TWI581566B - Crystal Oscillator - Google Patents

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TWI581566B
TWI581566B TW104112202A TW104112202A TWI581566B TW I581566 B TWI581566 B TW I581566B TW 104112202 A TW104112202 A TW 104112202A TW 104112202 A TW104112202 A TW 104112202A TW I581566 B TWI581566 B TW I581566B
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Toru Morita
Toshiyuki Kakuya
Kenji Takayama
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Murata Manufacturing Co
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Description

水晶振盪裝置
本發明係關於一種水晶振盪器構裝在封裝材上且在該封裝材之下面構裝有感溫性元件之水晶振盪裝置。
以往，水晶振盪裝置被廣泛地使用在振盪器等。例如，在下述專利文獻1揭示有在封裝基板上搭載水晶振盪元件而成之水晶振盪裝置。此處，在封裝基板之下面固定有IC晶片。此外，在封裝基板之下面積層有包圍IC晶片之第2基板。此第2基板具有從矩形框狀除去一邊之平面形狀。
另一方面，在下述專利文獻2記載之水晶振盪裝置，在封裝基板上搭載有水晶振盪元件。此外，在封裝基板之下面相隔間隔設有第1腳部與第2腳部。在此第1腳部與第2腳部之間，在封裝基板之下面固定有電子零件元件。
在下述專利文獻3，在收納有水晶振盪元件之封裝體下面固定有電子零件晶片。在此電子零件晶片之外側設有接合於封裝基板之下面之金屬凸塊。
在下述專利文獻4揭示有將收納有水晶振盪器之封裝體與搭載有IC晶片之構裝基板透過凸塊接合而成之構造。
專利文獻1：日本特開2004-32456號公報
專利文獻2：日本特開2005-20633號公報
專利文獻3：日本特開2003-318653號公報
專利文獻4：日本特開2010-87726號公報
在專利文獻1~3，設成包圍IC晶片等電子零件元件之基板或腳部不存在於IC晶片等電子零件之周圍之一部分。然而，熱從封裝基板或周邊之電路元件傳遞至封裝基板之情形，上述IC晶片等電子零件元件之溫度容易上升。在內設有溫度感測器之IC晶片與水晶振盪元件組合之構造，在IC晶片之溫度上升之情形，藉由內設之溫度感測器進行頻率修正。是以，若IC晶片之周圍之溫度較水晶振盪器之周圍先變動，則會有產生頻率偏移之問題之情形。
本發明之目的在於提供一種不易產生溫度感測器內設IC般之感溫性元件之溫度變化之水晶振盪裝置。
本發明之水晶振盪裝置，具備：第1封裝材，具有下面；水晶振盪器，搭載於該第1封裝材；感溫性元件，構裝在該第1封裝材之下面；以及構裝基板，接合於該第1封裝材之下面，且位於該感溫性元件之周圍之至少一部分；該構裝基板係藉由複數個導電性接合材層接合於該第1封裝材之下面，在該第1封裝材之下面與該構裝基板之間，藉由該導電性接合材層接合之部分以外為間隙。
本發明之水晶振盪裝置之某個特定形態中，在該構裝基板之上面設有複數個電極島，該複數個導電性接合材層將該複數個電極島與該第1封裝材加以接合。
本發明之水晶振盪裝置之另一個特定形態中，該構裝基板具有開口部，該感溫性元件位於該開口部內。
本發明之水晶振盪裝置之再一個特定形態中，該構裝基板具有第1構裝基板構件、與和第1構裝基板構件隔開之第2構裝基板構件，該感溫性元件位於該第1構裝基板構件與該第2構裝基板構件之間。
本發明之水晶振盪裝置之再一個特定形態中，該第1、第2構裝基板構件具有帶狀之形狀。
本發明之水晶振盪裝置之再一個特定形態中，該第1、第2構裝基板構件具有帶狀之構裝基板構件本體、與從該構裝基板構件本體之兩端朝向對象側之構裝基板構件側延伸之第1、第2延伸部。
本發明之水晶振盪裝置之再一個特定形態中，該構裝基板具有在俯視下框狀體之一部分被切開且被該框狀體包圍之內側部分與外側部分連通之形狀。
本發明之水晶振盪裝置之再一個特定形態中，該框狀體具有矩形框狀之形狀，矩形框狀中一邊之至少一部分被切開。
本發明之水晶振盪裝置之再一個特定形態中，進一步具備安裝在該第1封裝材上且與該第1封裝材一起形成收納該水晶振盪器之密封空間之第2封裝材。
本發明之水晶振盪裝置之再一個特定形態中，該第1封裝材為封裝基板。
根據本發明之水晶振盪裝置，即使熱從構裝基板傳遞而來，在構裝基板與元件基板之間形成熱流路，因此亦可抑制感溫性元件之溫度 上升。
1‧‧‧水晶振盪裝置
2‧‧‧構裝基板
2a‧‧‧上面
2b‧‧‧下面
2c‧‧‧開口部
3‧‧‧水晶振盪元件
4‧‧‧封裝基板
5‧‧‧帽罩
6‧‧‧接合材
7‧‧‧中空空間
8‧‧‧水晶振盪器
9‧‧‧水晶基板
10‧‧‧第1激振電極
11‧‧‧第2激振電極
12‧‧‧引出電極
13‧‧‧電極島
14‧‧‧導電性接合材
15‧‧‧IC晶片
16‧‧‧凸塊
21~24‧‧‧電極島
22a,23a‧‧‧側面部
22b,23b‧‧‧端子部
26,27‧‧‧導電性接合材
28,29‧‧‧接合電極
31‧‧‧第1構裝基板構件
32‧‧‧第2構裝基板構件
31a‧‧‧構裝基板構件本體
32a‧‧‧構裝基板構件本體
31b,31c,32b,32c‧‧‧第1、第2延伸部
33~36‧‧‧電極島
36a‧‧‧側面部
36b‧‧‧端子部
37,38‧‧‧導電性接合材
41‧‧‧構裝基板構件
圖1係本發明第1實施形態之水晶振盪裝置之正面剖面圖。
圖2係顯示在本發明第1實施形態使用之構裝基板與作為感溫性元件之IC晶片之關係之簡要立體圖。
圖3(a)及(b)係顯示在本發明第1實施形態使用之水晶基板之上面之電極形狀之俯視圖及透視水晶基板顯示下面之激振電極之平面形狀之示意俯視圖。
圖4係在本發明第1實施形態使用之構裝基板之示意俯視圖。
圖5係本發明第2實施形態之水晶振盪裝置之正面剖面圖。
圖6係顯示本發明第2實施形態之水晶振盪裝置中第1、第2構裝基板構件與IC晶片之位置關係與熱流路之關係之立體圖。
圖7係顯示在本發明第3實施形態使用之第1、第2構裝基板構件之俯視圖。
圖8(a)及(b)係顯示在本發明第4實施形態使用之構裝基板構件之俯視圖及立體圖。
以下，參照圖式說明本發明之具體實施形態以明白本發明。
圖1係本發明第1實施形態之水晶振盪裝置之正面剖面圖。
水晶振動裝置1具有構裝基板2。構裝基板2具有上面2a與下面2b。構裝基板2之下面2b成為將水晶振動裝置1構裝於電路基板等 之側之面。
構裝基板2由氧化鋁等適當之陶瓷或合成樹脂構成。
在構裝基板2之上方搭載有水晶振盪元件3。水晶振盪元件3具有作為第1封裝材之封裝基板4與作為第2封裝材之帽罩5。具有往下方開啟之開口之帽罩5係藉由接合材6接合於封裝基板4。藉此，形成密封之中空空間7。在中空空間7內配置有水晶振盪器8。水晶振盪器8具有水晶基板9。在水晶基板9之上面設有第1激振電極10。在水晶基板9之下面設有第2激振電極11。
圖3(a)及(b)係顯示第1、第2激振電極10,11之平面形狀。
第1激振電極10與第2激振電極11係隔著水晶基板9對向。如圖3(a)所示，引出電極12連接於第1激振電極10。引出電極12，如圖1所示，經由水晶基板2之側面到達下面。
如圖1所示，在封裝基板4之上面設有電極島13。在此電極島13透過導電性接合材14接合有引出電極12。關於第2激振電極11，亦藉由導電性接合材接合於未圖示之電極島。藉此，水晶振盪器8係以懸臂樑支承。
上述第1、第2激振電極10,11、引出電極12、及電極島13由適當之金屬或合金構成。導電性接合材14由導電性接著材或金屬蠟材等適當之導電性接合材構成。
又，上述封裝基板4由氧化鋁等絕緣性陶瓷或者其他適當之絕緣性材料構成。帽罩5雖由金屬構成，但亦可由金屬以外之其他材料構成。接合材6由適當之接著材或焊料構成。
在上述封裝基板4之下面固定有內設有溫度感測器之IC晶片15。IC晶片15在上面具有複數個凸塊16。此凸塊16接合於封裝基板4之下面之電極(未圖示)。
構裝基板2，如圖2所示，在中央具有開口部2c。IC晶片15位於此開口部2c內。是以，可謀求水晶振盪裝置1之薄型化。
上述IC晶片15內設有溫度感測器。IC晶片15係用於與周圍之溫度變化對應地對水晶振盪器8之頻率特性施加修正而設置。是以，較佳為，IC晶片15之周圍之溫度與密封於中空空間7內之水晶振盪器8之溫度差及溫度變化之比例之差較小。
是以，藉由在上述開口部2c內配置IC晶片15，可提高在IC晶片15之周圍之通氣性。
然而，本實施形態中，在IC晶片15之側方進一步設置下述間隙。因此，可確保熱流路。參照圖1及圖2進一步具體說明此。
圖2係顯示構裝基板2與配置於開口部2c之IC晶片15之位置關係之立體圖。圖4係顯示構裝基板2之俯視圖。
在構裝基板2上設有複數個電極島21~24。複數個電極島21~24內之虛線A係構裝之封裝基板4之外周緣往下方投影之部分。是以，在此虛線包圍之區域之上方搭載具有封裝基板4之水晶振盪元件3。圖1中顯示上述複數個電極島21~24中電極島22,23。亦即，圖1係相當於沿著圖2之B-B線部分之水晶振盪裝置1整體之正面剖面圖。
如圖1所示，電極島22,23分別連接於位於構裝基板2之側面之側面部22a,23a，進一步連接於位於構裝基板2之下面2b之端子部22b, 23b。此端子部22b,23b係用作為將水晶振盪裝置1構裝於其他電路基板等時之端子。
尤其是，雖未特別圖示，但電極島21~24亦同樣地連接於設在構裝基板2之下面之端子部。
上述電極島21~24及側面部22a,23a以及端子部22b,23b由適當之金屬或合金構成。
又，如圖1所示，上述電極島22,23係藉由導電性接合材26,27接合於設在封裝基板4之下面之接合電極28,29。尤其是，雖未特別圖示，但與電極島22,23同樣地，電極島21,24亦藉由導電性接合材接合於設在封裝基板4之下面之接合電極。
接合電極28,29係藉由未圖示之部分電氣連接於上述第1、第2激振電極10,11。上述接合電極28,29由適當之金屬或合金構成。
接合電極28,29經由封裝基板4之未圖示之內部電極等，經由封裝基板4之下面之電極(未圖示)，透過凸塊16電氣連接於IC晶片15。
同樣地，上述第1、第2激振電極10,11亦透過導電性接合材14及電極島13，經由封裝基板4之內部電極(未圖示)等，最後電氣連接於IC晶片15。
導電性接合材26,27，與導電性接合材14同樣地，由導電性接著材或金屬蠟材等構成。
本實施形態之特徵在於，在IC晶片15之周圍，在構成上述構裝基板2與封裝基板4之接合部分之導電性接合材26,27間設有間隙C。亦即，導電性接合材適用於圖2所示之電極島21~24之上述虛線A之內側 部分。如圖1所示，在電極島22,23間形成間隙。在電極島21,22間、電極島23,24間、及電極島24,21間亦同樣地存在間隙。是以，在水晶振盪裝置1，在構裝基板2與封裝基板4之間之接合部分，上述間隙C形成在IC晶片15之側方。因此，如圖2所示，在各邊確保充分之熱流路D。
另一方面，在將水晶振盪裝置1構裝於電路基板等之情形，來自電路基板側或者來自周圍之電路元件之熱會從端子部22b,23b傳遞。此情形，熱雖傳至電極島22,23，但由於設有上述熱流路D，熱不易累積在IC晶片15之周圍。是以，可抑制IC晶片15之溫度上升。因此，可縮小IC晶片15與密封在中空空間7之水晶振盪器8之溫度之差或溫度變化之差。因此，可藉由以IC晶片15之內設之溫度感測器檢測出之溫度正確地修正水晶振盪器8之頻率特性。
圖5係本發明第2實施形態之水晶振盪裝置之正面剖面圖。第2實施形態與第1實施形態不同之處在於，替代構裝基板2而使用第1、第2構裝基板構件作為構裝基板。是以，關於其他部分，附加相同之參照編號並援引第1實施形態之說明。
第2實施形態中，在封裝基板4之下面接合有第1、第2構裝基板構件31,32。圖6之立體圖係顯示第1、第2構裝基板構件31,32與IC晶片15之位置關係。
如圖5及圖6所示，第1構裝基板構件31具有帶狀之形狀。亦即，具有細長矩形之平面形狀。第1、第2構裝基板構件31,32可由氧化鋁等適當之絕緣性材料形成。
如圖6所示，在第1構裝基板構件31之上面，電極島33,34 在第1構裝基板構件31之長邊方向相隔設置。在第2構裝基板構件32之上面，電極島35,36亦在長邊方向相隔設置。電極島36具有側面部36a及端子部36b。側面部36a及端子部36b與第1實施形態之側面部22a及端子部22b同樣地設置。其他電極島33,34,35亦同樣地具有側面部及端子部。
本實施形態中，如圖5所示，電極島34,35係藉由導電性接合材37,38接合於接合電極28,29。電極島33,36亦藉由導電性接合材接合於設在封裝基板4之下面之接合電極。此等導電性接合材適用於圖6所示之電極島33~36之上面。
是以，如導電性接合材37,38間般，在相鄰之導電性接合材37,38間設有間隙。亦即，不僅第1構裝基板構件31與第2構裝基板構件32間之間隙，在第1、第2構裝基板構件31,32與封裝基板4接合之高度位置，在圖6之電極島33與電極島34之間、及電極島35與電極島36之間亦產生導電性接合材層間之間隙。因此，形成圖6之箭頭D、D所示之熱流路。
因此，第2實施形態中，與第1實施形態同樣地，即使在電路基板等構裝有水晶振盪裝置之情形熱傳遞而來，熱亦不易累積在IC晶片15之周圍。是以，可抑制IC晶片15之溫度上升。因此，可縮小IC晶片15及水晶振盪器8之溫度之差及溫度變化之差。
圖7係用以說明在本發明第3實施形態使用之構裝基板構件之俯視圖。第2實施形態中，使用帶狀之第1、第2構裝基板構件31,32。相對於此，如圖7所示，第1、第2構裝基板構件亦可具有帶狀之構裝基板構件本體31a,32a、與從構裝基板構件本體31a,32a之兩端朝向對象側之構裝基板構件側延伸之第1、第2延伸部31b,31c,32b,32c。
在此情形，在電極島33,34間及電極島35,36間，在相鄰之導電性接合材間形成用以形成熱流路之間隙。是以，可獲得與第2實施形態相同之效果。
再者，圖8(a)及(b)係顯示在第4實施形態使用之構裝基板構件之俯視圖及立體圖。圖8(a)、(b)所示之構裝基板構件41具有在俯視下框狀體之一部分被切開且被框狀體包圍之內側部分與外側部分連通之形狀。亦即，構裝基板構件41為矩形框狀之形狀之至少一部分被切開之形狀。然而，此框狀之平面形狀並不限於矩形形狀，亦可為圓形或四角形以外之多角形之框狀體。
在使用構裝基板構件41之情形，電極島33~36亦與第2實施形態同樣地構成，因此形成熱可在箭頭E、E所示之方向移動之熱流路。再者，本實施形態中，在箭頭F所示方向，在相鄰之導電性接合材間亦形成間隙，形成熱流路。是以，熱更不易累積在IC晶片之周圍。
第1及第2實施形態中，第1封裝材係封裝體，第2封裝材係帽罩，但第1、第2封裝材並不限於此。例如，亦可為在具有往上方開啟之開口之第1封裝材之內底面上構裝水晶振盪器且以作為第2封裝材之蓋將該第1封裝材之上方開口加以密封之構造。
又，上述第1、第2實施形態中，作為感溫性元件，雖例示內設有溫度感測器之IC晶片，但亦可為熱阻器等其他感溫性元件。
C‧‧‧間隙
1‧‧‧水晶振盪裝置
2‧‧‧構裝基板
2a‧‧‧上面
2b‧‧‧下面
2c‧‧‧開口部
3‧‧‧水晶振盪元件
4‧‧‧封裝基板
5‧‧‧帽罩
6‧‧‧接合材
7‧‧‧中空空間
8‧‧‧水晶振盪器
9‧‧‧水晶基板
10‧‧‧第1激振電極
11‧‧‧第2激振電極
12‧‧‧引出電極
13‧‧‧電極島
14‧‧‧導電性接合材
15‧‧‧IC晶片
16‧‧‧凸塊
22,23‧‧‧電極島
22a,23a‧‧‧側面部
22b,23b‧‧‧端子部
26,27‧‧‧導電性接合材
28,29‧‧‧接合電極

Claims (7)

  1. 一種水晶振盪裝置，具備：第1封裝材，具有下面；水晶振盪器，搭載於該第1封裝材；感溫性元件，構裝在該第1封裝材之下面；以及構裝基板，接合於該第1封裝材之下面，且位於該感溫性元件之周圍之至少一部分；該構裝基板係藉由複數個導電性接合材層接合於該第1封裝材之下面，在該第1封裝材之下面與該構裝基板之間，藉由該導電性接合材層接合之部分以外為間隙；該構裝基板具有第1構裝基板構件、與和第1構裝基板構件隔開之第2構裝基板構件，該感溫性元件位於該第1構裝基板構件與該第2構裝基板構件之間；該第1、第2構裝基板構件具有帶狀之形狀；該第1、第2構裝基板構件具有帶狀之構裝基板構件本體、與從該構裝基板構件本體之兩端朝向對象側之構裝基板構件側延伸之第1、第2延伸部。
  2. 如申請專利範圍第1項之水晶振盪裝置，其中，在該構裝基板之上面設有複數個電極島，該複數個導電性接合材層將該複數個電極島與該第1封裝材加以接合。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之水晶振盪裝置，其中，該構裝基板具有開口部，該感溫性元件位於該開口部內。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之水晶振盪裝置，其進一步具備安裝在該 第1封裝材上且與該第1封裝材一起形成收納該水晶振盪器之密封空間之第2封裝材。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之水晶振盪裝置，其中，該第1封裝材為封裝基板。
  6. 一種水晶振盪裝置，具備：第1封裝材，具有下面；水晶振盪器，搭載於該第1封裝材；感溫性元件，構裝在該第1封裝材之下面；以及構裝基板，接合於該第1封裝材之下面，且位於該感溫性元件之周圍之至少一部分；該構裝基板係藉由複數個導電性接合材層接合於該第1封裝材之下面，在該第1封裝材之下面與該構裝基板之間，藉由該導電性接合材層接合之部分以外為間隙；該構裝基板具有在俯視下框狀體之一部分被切開且被該框狀體包圍之內側部分與外側部分連通之形狀。
  7. 如申請專利範圍第6項之水晶振盪裝置，其中，該框狀體具有矩形框狀之形狀，矩形框狀中一邊之至少一部分被切開。
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