으로부터 투시한 이면 평면도이다.
도 4는 제2 실시 형태의 수정 발진기의 개략 구성을 나타내는 개략도로서, 도 4(a)는 리드부측으로부터 부감한 표면 평면도, 도 4(b)는 도 4(a)의 C-C선에서의 단면도, 도 4(c)는 리드부측으로부터 투시한 이면 평면도이다.
도 5는 제3 실시 형태의 휴대 전화를 나타내는 개략 사시도이다.
(발명을 실시하기 위한 형태)
이하, 본 발명을 구체화한 실시 형태에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.
(제1 실시 형태)
먼저, 진동자의 일 예로서의 수정 진동자에 대해서 설명한다.
도 1은, 제1 실시 형태의 수정 진동자의 개략 구성을 나타내는 개략도이다. 도 1(a)는, 리드부측으로부터 부감한 표면 평면도, 도 1(b)는, 도 1(a)의 A-A선에서의 단면도, 도 1(c)는, 리드부측으로부터 투시한 이면 평면도이다. 또한, 표면 평면도에서는, 리드부를 생략하고 있다. 또한, 각 구성 요소의 치수 비율은 실제와 상이하다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 수정 진동자(1)는, 진동편으로서의 수정 진동편(10)과, 수정 진동편(10)을 수용하는 패키지(20)를 구비하고 있다.
수정 진동편(10)은, 수정의 원석 등으로부터 소정의 각도로 절출된 AT컷형이며, 평면 형상이 대략 직사각형으로 형성되고, 두께 슬라이딩 진동을 하는 진동부(11)와, 진동부(11)에 접속된 기부(base; 12)를 갖고 있다.
수정 진동편(10)은, 진동부(11)의 한쪽의 주면(13) 및 다른 한쪽의 주면(14)에 형성된 여진 전극(15, 16)으로부터 인출된 인출 전극(15a, 16a)이, 기부(12)에 형성되어 있다.
인출 전극(15a)은, 한쪽의 주면(13)의 여진 전극(15)으로부터, 수정 진동편(10)의 긴쪽 방향(지면 좌우 방향)을 따라서 기부(12)로 인출되고, 기부(12)의 측면을 경유하여 다른 한쪽의 주면(14)으로 돌아 들어가, 다른 한쪽의 주면(14)의 여진 전극(16)의 근방까지 연재되어 있다.
인출 전극(16a)은, 다른 한쪽의 주면(14)의 여진 전극(16)으로부터, 수정 진동편(10)의 긴쪽 방향을 따라서 기부(12)로 인출되고, 기부(12)의 측면을 경유하여 다른 한쪽의 주면(13)으로 돌아 들어가, 한쪽의 주면(13)의 여진 전극(15)의 근방까지 연재되어 있다.
여진 전극(15, 16) 및 인출 전극(15a, 16a)은, 예를 들면, Cr을 하지층으로 하고, 그 위에 Au가 적층된 구성의 금속 피막으로 되어 있다.
패키지(20)는, 기재(주체가 되는 재료)가 단층이며 평면 형상이 대략 직사각형인 평판 형상의 베이스부(21)와, 내부 공간(S)이 형성된 오목부(22a)를 갖고, 오목부(22a)의 개구측이 베이스부(21)를 덮는 리드부(lid section; 22)와, 베이스부(21)의 한쪽의 주면(21a)에 있어서의 외주부의 전체 둘레에 설치되고, 베이스부(21)와 리드부(22)를 접합하는 저융점 유리를 포함하는 접합재(23)를 구비하고 있다.
베이스부(21)에는, 단층의, 세라믹 그린 시트를 성형하여 소성된 산화 알루미늄질 소결체, 수정, 유리, 실리콘 등이 이용되고 있다.
리드부(22)에는, 베이스부(21)와 동일한 재료, 또는, 코바르(Fe-Ni-Co 합금), 42 얼로이(Fe-Ni 합금), SUS304(스테인리스 강) 등의 금속이 이용되고 있다.
베이스부(21)는, 한쪽의 주면(21a)에, 패키지(20)의 내부(내부 공간(S))에 수용되는 수정 진동편(10)을 지지하는 대략 직사각형 형상의 내부 전극(24, 25)이 설치되고, 다른 한쪽의 주면(21b)에, 전자 기기 등의 외부 부재에 실장될 때에 이용되는 대략 직사각형 형상의 외부 전극(26, 27, 28, 29)이, 각 모서리부를 따르도록 하여 설치되어 있다.
내부 전극(24)과 외부 전극(26)은, 베이스부(21)의 한쪽의 주면(21a)과 다른 한쪽의 주면(21b)을 연결하는 측면(21c)을 경유하여, 한쪽의 주면(21a) 및 다른 한쪽의 주면(21b)에 둘러처지는 배선(24a)에 의해 서로 접속되어 있다.
한편, 내부 전극(25)과 외부 전극(27)은, 베이스부(21)의 한쪽의 주면(21a)과 다른 한쪽의 주면(21b)을 연결하는 측면(21d)을 경유하여, 한쪽의 주면(21a) 및 다른 한쪽의 주면(21b)에 둘러처지는 배선(25a)에 의해 서로 접속되어 있다.
이에 따라, 배선(24a, 25a)은, 베이스부(21)의 한쪽의 대각에 위치하는 제1 모서리부(21e) 및 제2 모서리부(21f)에 있어서, 접합재(23)와 교차하고 있는 것이 된다.
또한, 외부 전극(28, 29)은, 다른 부분과는 접속되지 않고 단독으로 배치되어 있다. 외부 전극(28, 29)은, 예를 들면, 외부 부재에 실장될 때의 고정용 전극으로서 이용된다.
내부 전극(24, 25), 외부 전극(26, 27, 28, 29), 배선(24a, 25a)은, 유리 성분을 갖는 Ag-Pd 합금을 포함하여 이루어지며, 예를 들면, 페이스트 상태로 스크린 인쇄 등에 의해 도포된 후, 소성로(爐)에서 가열 경화된다.
또한, 유리 성분을 갖는 Ag-Pd 합금에 있어서의 Pd 함유율은, 접합재(23)와의 밀착성, 외부 부재로의 실장시의 신뢰성 및 비용 등을 감안하면, 중량비로 3％?20％ 정도가 바람직하다.
또한, 배선(24a, 25a)은, 예를 들면, 한쪽의 주면(21a) 및 다른 한쪽의 주면(21b)으로부터, 측면(21c, 21d)측에 오버행(overhang)하여 인쇄되고, 오버행 부분이 늘어지도록 흡인됨으로써 측면(21c, 21d)으로 돌아 들어가, 한쪽의 주면(21a)측과 다른 한쪽의 주면(21b)측이 연결되게 된다.
저융점 유리를 포함하는 접합재(23)는, 융점(연화점)이 예를 들면, 320℃?380℃ 정도이며, 배선(24a, 25a) 형성 후, 베이스부(21)의 한쪽의 주면(21a)의 외주부의 전체 둘레에 페이스트 상태로 스크린 인쇄 등에 의해 도포된 후, 소성로에서 가열 경화된다.
접합재(23)에는, 예를 들면, 산화 붕소(BaO)-산화 납(PbO)계의 저융점 유리나, 비스무트(Bi)계의 납 프리(lead-free) 타입의 저융점 유리가 이용되고 있다.
전술한 바와 같이, 배선(24a, 25a)은, 한쪽의 주면(21a)에 있어서 저융점 유리를 포함하는 접합재(23)와 교차하고 있다(배선(24a, 25a)의 위(리드부(22)측)에 접합재(23)가 겹쳐져 있다).
상세히 설명하면, 배선(24a)은, 제1 모서리부(21e)에 있어서, 접합재(23)에 있어서의 한쪽의 주면(21a)의 한쪽의 장변을 따라서 연장되는 부분과 한쪽의 단변을 따라서 연장되는 부분을 모따기 형상(chamfered shape)으로 연결하는 부분과, 교차부(23a)에서 직교하고 있다.
한편, 배선(25a)은, 제2 모서리부(21f)에 있어서, 접합재(23)에 있어서의 한쪽의 주면(21a)의 다른 한쪽의 장변을 따라서 연장되는 부분과 다른 한쪽의 단변을 따라서 연장되는 부분을 모따기 형상으로 연결하는 부분과, 교차부(23b)에서 직교하고 있다.
또한, 패키지(20)는, 가능하면, 배선(24a, 25a)만을 유리 성분을 갖는 Ag-Pd 합금을 포함하여 이루어지는 재료로 형성하고, 내부 전극(24, 25), 외부 전극(26, 27, 28, 29)을, 유리 성분을 갖는 Ag-Pd 합금을 포함하지 않는 W, Mo 등의 금속 메탈라이즈층에서 형성해도 좋다.
수정 진동자(1)는, 도전성 접착제, 땜납 등의 접합 부재(30)를 개재하여, 내부 전극(24, 25)에 수정 진동편(10)이 지지되어 있다. 이에 따라, 수정 진동편(10)의 여진 전극(15, 16)은, 인출 전극(15a, 16a), 접합 부재(30)를 경유하여, 내부 전극(24, 25)과 전기적으로 접속된다.
수정 진동자(1)는, 수정 진동편(10)이 베이스부(21)의 내부 전극(24, 25)으로 지지된 상태로, 베이스부(21)가 리드부(22)에 의해 덮여지고, 베이스부(21)와 리드부(22)가 접합재(23)로 접합됨으로써, 패키지(20)의 내부(내부 공간(S))가 기밀하게 봉지된다.
또한, 패키지(20)의 내부는, 진공 상태(진공도가 높은 상태) 또는 질소, 헬륨, 아르곤 등의 불활성 가스가 충전된 상태가 되어 있다.
수정 진동자(1)는, 외부 전극(26, 27), 내부 전극(24, 25), 접합 부재(30), 인출 전극(15a, 16a), 여진 전극(15, 16)을 경유하여 외부로부터 인가되는 구동 신호에 의해, 수정 진동편(10)의 진동부(11)가 여진되어 소정의 주파수로 발진(공진)한다.
전술한 바와 같이, 제1 실시 형태의 수정 진동자(1)는, 패키지(20)의 베이스부(21)의 한쪽의 주면(21a)에 내부 전극(24, 25)이 설치되고, 다른 한쪽의 주면(21b)에 외부 전극(26, 27)이 설치되고, 내부 전극(24, 25)과 외부 전극(26, 27)이, 베이스부(21)의 한쪽의 주면(21a)과 다른 한쪽의 주면(21b)을 연결하는 측면(21c, 21d)을 경유하여, 한쪽의 주면(21a) 및 다른 한쪽의 주면(21b)에 둘러처지는 배선(24a, 25a)에 의해 서로 접속되어 있다.
그리고, 수정 진동자(1)는, 배선(24a, 25a)이, 유리 성분을 갖는 Ag-Pd 합금을 포함하여 이루어지며, 한쪽의 주면(21a)에 있어서 저융점 유리를 포함하는 접합재(23)와 교차하고 있다.
이에 따라, 수정 진동자(1)의 패키지(20)는, 내부 전극(24, 25)과 외부 전극(26, 27)과의 접속에, 종래 구조에서는 필요했던 스루홀이 불필요해지는 점에서, 종래 구조와 비교하여, 제조 공수를 삭감할 수 있다. 이 결과, 수정 진동자(1)의 패키지(20)는, 저비용화를 실현할 수 있다.
따라서, 수정 진동자(1)는, 저비용화를 실현하는 것이 가능해진다.
덧붙여, 수정 진동자(1)의 패키지(20)는, 접합재(23)가 저융점 유리를 포함하고, 배선(24a, 25a)이 유리 성분을 갖는 Ag-Pd 합금을 포함하여 이루어지는 점에서, 양자의 상성이 좋고, 접합재(23)와 배선(24a, 25a)과의 교차부(23a, 23b)에 있어서의 양자의 밀착성이 매우 양호해진다.
이에 따라, 수정 진동자(1)의 패키지(20)는, 내부(내부 공간(S))의 기밀성을 상기 교차부 (23a, 23b)를 포함하여, 전체 둘레에 걸쳐서 충분히 확보할 수 있다.
따라서, 수정 진동자(1)는, 기밀성을 충분히 확보하는 것이 가능해진다.
또한, 수정 진동자(1)의 패키지(20)는, 배선(24a, 25a)이 교차부(23a, 23b)에 있어서, 접합재(23)와 직교하고 있는 점에서, 양자의 교차하고 있는(겹치고 있는) 길이가 최단 거리가 된다.
이에 따라, 수정 진동자(1)의 패키지(20)는, 배선(24a, 25a)이 접합재(23)와 비스듬히 교차하여, 양자의 교차하고 있는 길이가 길어지는 경우와 비교하여, 양자의 교차에 기인하는, 예를 들면, 기밀성의 저하 등의 문제점의 발생을 억제할 수 있다.
따라서, 수정 진동자(1)는, 기밀성의 저하 등의 문제점의 발생을 억제하는 것이 가능해진다.
또한, 수정 진동자(1)의 패키지(20)는, 베이스부(21)의 평면 형상이 대략 직사각형으로서, 배선(24a, 25a)이 베이스부(21)의 한쪽의 대각에 위치하는 제1 모서리부(21e) 및 제2 모서리부(21f)에 있어서 접합재(23)와 교차하고 있다.
이 점에서, 수정 진동자(1)의 패키지(20)는, 예를 들면, 배선(24a, 25a)이 베이스부(21)의 서로 이웃하는 모서리부(예를 들면, 제1 모서리부(21e)와 제3 모서리부(21g))에 있어서 접합재(23)와 교차하고 있는 경우와 비교하여, 리드부(22)를 경사가 적도록 안정된 상태로 베이스부(21)에 접합할 수 있다.
이 결과, 수정 진동자(1)의 패키지(20)는, 내부의 기밀성을 확실하게 확보할 수 있다.
따라서, 수정 진동자(1)는, 기밀성을 확실하게 확보하는 것이 가능해진다.
또한, 수정 진동자(1)의 패키지(20)는, 배선(24a, 25a)과 접합재(23)가 비스듬히 교차하고 있어도 좋고, 이 비스듬한 교차의 구성은, 이하의 변형예, 실시 형태에도 적용 가능하다.
다음으로, 상기 제1 실시 형태의 변형예에 대해서 설명한다.
(변형예 1)
도 2는, 변형예 1의 수정 진동자의 개략 구성을 나타내는 개략도이다. 도 2(a)는, 리드부측으로부터 부감한 표면 평면도, 도 2(b)는, 도 2(a)의 B-B선에서의 단면도이며, 도 2(c)는, 리드부측으로부터 투시한 이면 평면도이다. 또한, 표면 평면도에서는, 리드부를 생략하고 있다. 또한, 각 구성 요소의 치수 비율은 실제와 상이하다. 또한, 상기 제1 실시 형태와의 공통 부분에는 동일 부호를 붙여 상세한 설명을 생략하고, 상기 제1 실시 형태와 상이한 부분을 중심으로 설명한다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 수정 진동자(2)는, 패키지(20)의 베이스부(21)의 한쪽의 주면(21a)과 다른 한쪽의 주면(21b)을 연결하는 측면(21i, 21k)을 경유하여, 한쪽의 주면(21a) 및 다른 한쪽의 주면(21b)에 둘러처져, 다른 한쪽의 주면(21b)에서 외부 전극(28, 29)과 접속되는 다른 배선으로서의 배선(28a, 29a)이, 베이스부(21)의 한쪽의 주면(21a)의 다른 한쪽의 대각에 위치하는 제3 모서리부(21g) 및 제4 모서리부(21h)에 있어서 접합재(23)와 교차하고 있다.
상세히 설명하면, 배선(28a)은, 제3 모서리부(21g)에 있어서, 접합재(23)에 있어서의 한쪽의 주면(21a)의 한쪽의 장변을 따라서 연장되는 부분과 한쪽의 단변을 따라서 연장되는 부분을 모따기 형상으로 연결하는 부분과, 교차부(23c)에서 직교하고 있다.
한편, 배선(29a)은, 제4 모서리부(21h)에 있어서, 접합재(23)에 있어서의 한쪽의 주면(21a)의 다른 한쪽의 장변을 따라서 연장되는 부분과 다른 한쪽의 단변을 따라서 연장되는 부분을 모따기 형상으로 연결하는 부분과, 교차부(23d)에서 직교하고 있다.
또한, 배선(28a, 29a)은, 한쪽의 주면(21a)에 있어서 접합재(23)보다 약간 내측으로 들어간 위치까지 연재되어 있다.
전술한 바와 같이, 수정 진동자(2)의 패키지(20)는, 배선(28a, 29a)이 베이스부(21)의 다른 한쪽의 대각에 위치하는 제3 모서리부(21g) 및 제4 모서리부(21h)에 있어서 접합재(23)와 교차하고 있는 점에서, 베이스부(21)의 제1 모서리부(21e)?제4 모서리부(21h) 모두에 있어서 배선(24a, 25a, 28a, 29a)과 접합재(23)가 교차하고 있게 된다.
이에 따라, 수정 진동자(2)의 패키지(20)는, 제1 실시 형태와 비교하여, 리드부(22)를 보다 안정된 상태로 베이스부(21)에 접합할 수 있다.
이 결과, 수정 진동자(2)의 패키지(20)는, 내부의 기밀성을 보다 확실하게 확보할 수 있다.
따라서, 수정 진동자(2)는, 기밀성을 보다 확실하게 확보하는 것이 가능해진다.
(변형예 2)
도 3은, 변형예 2의 수정 진동자의 개략 구성을 나타내는 개략도이다. 도 3(a)는, 리드부측으로부터 부감한 표면 평면도, 도 3(b)는, 도 3(a)의 A-A선에서의 단면도이며, 도 3(c)는, 리드부측으로부터 투시한 이면 평면도이다. 또한, 표면 평면도에서는, 리드부를 생략하고 있다. 또한, 각 구성 요소의 치수 비율은 실제와 상이하다. 또한, 상기 제1 실시 형태와의 공통 부분에는 동일 부호를 붙여 상세한 설명을 생략하고, 상기 제1 실시 형태와 상이한 부분을 중심으로 설명한다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 수정 진동자(3)는, 외부 전극(28, 29)(도 1 참조)이 제거되어, 그 스페이스에 외부 전극(26, 27)이 연재되어 있다.
이에 따르면, 수정 진동자(3)는, 패키지(20)의 베이스부(21)의 외부 전극(26, 27)의 면적이 커진 점에서, 제1 실시 형태와 비교하여, 예를 들면, 검사 장치의 프로브를 접촉시키기 쉬워져, 특성 검사 등을 용이하게 행할 수 있다.
또한, 수정 진동자(3)는, 패키지(20)의 베이스부(21)의 외부 전극(26, 27)의 면적이 커진 점에서, 제1 실시 형태와 비교하여, 외부 부재로의 실장시에 있어서의 접속의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
(제2 실시 형태)
다음으로, 발진기의 일 예로서의 수정 발진기에 대해서 설명한다.
도 4는, 제2 실시 형태의 수정 발진기의 개략 구성을 나타내는 개략도이다. 도 4(a)는, 리드부측으로부터 부감한 표면 평면도, 도 4(b)는, 도 4(a)의 C-C선에서의 단면도이며, 도 4(c)는, 리드부측으로부터 투시한 이면 평면도이다. 또한, 표면 평면도에서는, 리드부를 생략하고 있다. 또한, 각 구성 요소의 치수 비율은 실제와 상이하다. 또한, 상기 제1 실시 형태와의 공통 부분에는 동일 부호를 붙여 상세한 설명을 생략하고, 상기 제1 실시 형태와 상이한 부분을 중심으로 설명한다. 또한, 수정 진동편 주위의 단면 형상에 대해서는, 도 1(b)를 참조한다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 수정 발진기(5)는, 수정 진동편(10)과, 수정 진동편(10)을 수용하는 패키지(120)와, 수정 진동편(10)을 발진(공진)시키는 발진 회로로서의 IC칩(40)을 구비하고 있다.
수정 발진기(5)는, 수정 진동편(10)과, IC칩(40)이 평면적으로 겹치지 않도록 배치되어 있는 점에서, 예를 들면, 제1 실시 형태의 수정 진동자(1)와 비교하여, 평면 사이즈가 커지고 있다. 그러나, 수정 발진기(5)는, 두께에 있어서는 수정 진동자(1)와 동등하게 되어 있다.
패키지(120)는, 기재가 단층이며 평면 형상이 대략 직사각형인 평판 형상의 베이스부(121)와, 내부 공간(S1)이 형성된 오목부(122a)를 갖고, 오목부(122a)의 개구측이 베이스부(121)를 덮는 리드부(122)와, 베이스부(121)의 한쪽의 주면(121a)에 있어서의 외주부의 전체 둘레에 설치되고, 베이스부(121)와 리드부(122)를 접합하는 저융점 유리를 포함하는 접합재(123)를 구비하고 있다.
또한, 베이스부(121) 및 리드부(122)의 재료에 대해서는, 제1 실시 형태의 베이스부(21) 및 리드부(22)와 동일하기 때문에 설명을 생략한다.
베이스부(121)는, 한쪽의 주면(121a)에, 패키지(120)의 내부(내부 공간(S1))에 수용되는 수정 진동편(10)을 지지하는 내부 전극(24, 25)에 더하여, IC칩(40)의 접속 패드(40a)(간이적으로 ＋로 나타냄)에 접속되는 대략 직사각형 형상의 내부 전극(41, 42, 43, 44, 45, 46)이 설치되고, 다른 한쪽의 주면(121b)에, 전자 기기 등의 외부 부재에 실장될 때에 이용되는 대략 직사각형 형상의 외부 전극(126, 127, 128, 129)이 각 모서리부를 따르도록 하여 설치되어 있다.
내부 전극(24, 25)은, 베이스부(121)의 한쪽의 주면(121a)에 둘러처지는 배선(42a, 43a)에 의해, 각각 내부 전극(42, 43)과 접속되어 있다.
내부 전극(41)과 외부 전극(126)은, 베이스부(121)의 한쪽의 주면(121a)과 다른 한쪽의 주면(121b)을 연결하는 측면(121c)을 경유하여, 한쪽의 주면(121a) 및 다른 한쪽의 주면(121b)에 둘러처지는 배선(41a)에 의해 서로 접속되어 있다.
또한, 내부 전극(44)과 외부 전극(128)은, 베이스부(121)의 한쪽의 주면(121a)과 다른 한쪽의 주면(121b)을 연결하는 측면(121i)을 경유하여, 한쪽의 주면(121a) 및 다른 한쪽의 주면(121b)에 둘러처지는 배선(44a)에 의해 서로 접속되어 있다.
또한, 내부 전극(45)과 외부 전극(127)은, 베이스부(121)의 한쪽의 주면(121a)과 다른 한쪽의 주면(121b)을 연결하는 측면(121d)을 경유하여, 한쪽의 주면(121a) 및 다른 한쪽의 주면(121b)에 둘러처지는 배선(45a)에 의해 서로 접속되어 있다.
덧붙여, 내부 전극(46)과 외부 전극(129)은, 베이스부(121)의 한쪽의 주면(121a)과 다른 한쪽의 주면(121b)을 연결하는 측면(121k)을 경유하여, 한쪽의 주면(121a) 및 다른 한쪽의 주면(121b)에 둘러처지는 배선(46a)에 의해 서로 접속되어 있다.
이에 따라, 배선(41a, 45a)은, 베이스부(121)의 한쪽의 대각에 위치하는 제1 모서리부(121e) 및 제2 모서리부(121f)에 있어서, 접합재(123)와 교차하고 있게 되며, 배선(44a, 46a)은, 베이스부(121)의 다른 한쪽의 대각에 위치하는 제3 모서리부(121g) 및 제4 모서리부(121h)에 있어서, 접합재(123)와 교차하고 있게 된다(바꾸어 말하면, 배선(41a, 44a, 45a, 46a)의 위(리드부(122)측)에 접합재(123)가 겹쳐져 있다).
내부 전극(24, 25, 41, 42, 43, 44, 45, 46), 외부 전극(126, 127, 128, 129), 배선(41a, 42a, 43a, 44a, 45a, 46a)은, 유리 성분을 갖는 Ag-Pd 합금을 포함하여 이루어지며, 예를 들면, 페이스트 상태로 스크린 인쇄 등에 의해 도포된 후, 소성로로 가열 경화된다.
또한, 유리 성분을 갖는 Ag-Pd 합금에 있어서의 Pd 함유율은, 접합재(123)와의 밀착성, 외부 부재로의 실장시의 신뢰성 및 비용 등을 감안하면, 중량비로 3％?20％ 정도가 바람직하다.
저융점 유리를 포함하는 접합재(123)는, 융점(연화점)이 예를 들면, 320℃?380℃ 정도이며, 배선(41a, 44a, 45a, 46a) 형성 후, 베이스부(121)의 한쪽의 주면(121a)의 외주부의 전체 둘레에, 페이스트 상태로 스크린 인쇄 등에 의해 도포된 후, 소성로로 가열 경화된다.
접합재(123)에는, 예를 들면, 산화 붕소(BaO)-산화 납(PbO)계의 저융점 유리나, 비스무트(Bi)계의 납 프리 타입의 저융점 유리가 이용되고 있다.
수정 발진기(5)는, 도전성 접착제, 땜납 등의 접합 부재(30)를 개재하여, 내부 전극(24, 25)에 수정 진동편(10)이 지지되어 있다. 이에 따라, 수정 진동편(10)의 여진 전극(15, 16)은, 인출 전극(15a, 16a), 접합 부재(30)를 경유하여, 내부 전극(24, 25)과 전기적으로 접속된다.
발진 회로를 내장하는 IC칩(40)은, 베이스부(121)의 한쪽의 주면(121a)에, 도시하지 않는 접착제 등을 이용하여 고정되어 있다.
IC칩(40)은, 접속 패드(40a)가, Au, Al 등의 금속 와이어(50)에 의해 내부 전극(41, 42, 43, 44, 45, 46)과 접속되어 있다.
또한, IC칩(40)의 접속 패드(40a)와 내부 전극(41, 42, 43, 44, 45, 46)과의 접속에는, 금속 와이어(50)를 이용한 와이어 본딩에 의한 접속 방법 이외에, IC칩(40)을 반전시킨 플립칩(flip-chip) 실장에 의한 접속 방법 등을 이용해도 좋다.
수정 발진기(5)는, 수정 진동편(10)이 베이스부(121)의 내부 전극(24, 25)에 지지되고, IC칩(40)이 내부 전극(41, 42, 43, 44, 45, 46)과 접속된 상태로, 베이스부(121)가 리드부(122)에 의해 덮여지고, 베이스부(121)와 리드부(122)가 접합재(123)로 접합됨으로써, 패키지(120)의 내부(내부 공간(S1))가 기밀하게 봉지된다.
또한, 패키지(120)의 내부는, 진공 상태(진공도가 높은 상태) 또는 질소, 헬륨, 아르곤 등의 불활성 가스가 충전된 상태가 된다.
수정 발진기(5)는, IC칩(40)으로부터 금속 와이어(50), 내부 전극(42, 43), 배선(42a, 43a), 내부 전극(24, 25), 접합 부재(30), 인출 전극(15a, 16a), 여진 전극(15, 16)을 경유하여 인가되는 구동 신호에 의해, 수정 진동편(10)이 소정의 주파수로 발진(공진)한다.
그리고, 수정 발진기(5)는, 이 발진에 의해 발생하는 발진 신호를 IC칩(40), 금속 와이어(50), 내부 전극(41, 44, 45, 46) 중 어느 것(예를 들면, (46)), 외부 전극(126, 127, 128, 129) 중 어느 것(예를 들면, (129)) 등을 경유하여 외부에 출력한다.
또한, 상기 출력용 이외의 각 외부 전극(예를 들면, (126, 127, 128))은, 예를 들면, 전원, GND, 입력(출력 ON/OFF의 제어 입력)의 신호 단자가 된다.
전술한 바와 같이, 제2 실시 형태의 수정 발진기(5)는, 단층 구성의 베이스부(121)를 갖는 패키지(120)에, 수정 진동편(10)과, IC칩(40)을 수용한 점에서, 상기 제1 실시 형태 및 변형예 1에 기재된 효과와 동일한 효과를 나타내는 발진기(예를 들면, 저비용화를 실현 가능한 발진기)를 제공할 수 있다.
또한, 수정 발진기(5)는, IC칩(40)을 패키지(120)에 내장하지 않고, 외부 부착한 구성의 모듈 구조(예를 들면, 1개의 기판 상에 수정 진동자 및 IC칩이 개별적으로 탑재되어 있는 구조)로 해도 좋다.
(제3 실시 형태)
다음으로, 상기 제1 실시 형태 및 각 변형예에서 서술한 수정 진동자(진동자), 또는 상기 제 2실시 형태에서 서술한 수정 발진기(발진기)를 구비한 전자 기기로서의 휴대 전화에 대해서 설명한다.
도 5는, 제3 실시 형태의 휴대 전화를 나타내는 개략 사시도이다.
도 5에 나타내는 휴대 전화(700)는, 상기 각 실시 형태 및 각 변형예에서 서술한 수정 진동자(1?3) 중 어느 것 또는 수정 발진기(5)를, 기준 클록 발진원 등으로서 구비하고, 추가로 액정 표시 장치(701), 복수의 조작 버튼(702), 수화구(703), 및 송화구(704)를 구비하여 구성되어 있다.
전술한 각 수정 진동자(1?3) 또는 수정 발진기(5)는, 상기 휴대 전화에 한정되지 않고, 전자책, 퍼스널 컴퓨터, 텔레비전, 디지털 스틸 카메라, 비디오 카메라, 비디오 레코더, 네비게이션 장치, 페이저, 전자 수첩, 전자계산기, 워드프로세서, 워크스테이션, 화상 전화, POS 단말, 터치 패널을 구비한 기기 등의 기준 클록 발진원 등으로서 적합하게 이용할 수 있고, 어느 경우에도 상기 각 실시 형태 및 각 변형예에서 설명한 효과를 나타내는 전자 기기를 제공할 수 있다.
또한, 진동편의 기재로서는, 수정에 한정되는 것이 아니며, 탄탈산 리튬(LiTaO3), 사붕산 리튬(Li2B4O7), 니오브산 리튬(LiNbO3), 티탄산 지르콘산연(PZT), 산화 아연(ZnO), 질화 알루미늄(AlN) 등의 압전 재료, 또는 실리콘 등의 반도체 재료라도 좋다.
1, 2, 3 : 진동자로서의 수정 진동자
5 : 발진기로서의 수정 발진기
10 : 진동편으로서의 수정 진동편
11 : 진동부
12 : 기부
13 : 한쪽의 주면
14 : 다른 한쪽의 주면
15, 16 : 여진 전극
15a, 16a : 인출 전극
20 : 패키지
21 : 베이스부
21a : 한쪽의 주면
21b : 다른 한쪽의 주면
21c, 21d, 21i, 21k : 측면
21e : 제1 모서리부
21f : 제2 모서리부
21g : 제3 모서리부
21h : 제4 모서리부
22 : 리드부
22a : 오목부
23 : 접합재
23a, 23b, 23c, 23d : 교차부
24, 25 : 내부 전극
24a, 25a, 28a, 29a : 배선
26, 27, 28, 29 : 외부 전극
30 : 접합 부재
40 : 발진 회로로서의 IC칩
40a : 접속 패드
41, 42, 43, 44, 45, 46 : 내부 전극
41a, 42a, 43a, 44a, 45a, 46a : 배선
50 : 금속 와이어
120 : 패키지
121 : 베이스부
121a : 한쪽의 주면
121b : 다른 한쪽의 주면
121c, 121d, 121i,121k : 측면
121e : 제1 모서리부
121f : 제2 모서리부
121g : 제3 모서리부
121h : 제4 모서리부
122 : 리드부
122a : 오목부
123 : 접합재
126, 127, 128, 129 : 외부 전극
700 : 휴대 전화
701 : 액정 표시 장치
702 : 조작 버튼
703 : 수화구
704 : 송화구
S, S1 : 내부 공간
5 : 발진기로서의 수정 발진기
10 : 진동편으로서의 수정 진동편
11 : 진동부
12 : 기부
13 : 한쪽의 주면
14 : 다른 한쪽의 주면
15, 16 : 여진 전극
15a, 16a : 인출 전극
20 : 패키지
21 : 베이스부
21a : 한쪽의 주면
21b : 다른 한쪽의 주면
21c, 21d, 21i, 21k : 측면
21e : 제1 모서리부
21f : 제2 모서리부
21g : 제3 모서리부
21h : 제4 모서리부
22 : 리드부
22a : 오목부
23 : 접합재
23a, 23b, 23c, 23d : 교차부
24, 25 : 내부 전극
24a, 25a, 28a, 29a : 배선
26, 27, 28, 29 : 외부 전극
30 : 접합 부재
40 : 발진 회로로서의 IC칩
40a : 접속 패드
41, 42, 43, 44, 45, 46 : 내부 전극
41a, 42a, 43a, 44a, 45a, 46a : 배선
50 : 금속 와이어
120 : 패키지
121 : 베이스부
121a : 한쪽의 주면
121b : 다른 한쪽의 주면
121c, 121d, 121i,121k : 측면
121e : 제1 모서리부
121f : 제2 모서리부
121g : 제3 모서리부
121h : 제4 모서리부
122 : 리드부
122a : 오목부
123 : 접합재
126, 127, 128, 129 : 외부 전극
700 : 휴대 전화
701 : 액정 표시 장치
702 : 조작 버튼
703 : 수화구
704 : 송화구
S, S1 : 내부 공간
Claims (8)
- 단층이고 평판 형상의 기재(base material)와,
상기 기재의 한쪽의 주면에는, 전자 부품을 탑재하기 위한 전극, 상기 전극을 둘러싸도록 배치되고 저융점 유리를 포함하고 있는 접합재 및, 상기 전자 부품을 탑재하기 위한 전극과 접속하고 있으며 상기 접합재와 교차하고 있는 배선과,
다른 한쪽의 주면에는 실장하기 위한 전극
을 구비하고, 상기 배선은 유리 성분을 갖는 Ag-Pd 합금을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스용의 베이스 기판. - 제1항에 있어서,
상기 한쪽의 주면과 상기 다른 한쪽의 주면을 연결하는 측면을 경유하여, 상기 전자 부품을 탑재하기 위한 전극과 상기 실장하기 위한 전극을 접속하고 있는 배선을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 베이스 기판. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 베이스 기판의 평면 형상이 대략 직사각형이며,
상기 배선이, 상기 베이스 기판의 한쪽의 대각에 위치하는 2개의 모서리부에 있어서 상기 접합재와 교차하고 있는 것을 특징으로 하는 베이스 기판. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 베이스 기판의 평면 형상이 대략 직사각형이며,
상기 배선이, 상기 베이스 기판의 4개의 모서리부에 있어서 상기 접합재와 교차하고 있는 것을 특징으로 하는 베이스 기판. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 배선이, 상기 접합재와 직교하고 있는 것을 특징으로 하는 베이스 기판. - 제1항 또는 제2항에 기재된 베이스 기판과,
상기 베이스 기판에 탑재되어 있는 상기 전자 부품으로서의 진동편과,
상기 베이스 기판과 함께 상기 진동편을 수용하고 있는 리드(lid)를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 진동자. - 제1항 또는 제2항에 기재된 베이스 기판과,
상기 베이스 기판에 탑재되어 있는 상기 전자 부품으로서의 진동편과,
상기 베이스 기판과 함께 상기 진동편을 수용하고 있는 리드와,
상기 진동편을 발진시키는 발진 회로를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 발진기. - 제1항에 기재된 베이스 기판을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E601 | Decision to refuse application |