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【発明の名称】 |
表面実装型圧電発振器の構造 |
| 【発明者】 |
【氏名】原田 正文
【氏名】永松 昌一
【氏名】安齊 達也 |
【課題】ＩＣ部品下面にアンダーフィルを確実に作業効率よく塗布するためには、ＩＣ部品パッケージの側壁とＩＣ部品との間に、ディスペンサ装置のアンダーフィル吐出口の先端を十分に挿入するためのスペースが必要がある。
【解決手段】水晶発振器１００のＩＣ部品パッケージ１０の第２の容器１１の凹部１２周囲を囲む側壁１７の一辺の隅に近い部分の厚みを薄肉とした薄肉側壁部１７ａを形成し、この薄肉側壁部１７ａとＩＣ部品１４との間に、薄肉側壁部１７ａ以外の側壁１７とＩＣ部品１４との間の間隙より広い間隙部１２ａを形成する。この広い間隙部１２ａにディスペンサ装置の吐出口を挿入し、ＩＣ部品１４の下面にアンダーフィル１６を流し込む。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部底面に接続用電極を有し内部に圧電振動素子を収容して密封した第１の容器を、上方を開口とする凹部内に発振回路用部品を収容すると共に前記凹部側壁の上面に前記第１の容器の接続用電極と対応する接続電極及び外部底面には表面実装用電極とを有する第２の容器の前記凹部開口を覆うように積み重ねて一体化した表面実装型圧電発振器の構造であって、
前記第２の容器の凹部の四方を囲む側壁の一部を薄肉とすることによって、前記側壁の薄肉部の壁面と前記発振回路用部品との間の間隙を広くしたことを特徴とする表面実装型圧電発振器の構造。
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【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電発振器に関し、特に、発振回路用ＩＣ部品を搭載した回路部品パッケージ上に、圧電振動子を収容した振動子パッケージを固定一体化した構造の表面実装型圧電発振器の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、携帯電話機等の移動体通信機器の普及に伴って機器の小型化、低価格化が急速に進んでおり、これらの通信機器に使用される水晶発振器等の圧電発振器に対しても低価格化、小型化及び薄型化の要請が高まっている。
このような発振器への要請に対しては、水晶振動子をパッケージ化するのみならず、振動子以外の発振回路部品を集積化、ＩＣ化してパッケージ化した表面実装型の発振器として対応している。
図３は、従来の表面実装型水晶発振器の構造の一例を示す図で、（ａ）は縦断面図、（ｂ）はＩＣ部品パッケージの外形斜視図ある。
同図（ａ）に示されるように、本水晶発振器６０は、振動子パッケージ３０ａとＩＣ部品パッケージ４０とで構成され、前記ＩＣ部品パッケージ４０上に振動子パッケージ３０を固定した構造を有する。
【０００３】
前記振動子パッケージ３０ａは、上方に開口した積層型セラミック基板で形成された第１の容器３１の凹部３２内に水晶振動素子３３を収容した後、前記凹部３２を金属蓋３４で密封した構造を有する。
前記水晶振動素子３３は、水晶基板の主面上に２つの励振電極を形成し、各励振電極から水晶基板の端縁に延びるリード電極が前記凹部３２内に配置したパッド電極３５に接続固定される。
前記第１の容器３１の外底面には前記パッド電極３５及び金属蓋３４と導通する底部電極３６が設けられている。
前記底部電極３６は第１の容器３１の外底面四隅に４個設けられており、そのうちの２個はアース用の電極であって、図示しない接続導体を介して金属蓋３４と接続され、これを接地し、残りの２個の底部電極３６は水晶振動素子３３の２つの励振電極とそれぞれ導通している。
【０００４】
前記ＩＣ部品パッケージ４０は、セラミック等の絶縁材科から成る絶縁基板で形成されて上方に開口部を有する第２の容器４１の凹部４２内底面に設けられたＩＣ部品搭載用パッド電極４３上にＩＣチップあるいはＩＣパッケージ（以下、ＩＣ部品という）４４を載置し、このＩＣ部品４４の接続端子電極（図示しない）を超音波フリップチップ工法によって、例えばＡｕバンプ（図示しない）を介して前記ＩＣ部品搭載用パッド電極４３に接合した後、アンダーフィル４５を塗布して、硬化させ接着した構造を有する。
前記凹部４２内に搭載されたＩＣ部品４４は、空気と接することによってその電極等に結露が生じてショートを起こす等の不具合を発生するおそれがあるため、凹部４２内に絶縁樹脂４６を充填することによって外気から遮断される。前記絶縁樹脂４６は、溶融した状態でＩＣ部品４４の外面全体を被覆するように凹部４２内に充填され、その後硬化する。
【０００５】
前記凹部４２の側壁４７上面四隅には、前記第１の容器３１の底部電極３６と対応する上部電極４８が設けられる。そして、第２の容器４１外底面四隅には、発振器の入出力端としての表面実装用の外部電極４９が設けられる。
前記外部電極４９は図示しない接続導体を介してＩＣ部品搭載用パッド電極４３及び上部電極４８と接続されている。
【０００６】
前記振動子パッケージ３０ａとＩＣ部品パッケージ４０とは、平面形状がほぼ同一の略長方形であり、振動子パッケージ３０ａの底部電極３６とＩＣ部品パッケージ４０の上部電極４８とがはんだ付けによって接続されると共に、同図（ｂ）のＩＣ部品パッケージの外形斜視図に示されるように、ＩＣ部品パッケージ４０の第２の容器４１の側壁４７の上面の上部電極４８が存在しない領域の適所と、これと対面する振動子パッケージ３０ａの外底面との間を、絶縁性接着剤５０により接合して一体化して、本水晶発振器６０が構成される。
本水晶発振器６０は、携帯電話等の機器のマザーボードに設けられた電極パターン上に、ＩＣ部品パッケージ４０の外部電極４９がはんだリフローによってはんだ付けされて使用される。
【特許文献１】特開２００４−６４６５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記ＩＣ部品パッケージ４０においては、機械的、電気的信頼性を確保するために、第２の容器４１の凹部４２内底面に設けられたＩＣ部品搭載用パッド電極４３上にＩＣ部品４４を超音波フリップチップ工法によって、Ａｕバンプを介して接合した後、ＩＣ部品４４下面にアンダーフィル４５を塗布して接着し、さらに、前記ＩＣ部品４４の外面全体を被覆するように凹部４２内に絶縁樹脂４６を充填する作業が行われる。
したがって、前記アンダーフィル４５をＩＣ部品４４の上面を汚すことなく、確実にＩＣ部品４４下面に流し込むためには、ディスペンサ装置のアンダーフィル吐出口の先端を、ＩＣ部品パッケージ４０の側壁４６とＩＣ部品４４との間に、十分に挿入する必要がある。
そのため、ＩＣ部品パッケージ４０の側壁４６とＩＣ部品４４との間に、所定の間隔をとる必要があり、前記ＩＣ部品パッケージ４０の小型化の妨げになっているという問題があった。
本発明は、上記問題の解決のためになされたものであって、ＩＣ部品パッケージの側壁とＩＣ部品との間に必要な所定の間隙をもち、且つ、小型の表面実装型圧電発振器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、請求項１においては、外部底面に接続用電極を有し内部に圧電振動素子を収容して密封した第１の容器を、上方を開口とする凹部内に発振回路用部品を収容すると共に前記凹部側壁の上面に前記第１の容器の接続用電極と対応する接続電極及び外部底面には表面実装用電極とを有する第２の容器の前記凹部開口を覆うように積み重ねて一体化した表面実装型圧電発振器の構造であって、前記第２の容器の凹部の四方を囲む側壁の一部を薄肉とすることによって、前記側壁の薄肉部の壁面と前記発振回路用部品との間の間隙を広くしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、圧電振動素子を収容した第１の容器を、発振回路用ＩＣ部品を収容した第２の容器に積み重ねて一体化した表面実装型圧電発振器であって、前記第２の容器の側壁の一部を薄肉とすることによって、この薄肉の側壁部分と発振回路用ＩＣ部品との間の間隙を広くした。
これによって、フリップチップ工法によって前記第２の容器の内底面に装着した前記発振回路用ＩＣ部品の下面にアンダーフィルを流し込む際に、前記広い間隙部分から容易にディスペンサ装置のアンダーフィル吐出口を挿入することができる。
したがって、作業効率よく、確実にアンダーフィルによる発振回路用ＩＣ部品の固着が可能となると共に、従来のように発振回路用ＩＣ部品と側壁壁面との間隙を全体に広くする必要がなくなり、第２の容器の外形を小型化することができる。
したがって、本発明の表面実装型圧電発振器の構造によれば、小型で機械的、電気的に信頼性の高い表面実装型圧電発振器を提供する上で著効を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明を図面に示した実施の形態により詳細に説明する。図１は本発明かかわる表面実装型圧電発振器としての水晶発振器の実施の一形態例を示す図で、（ａ）は縦断面図であり、（ｂ）は振動子パッケージの底部電極の配置図（上方からの透視図）である。
同図（ａ）に示されるように、本水晶発振器１００は、振動子パッケージ３０とＩＣ部品パッケージ１０とで構成され、前記ＩＣ部品パッケージ１０上に振動子パッケージ３０を固定した構造を有する。
前記振動子パッケージ３０は、第１の容器３１と、前記第１の容器３１の凹部３２内に配置されたパッド電極３５に水晶振動素子３３を装着し、金属蓋３４で前記凹部３２を密封する構造を有し、前記第１の容器３１の外底面には底部電極３６ａ、３６ｂが設けられている。そして、この振動子パッケージ３０は、前記底部電極３６ａ、３６ｂを除いて、図３に示される従来の水晶発振器６０と同じ符号で表される振動子パッケージ３０ａと全く同一の構成、機能を有しているので、共通部分の各部位の説明は省略する。
【００１１】
同図（ｂ）の底部電極の配置図に示されるように、前記第１の容器３１の外底面には２個の底部電極３６ａと１個の底部電極３６ｂが設けられており、前記底部電極３６ａは水晶振動素子３３の２つの励振電極と図示しない接続導体を介して接続され、前記底部電極３６ｂはアース用の電極であって、前記金属蓋３４と接続されている。尚、図３を用いて説明した振動子パッケージ３０ａと同様に、アース用の底部電極を２つ備えてもかまわない。
【００１２】
また、同図（ａ）に示されるように、前記ＩＣ部品パッケージ１０は、セラミック等の絶縁材科から成る絶縁基板で形成されて上方に開口部を有する第２の容器１１の凹部１２の内底面に設けられたＩＣ部品搭載用のパッド電極１３上に発振回路用のＩＣ部品１４を超音波フリップチップ工法によって装着した後にアンダーフィル１５で接着し、前記凹部１２内に絶縁樹脂１６を充填した構造を有する。
前記凹部１２の四方を囲む側壁１７の上面には、後述のように、上部電極１８ａ、１８ｂが設けられる。そして、第２の容器１１の外底面四隅には、発振器の入出力端としての表面実装用の外部電極１９が設けられる。
前記外部電極１９は図示しない接続導体を介してＩＣ部品搭載用パッド電極１３及び上部電極１８ａ、１８ｂと接続されている。
【００１３】
図２は、本発明の主たる特徴を示す前記水晶発振器１００のＩＣ部品パッケージ１０の構造の説明図で、（ａ）は外形斜視図であり、（ｂ）は縦断面図である。
同図（ａ）に示されるように、第２の容器１１の凹部１２周囲を囲む側壁１７の一辺の隅に近い部分の厚みが薄肉となっており（以下、この部分を薄肉側壁部１７ａという）、このため、この薄肉側壁部１７ａとＩＣ部品１４との間に、薄肉側壁部１７ａ以外の側壁１７とＩＣ部品１４との間の間隙より広い間隙部１２ａが形成される。
このような構造の前記側壁１７の上面四隅のうち、前記薄肉側壁部１７ａと対角の位置には、接地用の上面電極１８ｂが設けられ、他の対角線の位置には水晶振動子励振信号用の上部電極１８ａ、１８ａが設けられる。
前記水晶振動子励振信号用の上部電極１８ａ、１８ａ及び接地用の上面電極１８ｂは、それぞれ前記第１の容器３１の２個の底部電極３６ａと１個の底部電極３６ｂと対応する位置に設けられる。
【００１４】
前記第２の容器１１内底面に設けられた前記パッド電極１３上に、前記ＩＣ部品１４の接続端子電極１４ａがフリップチップ工法によってＡｕバンプ２０を介して接合された後、前記アンダーフィル１５が、前記広い間隙部１２ａに挿入された図示しないディスペンサ装置の吐出口より前記ＩＣ部品１４の下面に流し込まれる。
前記アンダーフィル１５の硬化後、前記絶縁樹脂１６がＩＣ部品１４全体を被覆するように前記広い間隙部１２ａを含む凹部１２内に充填される。なお、図２（ａ）においては、簡略のため、前記絶縁樹脂１６の図示を省略している。
【００１５】
前記第２の容器１１の側壁１７の上面のうち薄肉側壁部１７ａが形成されている隅の部分と、上部電極１８ａ、１８ｂが存在しない適所と、それらの領域と対面する振動子パッケージ３０の外底面との間が、絶縁性接着剤２１により接合されて一体化して、本水晶発振器１００が構成される。
本水晶発振器１００は、携帯電話等の機器のマザーボードに設けられた電極パターン上に、ＩＣ部品パッケージ１０の外部電極１９がはんだリフローによってはんだ付けされて使用される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明かかわる表面実装型圧電発振器としての水晶発振器の実施の一形態例を示す図で、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は振動子パッケージの底部電極の配置図（上方からの透視図）。
【図２】本発明の水晶発振器１００のＩＣ部品パッケージ１０の構造の説明図で、（ａ）は外形斜視図、（ｂ）は縦断面図。
【図３】従来の表面実装型水晶発振器の構造の一例を示す図で、（ａ）は縦断面図、（ｂ）はＩＣ部品パッケージの外形斜視図。
【符号の説明】
【００１７】
１０・・ＩＣ部品パッケージ、１１・・第２の容器、１２・・凹部、１２ａ・・広い間隙部、
１３・・ＩＣ部品搭載用のパッド電極、１４・・ＩＣ部品、１４ａ・・接続端子電極、
１５・・アンダーフィル、１６・・絶縁樹脂、１７・・側壁、１７ａ・・薄肉側壁部、
１８ａ、１８ｂ・・上部電極、１９・・外部電極、２０・・Ａｕバンプ、２１・・絶縁性接着剤、
３０、３０ａ・・振動子パッケージ、 ３１・・第１の容器３１、 ３２・・凹部、
３３・・水晶振動素子、 ３４・・金属蓋、 ３５・・パッド電極、
３６、３６ａ、３６ｂ・・底部電極、４０・・ＩＣ部品パッケージ、４１・・第２の容器、
４２・・凹部、 ４３・・ＩＣ部品搭載用パッド電極、
４４・・ＩＣチップあるいはＩＣパッケージ（ＩＣ部品）、４５・・アンダーフィル４５、
４６・・絶縁樹脂、 ４７・・側壁、 ４８・・上部電極、 ４９・・外部電極、
５０・・絶縁性接着剤、６０・・水晶発振器、１００・・水晶発振器
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００３１０４
【氏名又は名称】エプソントヨコム株式会社
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| 【出願日】 |
平成１７年７月２１日（２００５．７．２１） |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開２００７−２８４５４（Ｐ２００７−２８４５４Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１９年２月１日（２００７．２．１） |
| 【出願番号】 |
特願２００５−２１０６８５（Ｐ２００５−２１０６８５） |
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