TW201433080A

TW201433080A - 表面安裝型低型面振盪器

Info

Publication number: TW201433080A
Application number: TW103103330A
Authority: TW
Inventors: Fumio Asamura
Original assignee: Nihon Dempa Kogyo Co
Priority date: 2013-02-04
Filing date: 2014-01-29
Publication date: 2014-08-16
Also published as: US9136821B2; US20140218121A1; JP2015089095A; CN103973257A

Abstract

表面安裝型低型面振盪器。在振子單元形成外部端子的底面接合IC晶片單元的積體電路部形成面即主面。在裸晶片即IC晶片單元主面具有集成包括與振子單元的振子一同形成振盪電路的電路的振盪器構成電路的積體電路部及包括多個IC電極端子及與所述振子單元的外部端子連接的2個連接端子的IC端子。設置在IC晶片單元正面的IC電極端子與設置在背面(與主面為相反面、安裝面)的安裝端子由設於沿裸晶片矽板厚度方向貫穿的導通孔的電極柱電性連接。振子單元與IC晶片單元用塗布在IC晶片單元主面包括含有焊料粒子的熱硬化性樹脂的異向性導電接著劑接合。

Description

表面安裝型低型面振盪器

本發明涉及一種振盪器，尤其涉及一種將振子單元與和該振子單元一同構成振盪電路的IC(Integrated Circuit，積體電路)晶片單元(chip unit)一體化從而低型面(low profile)化且小型化的表面安裝型低型面振盪器。

由於表面安裝型振盪器小型、輕量，因此，例如作為以高性能手機(所謂智慧型手機(smart phone))為代表的可攜式電子設備中的頻率或時間的參考標準而內置。此種振盪器包括收容著振子或諧振器(以下稱為振子)的振子單元及IC晶片。在IC晶片中集成著與振子一同構成振盪電路的振盪電路部或緩衝(buffer)電路部等。而且，根據振盪器的種類，而將溫度補償電路或溫度控制電路、恆溫機構等提高該振盪器功能所需的電路或機構集成在該振盪器中。而且，將振動部與IC晶片收容在共通的封裝體(package)中，製成單一的電子零件。

IC晶片是將由晶片(wafer)切取後的狀態下的晶片(以下，也稱為IC裸晶片(bare chip)或者簡稱為裸晶片)作為1個單元，將該晶片直接與振子單元連接，由此，促進振盪器的小型化與低型面化。安裝IC裸晶片的普通方法之一，已知有倒裝晶片安裝(Flip Chip Bonding，FCB)。該倒裝晶片安裝是使設置在構成IC裸晶片的矽(silicon)基板的積體電路部形成面的多個凸塊(bump)(端子、IC端子)與設置在電路基板的對應位置的多個基板電極對向地面朝下，利用焊料等將它們統一地連接。而且，一般而言，通過使底部填充膠(underfill)(樹脂)流入安裝後的裸晶片與電路基板之間而確保振盪器的機械強度。

作為本發明的振盪器技術領域中與IC裸晶片的安裝技術相關的技術，例如，可以列舉用於專利文獻1(參照日本專利特開2012-85101號公報)中公開的晶體振盪器的技術。利用該安裝技術的晶體振盪器是將設置在晶體振子單元的底部側壁的外部端子連接於設置在構成IC裸晶片的矽基板的積體電路部表面的周緣的連接端子(IC端子)而一體化。另外，用於裝載在電路基板等的安裝端子是構成為在矽基板的側面設置缺口(城堡型(castellation))，利用形成在該缺口的電極(側面電極)將矽基板的積體電路面上所包含的電極墊(pad)與設置在底面(與晶體振子單元為相反面)的安裝端子連接。

而且，專利文獻2(日本專利特開2009-60452號公報)中公開的壓電器件(piezoelectric device)中，配置有自晶體基板通過蝕刻(etching)加工而形成的反向平台型(inverted mesa-type) 振子單元，且在該振子單元的背面配置有IC晶片。而且，通過利用設置在振子單元的側壁的導電性接合材料，將設置在振子單元的基板部下表面的外部端子與設置在IC晶片的側壁的側面電極連接，而進行外部端子和側面電極的電性連接與機械性接合。

而且，在專利文獻3(參照日本專利特開2004-179734號公報)中記載有將設置在矽基板的積體電路形成面的IC端子與該矽基板的背面(與積體電路形成面為相反面)中所包含的安裝端子，經由鑽設在該矽基板周緣的導通孔(via hole)中所嵌埋的電極柱而連接的情況。

在現有技術中，存在如下技術，即，在矽基板的各IC單片的邊界設置多個通孔(through hole)(貫穿孔)，且沿著穿過該導通孔中心的線在各單片上進行分割，上述通孔構成用於將振子或振子單元(振子等)與IC晶片或IC裸晶片的主面(積體電路形成面)上包含的IC端子電性連接的電性導通部。此種分割加工中要求精度極高的劃片(dicing)作業。利用設置在該矽基板周邊的貫穿電極將振子等與IC裸晶片等之間的電性導通連接而實施低型面化的技術是在貫穿電極的中央分割矽基板，所以，仍然需要高精度的作業。

而且，存在如下技術，即，利用IC裸晶片的矽基板與玻璃蓋(glass cover)形成振子的收容空間(space)，其利用設置在該矽基板的導通孔中形成的連接電極，將振子的外部端子與矽基板的晶體連接端子、及IC晶片上包含的積體電路的IC端子與安裝端子連接。但是，在此種技術中，存在導通孔使容器剛性下降之虞。

此外，在將集成振盪電路等而成的IC晶片或IC裸晶片接合於包含晶體等的振子單元時，在它們的側壁設置連接電極等雖可達成低型面化，但其安裝佔有面積(覆蓋區域(footprint))也變大。

本發明的目的在於提供一種表面安裝型的低型面化且安裝佔有面積小的振盪器，在將振動單元與IC裸晶片(IC晶片單元)相互重疊地接合的技術中，不增加安裝佔有面積且確保低型面化與高剛性。另外，這裡所說的振盪器並不限定於單純的振盪器，也包括包含溫度補償電路或溫度控制機構等的振盪器(溫度補償晶體振盪器(Temperature Compensated Crystal Oscillator，TCXO)、恆溫晶體振盪器(Oven Controlled Crystal Oscillator，OCXO)等)或諧振器、或者微機電系統(Micro-Electro-Mechanical System，MEMS)等採用利用機械性振動輸出規定頻率的振子的振盪器等廣義的電子零件。

為了達成所述目的，本發明的特徵在於包含以下記述的構件。即，本發明是將振子單元與IC晶片單元接合而一體化的表面安裝型的低型面振盪器。振子單元包括將振子密封於內部，且在外表面設有用於擷取振子的振動輸出的外部端子的絕緣容器。 IC晶片單元是裸晶片，且在該裸晶片的與所述振子單元上包含的外部端子對向的其中一面，包含與晶體振子一同構成振盪電路的積體電路部及與所述振子單元的外部端子連接的晶體連接端子。將振子單元的絕緣容器中所包含的外部端子的形成面與IC晶片單元的其中一面之間的外部端子與晶體連接端子的對向部分直接焊接。將外部端子與晶體連接端子的非對向部分的面之間利用粘合劑而直接粘著。

本發明的低型面振盪器是在振子單元的絕緣容器中所包含的外部端子的形成面與IC晶片單元的其中一面之間，夾隔有包含含焊料粒子的熱硬化性樹脂的異向性導電接著劑(anisotropic conducting adhesive)。振子的外部端子與IC晶片單元的晶體連接端子的對向部分通過異向性導電接著劑中含有的焊料粒子的熔融與硬化而直接接合。外部端子與所述晶體連接端子的非對向部分通過熱硬化性樹脂的熔融與硬化而直接粘著。

本發明的低型面振盪器是振子單元的外部端子與IC晶片單元的晶體連接端子的對向部分通過高溫焊料的熔融與硬化而直接接合，而且，外部端子與晶體連接端子的非對向部分通過熱硬化性樹脂的熔融與硬化而直接粘著。

本發明的低型面振盪器是在振子單元的絕緣容器中包含的外部端子包括鍍金墊，且在IC晶片單元的所述晶體連接端子在鍍金上包含柱形金凸塊(Au stud bump)。外部端子與晶體連接端子的對向部分通過外部端子的鍍金墊與柱形金凸塊的金-金倒裝晶片安裝(Flip Chip Bonding，FCB)而接合。外部端子與所述晶體連接端子的非對向部分通過熱硬化性樹脂的熔融與硬化而直接粘著。

本發明的低型面振盪器是在振子單元的絕緣容器中包含的外部端子包含鍍金墊，且在IC晶片單元的晶體連接端子，在鍍金上包含載有焊料的焊料凸塊。外部端子與晶體連接端子的對向部分由外部端子的鍍金墊與晶體連接端子的焊料凸塊接合。外部端子與晶體連接端子的非對向部分通過熱硬化性樹脂的熔融與硬化而直接粘著。

本發明的低型面振盪器中，振子單元的絕緣容器包括底板、蓋板及形成著振子且由底板與蓋板夾持的振子形成板。外部端子設置在底板的與振子形成板為相反面的底面。

本發明的低型面振盪器中，構成密閉絕緣容器的所述底板、所述蓋板及所述振子形成板包括晶體板。形成在振子形成板的振子是加工該晶體板而成的反向平台型。

本發明的低型面振盪器中，振子單元包括：絕緣容器，包含陶瓷；振子，收容在設於該絕緣容器的凹部內；及板狀金屬蓋板，將所述凹部密閉。外部端子設置在絕緣容器的與金屬蓋板為相反面的底面。

本發明的低型面振盪器中，振子單元包括：底板，包含玻璃；振子形成板，將振子部分加工成反向平台型而成；及玻璃蓋板，與底板一同將形成在振子形成板的振子密封，且包含玻璃板。外部端子設置在底板的與玻璃蓋板為相反面的底面。

本發明的低型面振盪器中，振子單元包括：底板，由矽形成；振子形成板，將振子部分加工成反向平台型而成；及矽蓋板，與底板一同將形成在振子形成板的振子密封，且包含矽板。外部端子設置在絕緣容器的與矽蓋板為相反面的底面。

本發明的低型面振盪器中，IC晶片單元的構成振盪電路的積體電路部包含溫度補償電路、溫度控制電路或恆溫機構。

本發明的低型面振盪器中，設置在振子單元與IC晶片單元之間的熱硬化性樹脂設為將已與IC晶片單元接合時與IC晶片單元之間的間隙充分填滿的填充量。

而且，本發明的振子單元是將振子收容在密閉絕緣容器的內部而成，且在該密閉絕緣容器的底面包含用於將振子的振動輸出連接於IC晶片單元的至少兩個外部端子。作為外部端子，包括用於獲取與IC晶片單元的接合平衡的虛擬(dummy)端子在內設置四個或四個以上。

而且，本發明的IC晶片單元是如上所述由已結束集成化處理的半導體晶片中切取的裸晶片。

而且，本發明是在與振子單元的底面對向的IC晶片單元的主面包括：積體電路部，集成與振子一同包含振盪電路的振盪器構成電路而成；及IC端子，包括多個IC電極端子及與振子單元的外部端子連接的至少兩個晶體連接端子。

而且，本發明是在IC晶片單元的與振子單元相反的面包含多個用於裝載在應用設備的安裝端子。

而且，在本發明中，IC晶片單元的多個IC端子中的與安裝端子連接的端子(IC電極端子)是經由在厚度方向上貫穿半導體基板的導通孔中設置的電極柱而連接。

而且，在本發明中，構成振子單元的密閉絕緣容器的底面與IC晶片單元的端子形成面(主面)是由包含含焊料粒子的熱硬化樹脂(含焊料熱硬化樹脂)的異向性導電接著劑而接合。

而且，在本發明中，外部端子與所述IC端子中的與安裝端子連接的IC電極端子通過異向性導電接著劑的焊料粒子的熔融與硬化而電性連接。

而且，在本發明中，利用高溫焊料將構成振子單元的密閉絕緣容器的底面上包含的外部端子與IC晶片單元的端子形成面上包含的IC連接端子接合。可以在構成振子單元的密閉絕緣容器的底面與所述IC晶片單元的端子形成面的間隙中填充包含熱硬化樹脂的粘合劑。

而且，本發明是利用構成振子單元的密閉絕緣容器的底面上包含的外部端子的鍍金墊與形成在IC晶片單元的連接端子形成面上包含的IC連接端子的鍍金上所形成的柱形凸塊(stud bump)的金-金FCB連接進行接合。在構成振子單元的密閉絕緣容器的底面與IC晶片單元的端子形成面的間隙中填充包含熱硬化樹脂的粘合劑。

而且，本發明是將構成振子單元的密閉絕緣容器的底面上包含的外部端子與IC晶片單元的端子形成面上包含的IC連接端子，利用外部端子的金墊與形成在IC晶片單元的端子形成面上包含的IC連接端子的鍍金上的焊料凸塊而接合。在構成振子單元的密閉絕緣容器的底面與所述IC晶片單元的所述端子形成面的間隙中填充包含熱硬化樹脂的粘合劑。

而且，本發明中，可以在構成振子單元的密閉絕緣容器的底面上包含的所述外部端子的除上表面以外的整面包含絕緣膜，該絕緣膜的厚度設為將已與IC晶片單元接合時與所述IC晶片單元之間的間隙充分填滿的填充量。

而且，本發明中，振子單元的密閉絕緣容器可以包括底板、蓋板及由所述底板與蓋板夾持的振子形成板，且外部端子可以設置在底板的與振子形成板為相反面的底面。

而且，本發明中，所述底板與所述蓋板可以設為晶體板，形成在所述振子形成板的振子可以設為加工晶體板而成的反向平台型。

而且，本發明是由包含陶瓷的本體容器、設置在該本體容器的凹部中所收容的振子、及密閉該凹部的金屬板蓋構成振子單元。外部端子可以設置在本體容器的與金屬板蓋為相反面的底面。

而且，本發明是由包含玻璃的本體容器、設置在該本體容器的凹部中所收容的振子、及密閉凹部且包含玻璃的蓋構成振子單元。外部端子可以設置在本體容器的與所述包含玻璃的蓋為相反面的底面。

而且，本發明是利用由矽形成的本體容器、設置在該本體容器的凹部中所收容的振子、及密閉該部且由矽形成的蓋構成振子單元。外部端子可以設置在本體容器的與由矽形成的蓋為相反面的底面。

而且，本發明可在IC晶片單元中包含溫度補償電路、溫度控制電路或恆溫機構。

而且，本發明中，振子可以設為晶體振子、由晶體以外的壓電材料形成的振子、梳齒狀電極(IDT，Interdigital Transducer，數位間換能器)、微電子機械元件(MEMS)中的任一個。

而且，在本發明中，振子單元的外部端子是為將振動信號輸出連接於IC晶片單元而最少需要兩個，但振子單元具備包含導電性材料的蓋時，作為用於將所述蓋連接於接地(earth)電位的外部端子，還可以包含一個外部端子。

而且，在本發明中，作為包括IDT的雙埠(2-port)諧振器，還設置有兩個外部端子。而且，作為矽MEMS諧振器，除振動信號輸出用外部端子以外，作為偏壓(bias)用端子，設有一個外部端子作為第3外部端子。IC晶片單元的連接端子也對應於振子單元的外部端子的數量及其配置而設置。

另外，在此後的說明中，為簡化本申請發明的說明，而如圖2(A)、圖2(B)、圖3(A)~圖3(C)等所示，將振子單元的外部端子設為兩個。

毋庸置疑，本發明只要不脫離本申請的權利要求範圍中記載的發明技術思想，便可進行各種變形。

根據作為所述構成的本發明的表面安裝型低型面振盪器，可以提供一種不增加安裝佔有面積而維持低型面化且成為高剛3性的表面安裝型低型面振盪器。

1‧‧‧低型面振盪器

2‧‧‧振子單元(晶體振子單元)

2a‧‧‧振子的基部

2b‧‧‧底板

2c‧‧‧蓋板

3‧‧‧IC晶片單元

3'‧‧‧矽板

3A‧‧‧裸晶片的集合體

4‧‧‧安裝端子

5‧‧‧異向性導電接著劑

6‧‧‧高溫焊料

7‧‧‧熱硬化性樹脂

8‧‧‧柱形凸塊

9‧‧‧焊料球

10‧‧‧絕緣膜

13‧‧‧導通孔

14‧‧‧電極柱

20‧‧‧晶體振子

20a、20b‧‧‧激勵電極

21‧‧‧外部端子

21a‧‧‧連接電極

21b‧‧‧晶體框

30‧‧‧積體電路部

31‧‧‧晶體連接端子

32‧‧‧IC電極端子

61、91‧‧‧焊料膜

81‧‧‧金-金接合膜

A‧‧‧箭頭

圖1(A)、圖1(B)是對本發明的表面安裝型低型面振盪器的實施例1進行說明的圖。

圖2(A)、圖2(B)是對應用於本發明的表面安裝型低型面振盪器的實施例1中的晶體振子單元進行說明的圖。

圖3(A)~圖3(C)是對應用於本發明的表面安裝型低型面振盪器的實施例1中的IC晶片單元進行說明的圖。

圖4(A)~圖4(C)是應用於本發明的表面安裝型低型面振盪器的實施例2中的晶體振子單元的說明圖。

圖5(A)~圖5(C)是應用於本發明的表面安裝型低型面振盪器的實施例3中的IC晶片單元的說明圖。

圖6(A)、圖6(B)是對應用於本發明的表面安裝型低型面振盪器的實施例4中的晶體振子單元進行說明的圖。

圖7(A)、圖7(B)是應用於本發明的表面安裝型低型面振盪器的實施例5中的晶體振子單元的說明圖。

圖8(A)~圖8(C)是應用於本發明的表面安裝型低型面振盪器的實施例6中的IC晶片單元的說明圖。

圖9(A)~圖9(C)是應用於本發明的表面安裝型低型面振盪器的實施例7中的IC晶片單元的說明圖。

圖10(A)~圖10(C)是應用於本發明的表面安裝型低型面振盪器的實施例8中的IC晶片單元的說明圖。

圖11(A)~圖11(C)是應用於本發明的表面安裝型低型面振盪器的實施例9中的IC晶片單元的說明圖。

圖12是對本發明的表面安裝型低型面振盪器的實施例10進行說明的圖。

圖13是對本發明的表面安裝型低型面振盪器的實施例11進行說明的圖。

圖14(A)~圖14(C)是說明對在分割為IC裸晶片之前的晶片狀態下，裝載分割成單片的振子單元之後，用於分割晶片且將振子單元與IC晶片單元積層、接合的方法進行說明的所述前者的製程的示意圖。

以下，參照實施例的附圖，對本發明的實施方式詳細地進行說明。

[實施例1]

圖1(A)、圖1(B)是對本發明的表面安裝型低型面振盪器的實施例1進行說明的圖，圖1(A)是表示振子單元與IC晶片單元接合前狀態的圖，圖1(B)是表示接合後狀態的圖。實施例1是使用容器本體與振子全部由振子形成板(也簡稱為晶體板)構成的反向平台型晶體振子，作為振子單元2。而且，IC晶片單元3是IC裸晶片。圖2(A)、圖2(B)是包含圖1(A)、圖1(B)中的晶體振子，即反向平台型振子的振子單元的說明圖。圖3(A)、圖3(B)、圖3(C)是圖1(A)、圖1(B)中的IC晶片單元的說明圖，圖3(A)是IC晶片單元3的振子單元側的平面圖，圖3(B)是沿著圖3(A)的A-A'線的剖視圖，圖3(C)是IC晶片單元3的安裝端子側的平面圖。

參照圖1(A)、圖1(B)~圖3(A)、圖3(B)、圖3(C)，對本發明的表面安裝型低型面振盪器的實施例1進行說明。本實施例的表面安裝型低型面振盪器(以下，也簡稱為振盪器)圖1(A)的符號2是晶體振子單元，且如圖2(A)所示，該晶體振子單元中的振子20包含利用晶體板的蝕刻加工而形成的反向平台型振動部，且在周圍包含晶體框21b。而且，利用晶體板的底板2b與同為晶體板的蓋板2c夾持振子20的晶體框21b而構成容器本體。即，該晶體振子單元2為全晶體型。而且，IC晶片單元3是圖3(A)、圖3(B)、圖3(C)中說明的裸晶片。

如圖1(A)所示，將IC晶片單元3的作為積體電路部形成面的主面接合於振子單元2的形成著外部端子21的底面。接合後的狀態示於圖1(B)中。作為裸晶片的IC晶片單元3在其主面包括：積體電路部(IC電路圖案(pattern))，集成著包含與振子單元2的振子一同形成振盪電路的電路的振盪器構成電路；及IC端子，包括多個IC電極端子32及與所述振子單元2的外部端子21連接的兩個晶體連接端子31。

在IC晶片單元3的背面(與主面為相反面、安裝面)設置著多個安裝端子4。而且，主面的IC電極端子32與背面的安裝端子4由設置在沿裸晶片的矽板的厚度方向貫穿的導通孔13的電極柱(也稱為貫穿電極)14而電性連接。振子單元2與IC晶片單元3利用塗布在IC晶片單元3的主面(或振子單元2的背面)的包含含有焊料粒子的環氧樹脂(epoxy resin)等熱硬化性樹脂(含焊料熱硬化性樹脂)的異向性導電接著劑5而接合。

圖1(B)表示振子單元2與IC晶片單元3由異向性導電接著劑5接合而成的狀態。在振子單元2與IC晶片單元3之間塗布異向性導電接著劑5之後，利用脈衝加熱單元(pulse heat unit)等加熱構件將焊料粒子熔融、硬化，將振子單元2的外部端子21與IC晶片單元3的晶體連接端子31焊接。同時，通過構成異向性導電接著劑5的熱硬化性樹脂(含焊料熱硬化性樹脂)的熔融與硬化而將振子單元2的外部端子21與IC晶片單元3的晶體連接端子31接合，並且經硬化的熱硬化性樹脂流動地填充在兩者間的間隙中，整體完成機械性接合。

本實施例的振子單元2具有如圖2(A)、圖2(B)所示的結構。即，該振子單元2如圖2(A)所示包括作為振動部(振動片)的晶體振子20、晶體振子20的基部2a、及夾持晶體振子20的基部(框)2a的底板2b與蓋板2c的積層體。晶體振子20是在將懸臂式晶體板蝕刻加工所得的振動片(檯面型振動片)的正面及背面，利用蒸鍍或濺鍍(sputtering)形成薄膜激勵電極20a、20b而成。各激勵電極20a、20b通過形成在基部2a與蓋板2c、基部2a與底板2b的層間的連接電極21a、21b，連接於設置在底板的短邊側的一對外部端子21的每一個。外部端子21如圖2(B)所示地在振子單元2的底板2b的其中一個對角區域以表面安裝形式形成為薄電極。另外，也存在如下情況，即，也在底板2b的另一個對角區域形成與外部端子21相同的電極作為虛擬的或晶體振子檢查端子，從而謀求厚度均勻化。

IC晶片單元3設為圖3(A)、圖3(B)、圖3(C)所示的結構。圖3(A)、圖3(B)、圖3(C)是對圖1(A)、圖1(B)中的IC晶片單元3進行說明的圖。即，如圖3(A)所示，在裸晶片的矽板3'的主面形成著積體電路部(IC電路圖案)30、及包括晶體連接端子31及IC電極端子32的IC端子。晶體連接端子31及IC電極端子32是以薄電極形狀形成在矽板3'的主面(參照圖3(B))。振子單元2的外部端子21與IC晶片單元3的晶體連接端子31是如圖1(B)所示，利用焊料粒子經熔融而成的薄焊料層進行接合。而且，圖3(C)是說明本實施例的安裝端子的表示IC晶片單元3的底面(安裝面)的平面圖。在該底面的四角分別設置著安裝端子4作為薄電極。

根據本實施例，包括IC晶片單元3的晶體連接端子31，且IC電極端子32全部位元於塗布著異向性導電接著劑5的間隙內，因此，振子單元2與IC晶片單元3接合後的厚度增加相當於將振子單元2的外部端子21與IC晶片單元3的晶體連接端子31接合的焊料層的厚度程度的增加。所以，安裝佔有面積(安裝時的投影面積：覆蓋區域)與振子單元2或IC晶片單元3中較大的一方相同，從而未增加安裝佔有面積地實現了低型面化。在本實施例中，振子單元2與IC晶片單元3設為相同的投影面積。

[實施例2]

圖4(A)、圖4(B)、圖4(C)是構成本發明的表面安裝型低型面振盪器的實施例2的振子單元的說明圖。圖4(A)表示該振子單元的縱剖面圖，圖4(B)表示從箭頭A方向觀察圖4(A)所示的低型面振盪器所得的側視圖，圖4(C)是表現表示外部端子配置的底板的平面圖。本實施例是在將振子單元與IC晶片單元上下地積層的方面與實施例1相同，而構成振盪器的振子單元2的外部端子21的位置與實施例1不同。振子單元2的基本構成是與圖2(A)、圖2(B)中說明的實施例1同樣地，包括振子20、及夾持該振子20的基部2a的底板2b與蓋板2c的積層體。振子20也與實施例1同樣地，在蝕刻加工晶體板所得的振動片(檯面型振動片)的正面及背面通過蒸鍍或濺鍍形成薄膜激勵電極20a、20b而成，且利用設置在層間的連接電極21a、21b將各激勵電極連接於設置在底板2b的長邊側的一對外部端子21的每一個。另外，也存在如下情況，即，也在底板2b的另外兩邊或對角區域形成與外部端子21相同的電極，作為虛擬的或晶體振子檢查端子，從而謀求厚度均勻化。

[實施例3]

圖5(A)、圖5(B)、圖5(C)是對本發明的表面安裝型低型面振盪器的實施例3的IC晶片單元進行說明的圖。IC晶片單元3是如圖5(A)所示，在裸晶片的矽板的主面形成著積體電路部(IC電路圖案)30、與振子單元的外部端子連接的晶體連接端子31及IC電極端子32。晶體連接端子31是與所述振子單元的外部端子的位置對應地配置。晶體連接端子31及IC電極端子32是以薄電極形狀形成在主面(參照圖5(B))。圖4(A)、圖4(B)、圖4(C)所示的振子單元2的外部端子21與IC晶片單元3的晶體連接端子31是與圖1(B)同樣地，利用異向性導電接著劑5的焊料粒子經熔融所得的薄焊料層而接合，並且在振子單元2的外部端子21與IC晶片單元3的晶體連接端子31之間的間隙中填充經硬化的熱硬化性樹脂，從而機械性地接合。而且，圖5(C)是說明本實施例的安裝端子的表示IC晶片單元3的底面(安裝面)的平面圖。該安裝端子4是以薄電極分別設置在該底面的四角。IC電極端子32與安裝端子4由設置在貫穿矽板3'的導通孔13的電極柱14而連接。

根據本實施例，也包括IC晶片單元3的晶體連接端子 31，且IC電極端子32全部位元於塗布著異向性導電接著劑5的間隙內，因此，振子單元2與IC晶片單元3接合後的厚度增加相當於將振子單元2的外部端子21與IC晶片單元3的晶體連接端子31接合的焊料層的厚度程度的增加。所以，安裝佔有面積(安裝時的投影面積：覆蓋區域)與振子單元2或IC晶片單元3中較大的一方相同，從而未增加安裝佔有面積地實現了低型面化。在本實施例中，振子單元2與IC晶片單元3設為相同的投影面積。

[實施例4]

圖6(A)、圖6(B)是對本發明的表面安裝型低型面振盪器的實施例4的晶體振子單元進行說明的圖。本實施例是在構成振盪器的振子單元2的振動部的構成方面不同於上述實施例。如圖2(A)所示，本實施例的振子單元2包括作為振動部(振動片)的晶體振子20、晶體振子20的基部2a、及夾持晶體振子20的基部(框)2a的底板2b與蓋板2c的積層體。晶體振子20是在利用蝕刻加工將晶體板的中央部分形成為反向平台形狀的振動部(反向平台型振動部)的正面及背面，通過蒸鍍或濺鍍形成薄膜激勵電極20a、20b而成。各激勵電極20a、20b由形成在基部2a與蓋板2c、基部2a與底板2b的層間的連接電極21a、21b連接於設置在底板2b的一對外部端子21(例如參照圖2(A)、圖2(B))的每一個。外部端子21並不限定於圖2(A)、圖2(B)所示。與IC晶片單元的接合和上述各實施例中的任一實施例相同。

[實施例5]

圖7(A)、圖7(B)是對本發明的表面安裝型的低型面振盪器的實施例5的晶體振子單元進行說明的圖。本實施例是在構成振盪器的振子單元2的振動部的構成方面不同於所述實施例3。本實施例的振子單元2如圖7(A)所示包括作為振動部(振動片)的晶體振子20、晶體振子20的基部2a、及夾持晶體振子20的基部(框)2a的底板2b與蓋板2c的積層體。晶體振子20是在利用蝕刻加工將晶體板形成為反向平台形狀的懸臂式振動部(反向平台型振動部)的正面及背面，通過蒸鍍或濺鍍形成薄膜激勵電極20a、20b而成。各激勵電極20a、20b是利用形成在基部2a與蓋板2c、基部2a與底板2b的層間的連接電極21a、21b而連接於設置在底板2b的一對外部端子21(與實施例3相同，例如參照圖2(A)、圖2(B))的每一個。外部端子21並不限定於圖2(A)、圖2(B)所示。與IC晶片單元的接合和上述各實施例中的任一實施例相同。

根據本實施例，也包括IC晶片單元3的晶體連接端子31，且IC電極端子32全部位元於塗布著異向性導電接著劑5的間隙內，因此，振子單元2與IC晶片單元3接合後的厚度增加相當於將振子單元2的外部端子21與IC晶片單元3的晶體連接端子31接合的焊料層的厚度程度的增加。所以，安裝佔有面積(安裝時的投影面積：覆蓋區域)與振子單元2或IC晶片單元3中較大的一方相同，從而未增加安裝佔有面積地實現了低型面化。在本實施例中，振子單元2與IC晶片單元3設為相同的投影面積。

[實施例6]

圖8(A)、圖8(B)、圖8(C)是對本發明的表面安裝型低型面振盪器的實施例6進行說明的圖。實施例6是在振子單元2與IC晶片單元3的接合結構方面不同於上述各實施例。圖8(A)是振子單元的(a-1)仰視圖、(a-2)短邊側視圖、(a-3)長邊側視圖。圖8(B)是IC晶片單元的(b-1)俯視圖、(b-2)短邊側視圖、(b-3)長邊側視圖、(b-4)仰視圖。圖8(C)是表示將振子單元2與IC晶片單元3接合後的狀態的剖視圖。圖8(B)、圖8(C)中，符號6是Sn-Ag-Cu系等的高溫焊料，符號61是焊料膜，符號7是環氧樹脂等熱硬化性樹脂，對功能與上述各圖相同的部分標注相同符號。

在實施例6中，利用高溫焊料6將振子單元2的底面上包含的外部端子21與IC晶片單元3的端子形成面上包含的晶體連接端子31接合。作為高溫焊料6，例如，可以使用錫(Sn)- 銀(Ag)-銅(Cu)系，除此以外，利用已知的高溫焊料進行連接。高溫焊料是具有大於或等於183℃熔點的焊料，且應用於高溫環境下使用的設備或者製造步驟中存在高溫熱處理的情況等。

高溫焊料6是將成為粒狀的焊料混入到助焊劑(flux)中，使用掩模(mask)印刷技術等配置在晶體連接端子31之上。接著，使振子單元2的外部端子21與晶體連接端子31重合，使配置在晶體連接端子31上的高溫焊料6熔融，利用熔融的焊料膜61將外部端子21與晶體連接端子31之間接合。

將外部端子21與晶體連接端子31接合之後，在構成所述振子單元2的絕緣容器的底面與所述IC晶片單元3的所述晶體連接端子形成面的間隙，填充包含熱硬化樹脂7的接合劑。作為該熱硬化樹脂，優選環氧系樹脂，但也可以是其他的具有相同特性的熱硬化樹脂。

根據本實施例，也包含IC晶片單元3的晶體連接端子31，且IC電極端子32全部位元於填充有粘合劑(熱硬化樹脂)7的間隙內，因此，振子單元2與IC晶片單元3接合後的厚度增加相當於將振子單元2的外部端子21與IC晶片單元3的晶體連接端子31接合的焊料膜61的厚度程度的增加。所以，安裝佔有面積(安裝時的投影面積)與振子單元2或IC晶片單元3中較大的一方相同，從而未增加安裝佔有面積地實現了低型面化。在本實施例中，振子單元2與IC晶片單元3設為相同的投影面積。

[實施例7]

圖9(A)、圖9(B)、圖9(C)是對本發明的表面安裝型低型面振盪器的實施例7進行說明的圖。實施例7是在振子單元2與IC晶片單元3的接合結構方面不同於上述各實施例。圖9(A)是振子單元的(a-1)仰視圖、(a-2)短邊側視圖、(a-3)長邊側視圖。圖9(B)是IC晶片單元的(b-1)俯視圖、(b-2)短邊側視圖、(b-3)長邊側視圖、(b-4)仰視圖。圖9(C)是表示將振子單元2與IC晶片單元3接合後的狀態的剖視圖。圖9(B)、圖9(C)中，符號8是柱形凸塊(stud bump)，符號81是金-金接合膜，對功能與上述各圖相同的部分標注相同符號。

實施例7是利用構成振子單元2的密閉絕緣容器的底面上包含的外部端子21的鍍金墊、與IC晶片單元3的晶體連接端子31的形成面上包含的鍍金上形成的金線柱形凸塊8的金-金FCB連接進行接合。

將振子單元2的外部端子21與IC晶片單元的晶體連接端子31接合之後，在構成所述振子單元2的絕緣容器的底面與所述IC晶片單元3的所述晶體連接端子31的形成面的間隙中填充包含熱硬化樹脂7的接合劑。作為熱硬化樹脂，優選與上述實施例相同的環氧系樹脂，但也可以是其他具有相同特性的樹脂。

根據本實施例，也包含IC晶片單元3的晶體連接端子31，且IC電極端子32全部位元於填充著熱硬化樹脂7的間隙內，因此，振子單元2與IC晶片單元3接合後的厚度增加相當於將振子單元2的外部端子21與IC晶片單元3的晶體連接端子31接合的金-金FCB連接膜81的厚度程度的增加。所以，安裝佔有面積(安裝時的投影面積：覆蓋區域)與振子單元2或IC晶片單元3中較大的一方相同，從而未增加安裝佔有面積地實現了低型面化。在本實施例中，振子單元2與IC晶片單元3設為相同的投影面積。

[實施例8]

圖10(A)、圖10(B)、圖10(C)是對本發明的表面安裝型低型面振盪器的實施例8進行說明的圖。實施例8是在振子單元2與IC晶片單元3的接合結構方面不同於上述各實施例。圖10(A)是振子單元的(a-1)仰視圖、(a-2)短邊側視圖、(a-3)長邊側視圖。圖10(B)是IC晶片單元的(b-1)俯視圖、(b-2)短邊側視圖、(b-3)長邊側視圖、(b-4)仰視圖。圖10(C)是表示將振子單元2與IC晶片單元3接合後的狀態的剖視圖。圖10(B)、圖10(C)中，符號9是焊料球(solder ball)(焊料凸塊)，符號91是焊料膜，對功能與上述各圖相同的部分標注相同符號。

在實施例8中，在構成振子單元2的密閉絕緣容器的底面上包含的外部端子21的鍍金墊與IC晶片單元3的主面上包含的晶體連接端子31的鍍金，配置焊料球9。利用使該焊料球9熔融並硬化所得的焊料膜91將兩者接合。焊料球9的配置可以使用與所述實施例5相同的方法。

將振子單元2的外部端子21與IC晶片單元3的晶體連接端子31接合之後，在構成所述振子單元2的絕緣容器的底面與所述IC晶片單元3的所述晶體連接端子的形成面的間隙中填充包含熱硬化樹脂7的粘合劑。作為熱硬化樹脂，優選與所述實施例5相同的環氧系樹脂，但也可以是其他具有相同特性的樹脂。

根據本實施例，也包括IC晶片單元3的晶體連接端子31，且IC電極端子32全部位元於填充著熱硬化樹脂7的間隙內，因此，振子單元2與IC晶片單元3接合後的厚度增加相當於將振子單元2的外部端子21與IC晶片單元3的晶體連接端子31接合的焊料膜91的厚度程度的增加。所以，安裝佔有面積(安裝時的投影面積)與振子單元2或IC晶片單元3中較大的一方相同，從而未增加安裝佔有面積地實現了低型面化。在本實施例中，振子單元2與IC晶片單元3設為相同的投影面積。

[實施例9]

圖11(A)、圖11(B)、圖11(C)是對本發明的表面安裝型低型面振盪器的實施例9進行說明的圖。實施例9中，振子單元2與IC晶片單元3的接合結構與所述圖9(A)、圖9(B)、圖9(C)中已說明的實施例7大致相同，但填充在兩者接合部的間隙中的絕緣膜的構成不同。圖11(A)是振子單元的(a-1)仰視圖、(a-2)短邊側視圖、(a-3)長邊側視圖。圖11(B)是IC晶片單元的(b-1)俯視圖、(b-2)短邊側視圖、(b-3)長邊側視圖、(b-4)仰視圖。圖11(C)是表示將振子單元2與IC晶片單元3接合後的狀態的剖視圖。圖11(A)、圖11(C)中，符號10是優選設為環氧系熱硬化性樹脂的絕緣膜，符號81是金-金接合膜，對功能與上述各圖相同的部分標注相同符號。

實施例9是利用構成振子單元2的絕緣容器的底面上包含的外部端子21的鍍金墊與IC晶片單元3的連接端子形成面上包含的晶體連接端子31的鍍金上形成的柱形凸塊8的金-金FCB連接進行接合。柱形凸塊8由金線形成。

塗布在構成振子單元2的絕緣容器的底面上包含的外部端子21的除上表面以外的整面的絕緣膜10，其形成為設為將已與IC晶片單元3接合時與該IC晶片單元的晶體連接端子31之間的間隙充分填滿的填充量的厚度。

在進行用於振子單元2的外部端子21與IC晶片單元3的晶體連接端子31的熔融接合的加熱處理時，將絕緣膜10流動地填充於振子單元2的外部端子21與IC晶片單元3的晶體連接端子31的間隙中，進行硬化。絕緣膜10優選環氧系樹脂，但也可以是其他具有相同特性的樹脂。

根據本實施例，包括IC晶片單元3的晶體連接端子31，且IC電極端子32全部位元於填充著絕緣膜10的間隙內，因此，振子單元2與IC晶片單元3接合後的厚度增加相當於將振子單元2的外部端子21與IC晶片單元3的晶體連接端子31接合的柱形凸塊的金-金FCB連接膜的厚度程度的增加。所以，安裝佔有面積(安裝時的投影面積)與振子單元2或IC晶片單元3中較大的一方相同，從而未增加安裝佔有面積地實現了低型面化。在本實施例中，振子單元2與IC晶片單元3設為相同的投影面積。

另外，實施例9的絕緣膜10可以代替上述各實施例中填充的熱硬化樹脂7。

[實施例10]

圖12是對本發明的表面安裝型低型面振盪器的實施例10進行說明的圖。實施例10中，振子單元2與IC晶片單元3的接合結構是上述各實施例中的任一實施例。本實施例中表示振子單元2在安裝面上的投影尺寸比IC晶片單元3在安裝面上的投影尺寸小的情況。

在圖12中，將IC晶片單元3的晶體連接端子31對準振子單元2的外部端子21的位置後設置在IC端子形成面的內側。但是，晶體連接端子31也可以與上述各實施例同樣地配置在IC端子形成面的靠近端緣的位置。在此情況下，也可以在從振子單元2凸出至外側的晶體連接端子31的部分塗布熱硬化樹脂，製成絕緣膜。另外，也可以不在從振子單元2凸出至外側的晶體連接端子31的部分塗布熱硬化樹脂，而將該部分用作晶體檢查端子。

[實施例11]

圖13是對本發明的表面安裝型低型面振盪器的實施例11進行說明的圖。實施例11也與所述實施例10相同，振子單元2與IC晶片單元3的接合結構是上述各實施例中的任一實施例。本實施例中表示IC晶片單元3在安裝面上的投影尺寸比振子單元2在安裝面上的投影尺寸小的情況。

在圖13中，振子單元2的外部端子21從IC晶片單元3 的晶體連接端子31凸出至外側。可以將該部分用作晶體檢查端子。但是，也可以使外部端子21移動至內側，設置在與IC晶片單元3的晶體連接端子31的位置正對的位置上。

[其他實施例]

本發明的其他實施例中，除了振子單元不同於上述各實施例以外，設為大致相同的構成。即，本發明的表面安裝型低型面振盪器中使用的振子單元可以使用如以往廣為人知那樣，將晶體振子收容在作為收容晶體振子的容器的由陶瓷形成的本體容器的凹部內，利用金屬蓋密閉該凹部的振子單元。而且，可以使用將本體容器與蓋設為玻璃材料或矽材料的振子單元等。另外，不僅晶體振子，而且IDT、MEMS等與IC晶片單元積層、接合所得的振子也包含在本發明中。

關於用於將振子單元與IC晶片單元積層、接合的方法，IC晶片單元大致劃分為如下方法：在分割為IC裸晶片之前的晶片狀態下，裝載分割成單片的振子單元之後分割晶片、及在IC晶片單元的晶片上積層相同的晶片狀態的振子單元後統一地進行分割。

圖14(A)、圖14(B)、圖14(C)說明對在分割為IC裸晶片之前的晶片狀態下，裝載分割成單片的振子單元之後，用於分割晶片且將振子單元與IC晶片單元積層、接合的方法進行說明的所述前者的製程的示意圖。在圖14(A)、圖14(B)、圖14(C)中，符號2是分割成單片的振子單元，符號3A是多個形成有IC電路的裸晶片3的集合體(晶片)。

圖14(A)表示與晶片3A的各IC裸晶片部分對應地個別配置振子單元2的狀態。將個別地配置振子單元2進行所述接合後的狀態示於圖14(B)中。使用切割機(dicing saw)將其與各振子單元對應地分割為各個低型面振盪器1的結果示於圖14(C)中。該低型面振盪器1相當於所述實施例1中使用的低型面振盪器。

另外，所述後者的製程是將振子單元2在個別地進行分割之前的晶片的狀態下載置在IC晶片的晶片3A，接合後使兩者同時分離。使用其他振子單元時的製程也與這些相同。

根據本發明，利用異向性導電接著劑(含焊料粒子熱硬化性樹脂)、高溫焊料、金-金連接等將振子單元的外部端子與作為IC晶片單元的矽裸基板的連接端子電性連接，並且將兩者機械性且牢固地接合，因此，重合高度(縱向高度)尺寸的增加極少。另外，異向性導電接著劑並不限定於含焊料粒子熱硬化性樹脂，可以使用將金、銅、及其他金屬粒子混入熱硬化性樹脂中所得的樹脂。而且，由於利用設置在沿裸晶片的厚度方向貫穿的導通孔的電極柱，實現位於IC晶片單元的矽基板的積體電路部的IC電極端子，因此，無需將積體電路的IC電極端子引繞到該矽基板的側壁，且不必連接於安裝端子，從而IC晶片單元的安裝佔有面積也不會增加。

像這樣，根據本發明，可以提供一種低型面化而且安裝佔有面積小且可靠性高的表面安裝型低型面振盪器。

[產業上的可利用性]

本發明並不限定於所述實施例中已說明的低型面晶體振盪器，也可以應用於具有相同結構的壓電零件、使用有MEMS的其他平面安裝用的微電子零件。