KR940009394B1 - 초박판 압전공진자의 패키지내 지지구조 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

[발명의 명칭]

초박판 압전공진자의 패키지내 지지구조

[도면의 간단한 설명]

제1a도, 제1b도 및 제1c도는 본 발명의 제1실시예로서의 수정진동자의 구성을 나타낸 사시도, 평면도 및 A-A단면도.

제2a도 및 제2b도는 각각 제1도의 실시예의 변형예의 평면도.

제2c도는 다른 변형예의 부분평면도.

제3a도 및 제3b도는 각각 본 발명의 제2실시예를 적용시켜야 할 초박판수정공진자의 다른 실시예를 나타낸 평면도.

제4a도 및 제4b도는 각각 본 발명의 제2실시예의 효과를 확인한 비교실험의 데이터를 나타낸 도면.

제5a도는 본 발명의 제3실시예에 따른 초박판압전공진자의 패키징구조의 기본적인 실시예를 나타낸 평면도.

제5b도, 제5c도 및 제5d도는 각각 5a도의 B-B, C-C 및 D-D단면도.

제6a도는 본 발명의 제3실시예의 변형예를 나타낸 부분단면도.

제6b도는 공진자를 압압하는 조(爪)의 구성수단을 나타낸 전개도.

제7a도 및 제7b도는 각각 본 발명의 제3실시예의 다른 변형예를 나타낸 평면도 및 E-E단면도.

제8a도 내지 제8c도는 본 발명의 제3실시예의 더욱 다른 변형예를 나타낸 사시도 및 부분단면도.

제9도는 본 발명의 제4실시예의 설명도로서, 제4실시예에 따른 전극리드 접속구조를 적용시킨 초박압전소판의 패키지내수납예를 나타낸 종단면도.

제10a도 및 제10b도는 종래의 초박판압전공진자의 구성을 나타낸 사시도, X-X단면도 및 패키지로의 수납상태를 나타낸 단면도.

제11a도 및 제11b도는 종래의 초박판압전공진자를 패키지로 수납하는 상태를 나타낸 단면도 및 평면도이다.

[발명의 상세한 설명]

[기술분야]

본 발명은 수십 내지 수 100MHz에 이르는 높은 공진주파수를 얻을 수 있는 초박판압전공진자를 그 특성을 변동시키지 않고 패키지내에 지지시키는 것을 가능케 한 구조에 관한 것이다.

[종래의 기술]

근래, 각종 전자기기, 통신기기에 있어서는 고주파화와 높은 주파수 안정도의 요구가 엄격해지고 있지만, 종래부터 압전소자(진동자, 필터)로서 많이 사용되어 온 일반적인 AT커트수정진동자(AT cut 水晶振動子)는 온도-주파수특성은 대단히 우수하지만 그 공진주파수는 판두께에 반비례하기 때문에 제조기술 및 기계적 강도의 관점에서 실현가능한 공진자는 기본파공진주파수로 40MHz 정도가 한계였다.

이 때문에, AT커트수정진동자의 고조파성분을 추출하여 기본파공진주파수의 기수배의 주파수를 얻는 소위 배진동발진수단(overtone 發振手段)도 널리 이용되고 있지만, 발진회로에 LC동조회로 등 코일을 필요로 하기 때문에 발진회로를 반도체집적회로화한 결과 상태가 좋지 않은 데다가 용량비가 커지게 되고, 또 임피던스레벨이 높기 때문에 발진곤란한 경우가 생기게 되는 결함이 있었다.

한편, 인터디지탈ㆍ트랜스듀서전극(interdigital transducer 電極)의 전극다리피치에 따라 발진주파수가 결정되는 탄성표면파공진자는 포토리소그래피기술의 진보에 따라 1GHz 정도의 출력까지 가능하게 되었지만, 이것에 사용할 수 있는 압전기판의 온도-주파수특성이 AT커트수정에 비해 현저하게 떨어진다고 하는 문제가 있었다.

상술한 바와 같은 문제를 해결하기 위해 제10a도, 제10b도에 나타낸 것과 같은 압전공진자가 제안되어 있다.

즉, 이 압전공진자는 제10a도, 10b도에 나타낸 바와 같이 AT커트수정블럭(1)의 한쪽 면의 중앙부에 기계가공 또는 에칭에 의해 함몰부(5)를 형성함과 더불어 함몰부(5)의 저면에 위치하는 진동부(2)의 두께를, 예컨대 100MHz의 기본파공진주파수를 얻고자 한다면 약 16μm로 한다.

함몰부(5)를 형성한 결과, 함몰부(5) 측의 블럭면에는 초박판형상의 진동부(2)의 주연부(周緣部)를 포위하는 두꺼운 환형 위요부〔3 ; 環型 圍繞部(rib)〕가 일체적으로 형성되는 바, 이 환형 외요부(3)에 의해 초박판진동부(2)가 소요의 형상을 유지할 수 있게 되는 것이다. 이와 같은 형상을 갖는 압전체에 여진전극(勵振電極)을 형성할 때에는 함몰부(5)가 존재하는 측은 전면전극으로 하고, 다른쪽 면의 평탄면에 부분전극(14) 및 이것으로부터 블럭단면으로 연장되는 전극리드부(14a)를 설치하는 것이 바람직하다.

이상 설명한 바와 같은 구성을 갖는 초박판압전공진자는 그 형상의 특성을 살려 제11a도, 11b도에 나타낸 바와 같이, 중앙에 凹형상의 수납 공소(10 ; 收納空所)를 갖는 세라믹 등의 패키지(11) 내에 상기 함몰부(5)를 패키지저면을 향해 수납하고, 환형 위요부(3)의 함몰측의 일주연평면(一周緣平面 ; 3a)을 그 면에 선형상으로 도포된 도전성 접착제(15)에 의해 수납공소(10)의 저면에 노출시켜 패키지의 벽을 기밀관통(氣密貫通)하며, 그와 동시에 패키지바깥에 돌출 혹은 노출된 외부리드(17)와 접속된 도전성 막(16)과 기계적으로 고정시킴과 더불어 전기적으로 접착시키는 것이 상식적일 뿐만 아니라 유리하다.

이러한 구성을 갖는 압전소자에 있어서는, 애초 이와 같은 공진자가 대단히 소형인데다가 공진자(1)의 환형 위요부의 함몰측 일주연평면(3a)을 용기의 저부에 접착시킬 때 사용되는 도전성 접착제의 도포량의 제어도 곤란하기 때문에, 잉여의 접착제가 넘쳐 함몰부내로 유입하여 진동부(2)의 판두께가 증대되어 공진주파수가 변동하게 되는 결점이 있다는 것이 판명되었다.

본 발명의 제1목적은 상술한 종래의 초박판압전공진자의 결점을 제거하기 위해 만들어진 것으로, 수정 등과 같은 압전공진자의 블럭표면에 함몰부를 형성하고, 함몰부저면을 초박판진동부로 하는 형태의 압전공진자에 있어서, 상기 공진자의 환형 위요부의 함몰측 주연평면을 패키지저부에 고정시킬 때 발생하기 쉬운 잉여접착제의 함몰부 내 유입에 기인하는 공진주파수변동을 방지할 수 있는 초박판압전공진자의 패키지 내 지지구조를 제공하고자 함에 있다.

또한, 이러한 형상의 압전소판(壓電素板)을 이용해서 공진자를 구성하기 위한 전극구조로서 본원 발명자는 일본국 특원소 1-52529호 공보에서 압전소판의 상기 함몰측을 전면전극으로 하고, 그 대향면의 평탄면에 부분전극 및 이것으로부터 압전소판단면테두리로 연장되는 전극리드를 형성하는 것을 제안했다. 이렇게 하면 전극형성에 특수한 수법을 이용할 필요가 없고, 또 이 공진자를 평탄형 패키지에 수납고정시킬 때 상기 전면전극측을 패키지내지면에 설치된 도체막과 도전성 접착제로 고정시키게 되면 공진자의 패키지로의 고정과 한쪽 전극의 외부리드로의 접속이 용이하게 이루어진다는 것을 시사했다.

그렇지만, 이러한 구성을 갖는 공진자는 지금까지 실험실에서의 연구에 머물러 양산되지 못한 것도 있고, 이 공진자의 재특성을 훼손시키지 않으면서 소정의 패키지내에 고정시키기 위해 어떠한 방법을 취할 것 인지에 대하여 실질적으로 아무런 검토도 이루어지지 못했기 때문에, 상술한 바와 같은 초박판압전공진자를 현실로 시험제작해 보면, 이 공진자는 원래 소판평면사이즈로 3mm×3mm 정도의 초소형 공진자를 실현하여 각종 전자기기의 초소형화로의 엄밀한 요구에 대응시키고자 한 것이므로, 공진자의 한쪽 테두리를 도전성 접착제로 평탄면 패키지내저면에 접착고정시킬 때 접착면적의 극한이 곤란한 것이긴 하나 접착제경화시의 왜곡이 직접 공진자에 가해져 패키징전후의 공진주파수의 변동, 패키징후의 온도-주파수특성의 편차의 증대를 피하기 어렵다고 하는 결함이 생기는 것이 명확해졌다.

그래서 본 발명의 제2목적은 상술한 바와 같은 타입의 초박판 AT커트수정공진자를 소정의 패키지내에 접착고정시킬 때, 그 접착부위의 선정여하에 따라 당해 소자의 제특성에 상당한 우열이 생긴다는 사실을 발견한 점을 감안해서 만들어진 것으로, 당해 소자의 재특성, 특히 그 양산시의 온도-주파수특성의 편차를 감소시킬 수 있는 초박판수정공진자의 패키지내 지지구조를 제공하고자 함에 있다.

한편, 이와 같은 초박판압전공진자를 상술한 제11a도에 나타낸 바와 같은 수법으로 패키지에 수납고정시킬 때, 상기 패드(14b)를 각각 패키지(11) 내부에 노출된 외부리드접속용 패드(27)와 본딩와이어(28)에 의해 접속시키고자 하면 11a도로부터도 명백히 알 수 있는 바와 같이 본딩와이어(28)를 붙이는 부분의 압전소판단부테두리가 근소하지만 패키지지면으로부터 떠 있기 때문에 본더(bonder)로 패드를 가압할 때에 그 유단부(遊端部)가 패키지내저면측으로 탄성변형되어 가압력이 감쇄되면 된다. 그 결과, 전극리드부와 와이어의 접합이 불확실해지게 되어 양산테스트, 샘플의 진동, 충격시험시에 와이어가 떨어지게 되는 등의 사고가 적지 않이 발생했다.

그래서 본 발명의 제3목적은 상술한 바와 같은 초박판압전공진자의 전극리드의 접속부의 구조성 및 제조상 예상되는 문제점을 감안해서 만들어진 것으로, 패키지내에 조립시킨 압전공진자를 와이어본딩으로 전기적으로 접속시킬 때의 접속강도를 향상시킬 수 있는 전극리드구조를 제공하고자 함에 있다.

그런데, 압전공진자에 대해 대단히 정밀한 온도-주파수특성이 요구되는 경우가 있는 바, 상술한 수법을 조합시키더라도 이러한 정밀한 요구를 만족시킬 수 없는 경우가 예상된다.

그래서 본 발명의 제4목적은 초박판압전공진자에서의 상술한 바와 같은 패키징에 따른 결함을 제거하기 위해 만들어진 것으로, 공진자와 패키지를 접착제로 직접 접착시키지 않고 고정시킴과 더불어 패키지외부리드와의 전기적 접속을 가능케 하는 패키징구조를 제공하고자 하는 것이다.

[발명의 개시]

상기 제1목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 초박판압전공진자는, 상기 압전공진자의 상기 환형 위요부의 함몰측 주연평면의 도전성 접착 제도포부와 상기 함몰부내측면간에 넘친 잉여의 도전성 접착제를 유입시키기 위한 잉여접착제유입도랑을 형성한 것이다.

제2목적을 달성하기 위해 본 발명은, 공진자를 구성하는 수정블럭을 그 환형 위요부 단부테두리의 Z축에 따른 부위에서 소정의 패키지에 접착시키는 것이다.

제3목적을 달성하기 위해 본 발명은, 압전기판의 일면상의 한쪽 테두리부에 위치하는 패드의 대향면인 환형 위요부의 한쪽 테두리를 패키지내저면에 접착시킨 것을 특징으로 한다.

제4목적을 달성하기 위해 본 발명은 패키지내벽 혹은 내저면으로부터 돌출된 탄성조(彈性爪)로 공진자를 패키지에 압압고정(押壓固定)시킴과 더불어 패키지내저면과 대면(對面)하는 공진자의 전극에 대해서는 그것을 공진자의 적소(適所)를 관통하는 관통구멍내면 혹은 공진자측단면의 함몰부에 부착시킨 도체막을 매개로 공진자의 다른쪽 면에 설치된 도체패드로 안내해서 패키지의 외부리드단자와의 접속을 행하도록 구성한 것이다.

[발명을 실시하기 위한 최선실시형태]

이하, 첨부도면에 나타낸 적절한 실시예를 기초로 본 발명을 상세히 설명한다.

제1a도, 제1b도 및 제1c도는 각각 본 발명에서의 제1발명의 실시예로서의 초박판수정공진자의 구성을 나타낸 사시도, 평면도 및 1b도의 A-A단면도로서, 이 수정공진자는 직방체(直方體)의 AT커트 수정블럭(1)의 표면 거의 중앙부에 에칭, 연마 등의 방법에 의해 함몰부(5)를 형성함으로써 함몰부저면에 초박두께의 진동부(2) 및 이 진동부(2)의 주연부(周緣部)에 일체적으로 두꺼운 환형 위요부(3)를 형성하고, 함몰측 주연평면의 일부의 도전성 접착제도포부(3a ; 수정공진자고정부)와 함몰부(5)내주연간에 잉여접착제유입도랑(40)을 형성하여 이 공진자를 패키지에 접착시킬 때 넘치는 접착제(15)를 상기 도랑(40)내로 흡수해서 접착제가 함몰부(5)내로 유입되는 것을 지지하도록 구성한다.

잉여접착제유입도랑(40)은 함몰부(5)를 형성할 때 동시에 에칭에 의해 형성할 수 있으므로 별도의 공정을 요하지 않는다.

또, 도랑(40)은 선형상의 도전성 접착제도포영역(3a)과 거의 평행하게 형성되되 넘친 접착제(15)의 함몰부(5)내로의 유입을 저지할 수 있도록 그 폭, 길이, 깊이 및 형상을 설정해야 할 것이다. 이러한 관점에서 도랑(40)은 환형 위요부(3)를 관통하는 슬릿이어도 좋다.

또, 도랑(40)의 평면형상은 도시된 바와 같은 직선형상의 것에 한정될 필요가 없는 바, 예컨대 제2a도에 나타낸 바와 같이 도랑(40)의 양단에 대용량의 접착제저장소(41)를 설치해도 좋고, 또 2b도에 나타낸 바와 같이 도랑(40)을 수정블럭(1)의 접착제도포부(3a)측의 측단에 개구시켜 그 개구(42)로부터의 잉여의 접착제를 패키지저면에 유출시키는 등의 수단을 이용함으로써 수정블럭(1)의 패키지저부로의 접착면적의 극한을 도모해도 좋다.

이상의 실시예에 있어서는 환형 위요부의 한쪽 일주연평면(一周緣平面)상에서 한쪽 면만 지지되게 공진자를 고정하는 경우에 대해 설명했다. 공진자의 이러한 고정법은 공진자에 요구되는 양산시의 주파수의 편차의 감소, 온도-주파수특성의 향상 등 제특성의 향상에 유효한 것이지만, 진동, 충격에 의한 공진자의 플래핑(flapping)에 기인하는 파손의 우려가 적지 않기 때문에 상술한 바와 같은 제특성의 열화를 견뎌, 예컨대 상기 접착제도포부(3a)의 대향면(3b)의 일우부(一隅部 ; 3b′)도 패키지저면에 접착되는 경우가 생기게 된다. 이러한 경우에도 그 일우부(3b′)의 접착영역을 극한하기 위해 제2c도에 나타낸 바와 같은 도랑(45)을 설치하면 좋다.

제1발명으로서 제1도 및 제2도에 나타낸 실시예의 취지는 상기한 바와 같이 선형상으로 접착제를 도포한 환형 위요부의 주연평면상 적소의 접착부와 함몰부내주연간에 잉여접착제유입도랑을 형성함으로써 접착제의 함몰부내로의 유입을 저지하도록 구성되어 있으므로, 동일한 효과를 발휘하는 구조라면 모두 본 발명의 범위내에 속하는 것이다.

이상, 압전공진자의 함몰부를 패키지저면을 향해 수납하는 경우만을 예시했지만, 본 발명은 공진자의 평탄면을 패키지저면을 향해 수납하는 경우에도 적용가능하다.

상기 실시예에서는 압전공전자로서 수정진동자를 예시했지만, 이것은 일예에 지나지 않고, 본 발명은 수정이외의 압전체를 사용하는 소자에 대해서도 적용가능하다. 더욱이, 상기 실시예에 있어서는 직방체형상의 압전재료블럭을 나타냈지만, 이것은 본 발명을 적용시켜야 할 형상의 압전공진자를 배치생산(batch 生産)하는 양산성을 높일 필요성으로 부터 편의적인 형태에 지나지 않고, 본 발명의 범위가 이 예에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 블럭의 평면형상은 원형, 다각형 등 다른 형태의 것이어도 지장은 없다.

이와 같이 제1a도 내지 제1c도, 제2a도 내지 제2c도에 나타낸 본 발명의 제1실시예에는 상술한 제1목적을 해결하기 위한 것으로, 초박판압전공진자를 패키지저면에 접착시킬때 잉여접착제가 공진자의 진동부로 유입해서 공진주파수를 변동시키는 것과 같은 사고를 사실상 완전하게 방지할 수 있으므로 제조의 원료대 제품비를 향상시킬 뿐만 아니라 고정밀도의 접착제투여기구를 요하지 않으므로 다른 설비투자의 필요도 없고, 잉여접착제유입도랑도 상기 함몰부를 형성할 때 동시에 형성가능하므로 초박막압전공진자를 저가로 제조할 수 있는 등 현저한 효과가 있다.

다음에는 상기 제2목적을 해결하기 위한 본 발명의 제2실시예에 대해 도면에 나타낸 실시예와 실험데이터를 기초로 상세하게 설명한다.

제10a도 및 제10b도에 나타낸 바와 같은 압전소자의 양산시험을 행하는 과정에서, 본원 발명자가 패키지에 수납고정시켜야 할 공진자의 패키지저면으로의 접착고정부위가 달라지게 되면 당해 소자의 온도-주파수특성의 편차에 상당한 차이가 생긴다는 것을 발견한 것은 상술한 바와 같다.

이 문제를 더욱 상세하게 추급(追及)하기 위해 본원 발명자는 제3a도에 나타낸 바와 같이 당해 공진자(9)의 접착부위를 AT커트수정블럭(1)의 Z에 따른 상기 환형 위부(3)의 함몰부(2)측 한쪽 테두리표면으로한 시료 및 상기 Z축을 X로 한 것을 각각 10개 제작하여 이들의 온도-주파수특성의 편차의 정도(程度)를 조작한 바, 제4a도 및 제4b도에 나타낸 결과를 얻었다.

이 실험결과로부터도 명확히 알 수 있는 바와 같이 이러한 타입의 공진자의 온도-주파수특성의 편차의 정도는 AT커트수정블럭(1)의 Z축에 따른 한쪽 테두리에서 패키지에 고정시키는 쪽이 X축의 한쪽 테두리에서 고정시키는 쪽보다 우수하다는 것이 판명되었다.

한편, 데이타는 생략하지만 온도-주파수특성이외의 특성에 대해서는 상기 양자간에 별다른 차이는 확인되지 않았다.

이와 같은 결과가 어째서 발생하게 되었는가에 대해서는 현재로서는 판연(判然)할 수 없지만, 어떻든 적어도 AT커트수정을 기판으로 하는 그런 타입의 공진자에 관한 한 Z축에 한쪽 테두리에서 패키지 [11 ; 제1a도]에 접착고정시켜야 하는 것이 명확해졌다.

이상, 직방체의 수정블럭을 기판으로 하여 상기 함몰부측의 일주연표면에 있어서 패키지에 접착고정시키는 경우에 대해서만 설명했지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 예컨대 제3b도에 나타낸 바와 같이 수정블럭(1)이 원반형상이면 그 Z축에 따른 주연에 접착제(15)를 도포하면 좋고, 또 수정블럭(1)의 함몰부(2)측과 대향하는 평탄면상의 Z축에 따른 한쪽 테두리에서 공진자를 패키지에 접착고정시켜도 그 효과는 동등하다. 더욱이, 본 발명을 적용시켜야 할 공진자로서 상기 함몰부측 표면에 부분전극을 붙이고 그 대향면인 평탄면에 전면전극을 붙인 것이어도 좋고, 소자의 종류로서는 진동자, 필터소자(분할전극을 갖춘 소위 다중모드필터소자를 포함함)의 어느 것이어도 좋다.

더욱이, 공진자의 패키지에 대한 접착고정부위를 명시하기 위해 접착제를 도포해야 할 부위의 양측에 적당한, 예컨대 도료에 의한 마크와 같은 표시를 붙여 놓으면 패키지로의 장착을 행할 때 접착부위를 오인하지 않게 되어 편리하다.

본 발명의 제2실시예는 이상 설명한 방법을 취한 것이므로, 별도의 공정을 부가시키지 않고 초박판압전공진자의 양산시의 온도-주파수특성의 편차를 감소시켜 품질이 좋은 소자를 고객에게 제공할 수 있는 등 현저한 효과를 발휘하게 된다.

다음에는 본 발명의 제3목적을 달성하기 위한 제3발명에 대해 첨부도면을 기초로 설명한다.

제9도는 제3발명에 따른 초박막압전소판을 사용한 진동자를 패키지내에 접착시킨 구성을 나타낸 단면도로서, 예컨대 직방체의 AT커트수정블럭(200)의 한쪽 주표면 거의 중앙에 기계연마 혹은 에칭에 의해 함몰부(215)를 형성하고 그 함몰부(215)의 저부의 초박부분을 진동부(216)로 하여 이것을 그 주변의 두꺼운 환형 위요부(217)에 의해 기계적으로 지지하는 것이다.

수정블럭(200)의 상기 함몰측 전면에는 도체막을 붙여 전면전극(218)으로 하고, 그 대향측 평탄면에는 부분전극(206) 및 부분전극(206)으로부터 연장되는 전극리드(231)를 형성하며, 더욱이 전극리드(231)의 단부를 외부리드(232)와 와이어(233)로 본딩시키기 위한 패드(234)로 하고 있다. 패드(234)와 서로 대면하는 패키지내 단차상에는 외부리드(232)와 접속되는 도체패드(235)를 배치한다.

그리고, 패드(234)의 대향면인 환형 위요부의 한쪽 테두리를 패키지 내저면에 접착시킨 다음에 패드(234, 235)사이를 와이어(233)로 접속시킨다.

이와 같이 초박막압전소판의 동일 테두리부의 한쪽 면을 패키지내저면과의 접착부로 함과 더불어 다른쪽 면에 패드(234)를 형성하고, 이 패드(234)를 그 테두리부와 대면하는 패키지내벽의 단차상에 설치한 패드(235)와 와이어본딩함으로써, 본딩패드로 패드(234)를 가압할 때 상기 접착제의 접속강도를 높일 수 있는데다가 유효하게 작용하게 된다.

본 발명에 따른 제3발명은 이상 설명한 바와 같이 구성되어 있기 때문에, 압전소판과 이것을 수납하는 패키지간의 전기적 접속시에 와이어본더(wire bonder)에 의한 가압력을 최대한으로 발휘할 수 있게 되어 전극리드단과 패키지측의 외부리드의 접속강도를 높여 신뢰성을 향상시킬 수 있는 등 현저한 효과가 있다.

다음에는 제4목적을 달성하기 위한 제4발명을 도면을 기초로 상세히 설명한다.

제10a도 및 10b도에 나타낸 바와 같은 구조를 갖는 초박막압전공진자는 내장되는 공진자소판의 초소형인 것에 기인하여 그 환형 위요부의 한쪽 테두리를 도전성 접착제로 패키지내저면에 접착고정시키게 되면 접착제경화에 따른 왜곡이 직접 소판에 가해져 공진자의 공진주파수의 변동, 온도-주파수특성의 편차증대를 초래하는 것을 상술한 바와 같다.

이 문제를 해결하기 위해 본 발명에 따른 초박막압전공진자는 기본적으로 제5a도 내지 제5d도에 나타낸 바와 같은 구조를 취한다.

즉, 초박판압전공진자(100)를 도전성 접착제로 직접 패키지(108)내저면에 고정시키는 종래의 수법을 포기하고, 그 네모퉁이를 패키지(108)내벽으로부터 돌출된 포크형상의 탄성조(116, 116, …)로 압압(押壓)함으로써 고정시키고자 하는 것이다.

상술한 탄성조(116, 116, …)를 갖춘 패키지는 본 도면에 나타낸 바와 같이 인청동박판 등과 같은 탄성재료의 판을 에칭등의 수법에 의해 리드프레임(117)으로부터 돌출되는 것과 같은 형상으로 형성하고, 이것에 소요의 성형을 가한 다음에 리드프레임(117)을 패키지(108)의 소결성형(燒結成形)시 그 내벽에 매립되도록 하면 용이하게 제조가능하다.

또, 본 도면으로부터도 명확히 알 수 있는 바와 같이 상술한 탄성조(116, 116, …)를 갖춘 패키지(108)에 공진자(100)를 삽입시킬 때에는 탄성조(116, 116, …)의 선단을 공진자(100)의 주연으로 누르게 되면 공진자(100)가 패키지(108)내저면에 접촉됨과 동시에 탄성조(116, 116, …)는 그 탄성에 의해 원래의 상태로 되돌아가 공진자(100)의 네모퉁이를 누르게 되는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그런데, 상술한 바와 같은 패키지(108)에 대한 공진자(100)의 수납고정수법을 이용할 경우, 공진자(100)의 함몰부(2)측의 전면전극(105)과 패키지(108)의 내저면도체막(109)의 전기적 접촉은 단순한 접촉으로 되어 안정한 도통은 바랄 수도 없게 된다.

이 문제를 해결하기 위해서는 제5b도에 나타낸 바와 같이 공진자(100)의 환형 위요부(104)의 적소에 관통구멍(118)을 형성하고, 그 관통구멍(118)내면에 도체막을 매개로 상기 공진자의 전면전극(105)과 그 대향면상의 도체패드(119)를 도통시켜서 당해 도체패드(119)와 패키지내벽단차상에 설치된 다른 도체패드(120)를 본딩와이어(121)로 접속시킴과 더불어 상기 패드(120)를 예컨대 상기 패키지내저면도체막(109)을 매개로 외부리드(111)에 접속시키면 좋다.

이상 본 발명에 따른 공진자패키징구조의 기본적 실시예에 대해 설명했지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 예컨대 제6a도, 6b도에 나타낸 바와 같이 탄성조(116, 116, …)를 패키지내저면으로부터 기립시켜도 좋다.

이 경우에는 탄성조(116, 116, …)를 패키지내저면에 설치한 도체막(109)과 일체구조로 하게 되면 이 패키지는 압전진동자를 수납하는 경우뿐만 아니라 필터소자를 수납할 때에도 사용할 수 있게 되어 바람직하다.

덧붙여서 말하면 필터소자를 수납하는 세라믹패키지는 패키지어스를 충분히 취할 필요가 있기 때문에 상술한 바와 같은 대면적 도체막을 요하는 것은 특별히 설명할 것까지도 없다.

그런데 상술한 바와 같이 탄성조로 공진자의 네모퉁이를 압압하는 것은 공진자소판, 조공초소형(爪共超小型)이므로, 조의 가공, 공진자의 패키지로의 삽입시의 위치정합 등에 상당한 곤란이 있다. 이 문제를 해결하기 위해 본 발명은 제7a도, 7b도에 나타낸 바와 같이 변형시켜도 좋다.

즉, 선단을 단순히 예각으로 굴곡시킨 단순한 형상의 조(122, 122, …)를 패키지내저면의 도체막(109)으로부터 기립시켜 공진자(100)의 4변을 압압하도록 하고, 그중 적어도 1개의 조로 상술한 공진자의 관통구멍(118)의 랜드(land)를 형성하는 도체패드(119)를 압압시킴과 더불어 그 조(122)선단과 상기 패드(119)를 도전성 접착제(123)로 접착시킨다.

이와 같이 함으로써 공진자의 전면전극(105)과 패드(108)의 외부리드(111)의 전기적 접속을 확보함과 더불어 조선단(爪先端)의 가공, 공진자의 조와의 걸림위치를 맞추어야만 하는 곤람함을 제거할 수 있고, 게다가 공진자의 패키지내에서의 위치고정을 확실하게 할 수 있게 된다.

한편, 공진자의 함몰부측 전면전극(105)를 그 대향면상의 도체패드와 접속시키는 수법은 관통구멍에 한정되지 않고, 예컨대 제8a도 내지 제8c도에 나타낸 바와 같이 공진자측 단면에 형성시킨 함몰부(124)를 이용해도 좋다.

즉, 본 발명을 적용시키고자 하는 초박판압전공진자는 제8a도에 나타낸 바와 같이 대면적의 압전웨이퍼상에 일거에 다수의 소자패턴을 정렬형성한 후 서로의 경계(125)에서 절단하여 개개의 공진자를 얻도록 되어 있으므로, 상기 경계(125)를 넘어 관통구멍을 형성함과 더불어 그 내벽에 도체막을 부착시킨 후에 절단하면 소망하는 형상, 구조를 갖는 공진자측단면 함몰부(124)를 얻을 수 있게 된다. 따라서, 이와 같은 함몰부(124)를 매개해서 공진자의 함몰부측 전면전극(105)과 그 대향면의 도체패드(126)를 도통시켜서 그 패드(126)를 조(116) 혹은 조(122)로 압압시킴과 더불어 도전성 접착제(123)로 고정시키면 공진자의 패키지에 대향하는 고정과 전면전극과 패키지외부리드(111)의 전기적 접속을 확실하게 행할 수 있게 된다.

또, 제8b도는 수납되는 압전소자가 진동자인 경우에는 패키지내저면도체막(109)이 반드시 필요한 것은 아니라고 하는 이유때문에, 진동자(100)의 전면전극(105)을 조(122)를 매개해서 패키지외부리드(111)와 접속시킨 실시예를 나타낸 것이고, 제8c도는 수납되는 압전소자가 예컨대 2중모드ㆍ필터소자인 경우, 그 전면전극(105)은 어스전극으로 되기 때문에 이것을 충분히 접지시키기 위해 상기 전면전극(105)을 조(116)를 매개해서 어스단자(111)에 접속시킬 뿐만 아니라 단자(111)와 접속되는 패키지내저면도체막(109)과 상기 전면전극(105)을 접촉시킨 것이다.

이와 같이 함으로써 초박판압전공진자에는 그 공진주파수를 변동시키거나, 혹은 온도-주파수특성에 영향을 미치는 것과 같은 스트레스가 거의 가해지지 않게 되고, 게다가 공진자의 각 전극과 외부단자간의 도통을 충분히 확보할 수 있게 된다.

제4발명은 이상 설명한 바와 같이 구성되어 있으므로 초박판압전공진자의 패키지전후에서의 공진주파수의 변동, 패키지종료후에서의 온도-주파수특성의 편차를 극한시켜 제품의 원료대 제품비를 향상시킬 수 있는 등 현저한 효과가 있다. 또, 이들 효과는 패키지가 적게 복잡화되는 것에 의한 비용상승을 보충하는데 충분한 것이다.

Claims (6)

1. 초박두께의 진동부와 이 진동부의 주연(周緣)을 포위하는 두꺼운 구형상의 환형 위요부를 일체적으로 구성한 압전공진자에 있어서, 상기 압전공진자의 상기 환형 위요부의 함몰측 주연평면의 적소의 접착제도포부와 이것에 대면하는 상기 함몰부내주연간에 접착제의 상기 함몰부내로의 유입을 저지하기 위한 잉여접착제유입도랑 또는 슬릿을 형성한 것을 특징으로 하는 초박판압전공진자의 패키지내 지지구조.
2. 초박두께의 진동부와 이 진동부의 주연을 지지하는 두꺼운 환형 위요부를 일체적으로 구성한 AT커트수정공진자를 접착제로 용기의 수납부에 접착고정시킬 때, 상기 접착제를 수정공진자의 Z축방향으로 연장되는 테두리부에 따라 도포하도록 된 것을 특징으로 하는 초박판압전공진자의 패키지내 지지구조.
3. 초박두께의 진동부와 이 진동부의 주연을 지지하는 두꺼운 환형 위요부를 일체적으로 구성한 압전소판을 사용한 초박판압전공진자의 상기 환형 위요부에 의해 형성되는 소판함몰부측의 면을 평탄형 패키지의 내저면에 대면하도록 배치함과 더불어 상기 패키지의 내측벽 혹은 내저면으로부터 돌출된 탄성조로 압전소판의 다른쪽 면을 압압함으로써 상기 공진자를 패키지에 고정시키도록 된 것을 특징으로 하는 초박판압전공진자의 패키지내 지지구조.
4. 제3항에 있어서, 상기 공진자의 패키지내저면과 대면하는 측의 전극리드를 상기 환형 위요부를 관통하는 관통구멍 혹은 공진자측단면에 설치한 함몰부를 매개해서 압전소판의 다른쪽 면에 설치한 도전패드와 전기적으로 접속시키고, 상기 패드를 매개로 패키지외벽에 노출된 리드단자와 접속시키도록 된 것을 특징으로 하는 초박판압전공진자의 패키지내지지구조.
5. 제2항 및 제3항에 있어서, 상기 패키지내벽 혹은 내저면으로부터 돌출된 탄성조를 도체로 구성함과 더불어 이것을 패키지외벽에 노출된 리드 단자와 접속시키고, 상기 압전소판의 다른쪽 면에 설치된 도체패드를 상기 탄성조로 압압시킴과 더불어 이들 양자를 도전성 접착제로 고정시키도록 된 것을 특징으로 하는 초박판압전공진자의 패키지내 지지구조.
6. 초박두께의 진동부와 이 진동부의 주연을 지지하는 두꺼운 환형 위요부를 일체적으로 구성한 압전소판의 상기 진동부로부터 상기 환형 위요부에 걸친 일면에 부분전극을 형성하고, 이 부분전극으로부터 바깥쪽 테두리로 연장되는 전극리드부 및 전극리드단패드를 형성하며, 이 전극리드단패드의 대향면인 환형 위요부의 한쪽 테두리를 패키지내저면에 접속시킨 것을 특징으로 하는 초박판압전공진자의 패키지내 지지구조.