(57)【要約】      （修正有）【課題】小型化した場合であっても、ＩＣチップが容器本体の内底面に十分な強度で固着し、水晶振動子の振動特性の劣化を防止して信頼性を高めた表面実装発振器を提供する。【解決手段】複数のＩＣ端子６ａ〜６ｆを回路機能面に有するＩＣチップ２と、複数のＩＣ端子が夫々接合した複数の端子電極を有する底壁１ａに枠壁１ｂ、１ｃを積層して形成した凹状の容器本体１と、容器本体１に収容した水晶片３と、容器本体１の開口端面に接合して水晶片３及びＩＣチップ２を密閉封入したカバー５とからなる表面実装用の水晶発振器において、ＩＣチップ２の中央部にＩＣ端子６ａを形成し、ＩＣチップ２の周辺部にＩＣ端子６ｂ〜６ｆを形成して、ＩＣ端子６ａはＩＣ端子６ｂ〜６ｆより平面面積が大きく、ＩＣ端子６ａは端子電極７ａにバンプ８を用いて接合した構成とする。【選択図】図１
2010141450.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１〜第ｎのＩＣ端子を回路機能面に有するＩＣチップと、前記第１〜第ｎのＩＣ端子が夫々接合した第１〜第ｎの端子電極を有する底壁に枠壁を積層して形成した凹状の容器本体と、前記容器本体に前記ＩＣチップとともに収容した水晶片と、前記容器本体の開口端面に接合して前記水晶片及び前記ＩＣチップを密閉封入したカバーとからなる表面実装用の水晶発振器において、前記ＩＣチップの中央部に前記第１のＩＣ端子を形成し、前記ＩＣチップの周辺部に前記第２〜第ｎのＩＣ端子を形成して、前記第１のＩＣ端子は前記第２〜第ｎのＩＣ端子より平面面積が大きく、前記第１のＩＣ端子は前記第１の端子電極にバンプを用いて接合したことを特徴とする表面実装用の水晶発振器。
【請求項２】
請求項１において、前記第２〜第ｎのＩＣ端子が夫々対応する前記第２〜第ｎの端子電極にバンプを用いて接合した表面実装用の水晶発振器。
【請求項３】
請求項１において、前記第２〜第ｎのＩＣ端子が夫々対応する前記第２〜第ｎの端子電極に導電性接着剤を用いて接合した表面実装用の水晶発振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は表面実装用の水晶発振器（以下、表面実装発振器とする）を技術分野とし、特にバンプ及び導電性接着剤を用いてＩＣチップを容器本体の内底面に接合する表面実装発振器に関する。
【背景技術】
【０００２】
（発明の背景）
表面実装発振器は小型・軽量であることから、特に携帯電話に代表される携帯型の電子機器に周波数及び時間の基準源として広く用いられている。そして、近年では電子機器の小型化に伴い、表面実装発振器に対する小型化の要求が一層強まっている。このようなものの一つに、容器本体に水晶片及びＩＣチップを収容して、金属カバーで密閉封入した表面実装発振器がある。
【０００３】
（従来技術の一例）
第４図及び第５図は一従来例（特許文献１参照）を説明する表面実装発振器の図で、第４図は外観斜視図、第５図（ａ）は第４図のＡ−Ａ断面図、第５図（ｂ）はＩＣチップの底面図である。
【０００４】
表面実装発振器は容器本体１にＩＣチップ２と水晶片３とを収容し、容器本体１の開口端面に設けた金属リング４に金属カバー５を接合してなる。容器本体１は底壁１ａ、下枠壁１ｂ及び上枠壁１ｃからなり凹部及び段部を有する。これらは、多層構造としたセラミックの焼成によって形成される。ＩＣチップ２は発振回路を構成する増幅器等の各素子を集積し、水晶端子を含む各ＩＣ端子６を回路機能面としての一主面に有する。
【０００５】
底壁１ａには予めＩＣ端子６に対応する端子電極７を設けておく。そして、バンプ８を用いた超音波熱圧着によってＩＣ端子６と端子電極７とを接合する（所謂フリップチップボンディング）。ＩＣチップ２のＩＣ端子６（例えば電源、アース、出力、ＡＦＣ端子）は容器本体１の外底面の４隅に形成された実装端子９に４角部の円弧状の電極貫通孔１０（所謂スルーホール）を経て電気的に接続する。
【０００６】
また、水晶片３は導電性接着剤１１によって段部に固着し、水晶保持端子１２に電気的・機械的に接続する。そして、水晶保持端子１２はＩＣチップ２の水晶端子となるＩＣ端子６に電気的に接続する。
【０００７】
このようなものでは、ＩＣ端子６と端子電極７とがバンプ８を用いて接合する。したがって、例えばワイヤ・ボンディングのようにワイヤを用いて接合する場合に比べて配線が短く、ワイヤによる配線スペースが不要になり、容器本体１の内容積を小さくできる。
【特許文献１】特開２００４−２５４０２９号公報（段落０００５、第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
（従来技術の問題点）
しかしながら、上記構成の表面実装発振器では、特に平面外形の小型化に伴い、バンプ８を用いてＩＣ端子６及び端子電極７を接合することは困難になるという問題があった。なぜなら、バンプ８を用いる場合は、接合強度を維持することからバンプ８は一定以上の平面面積を要する。そして、これに伴い、ＩＣ端子６も一定以上の面積、例えば０．０７×０．０７ｍｍにする必要がある。しかし、表面実装発振器における平面外形の小型化（例えば１．６×１．２ｍｍ以下）により、ＩＣチップ２も小型化して、ＩＣ端子６の平面面積は例えば０．０７×０．０７ｍｍになって前述の一定面積以下になるからである。
【０００９】
このことから、バンプ８ではなく導電性接着剤１３を用いてＩＣ端子６及び端子電極７を接合して電気的接続を確保し、さらに例えば固着用とした接着剤１４を中央領域に塗布して接合強度を確保した表面実装発振器が提案されている（第６図参照）。これにより、ＩＣチップ２の小型化に伴うＩＣ端子６の平面面積が前述の０．０７×０．０７ｍｍとなっても、電気的・機械的な接続を維持できる。なお、固着用の接着剤１４は絶縁性あるいは導電性のいずれであってもよい。
【００１０】
しかし、この場合は、中央領域に塗布される面積の大きな接着剤１４は経時的な変化によって有機ガスを放出する。そして、この有機ガスが水晶片３に付着して振動特性に悪影響を与える問題があった。なお、水晶片３を固着する導電性接着剤１１及びＩＣチップ２を固着する導電性接着剤１３も同様の問題を生ずるが、問題発生の確率が高まり信頼性を低下させることになる。
【００１１】
（発明の目的）
本発明は、小型化した場合であっても、ＩＣチップが容器本体の内底面に十分な強度で固着し、水晶振動子の振動特性の劣化を防止して信頼性を高めた表面実装発振器の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、特許請求の範囲（請求項１）に示したように、第１〜第ｎのＩＣ端子を回路機能面に有するＩＣチップと、前記第１〜第ｎのＩＣ端子が夫々接合した第１〜第ｎの端子電極を有する底壁に枠壁を積層して形成した凹状の容器本体と、前記容器本体に前記ＩＣチップとともに収容した水晶片と、前記容器本体の開口端面に接合して前記水晶片及び前記ＩＣチップを密閉封入したカバーとからなる表面実装用の水晶発振器において、前記ＩＣチップの中央部に前記第１のＩＣ端子を形成し、前記ＩＣチップの周辺部に前記第２〜第ｎのＩＣ端子を形成して、前記第１のＩＣ端子は前記第２〜第ｎのＩＣ端子より平面面積が大きく、前記第１のＩＣ端子は前記第１の端子電極にバンプを用いて接合した構成とする。
【発明の効果】
【００１３】
このような構成であれば、第２〜第ｎのＩＣ端子より大きい平面面積を有する第１のＩＣ端子は、この面積と同程度の平面面積を有するバンプによって第１の端子電極に接合する。そのため、ＩＣチップは十分な接合強度で容器本体の底壁に固着される。また、このバンプはＩＣチップの中央に形成されるため、ＩＣチップは力学的安定性を持って容器本体の底壁に固着する。
【００１４】
そして、ＩＣチップの接合強度を確保するために固着用の接着剤ではなくバンプ（無機物）を用いるため、この接着剤が放出する有機ガスの付着によって水晶振動子の振動特性が劣化する問題が生じない。さらに、ＩＣチップはＩＣ端子を形成しない部分を回路エリアとして使用するが、請求項１のＩＣチップは、平面面積が大きいＩＣ端子を複数形成する必要がないため、小型化しても十分な回路エリアを確保できる。
【００１５】
（実施態様項）
本発明の請求項２では、請求項１において、前記第２〜第ｎのＩＣ端子が夫々対応する前記第２〜第ｎの端子電極にバンプを用いて接合した構成とする。これにより、第２〜第ｎのＩＣ端子と第２〜第ｎの端子電極との接合にも導電性接着剤を使用しないため、これによる有機ガスの付着によって水晶振動子の振動特性が劣化する問題も生じない。
【００１６】
本発明の請求項３では、請求項１において、前記第２〜第ｎのＩＣ端子が夫々対応する前記第２〜第ｎの端子電極に導電性接着剤を用いて接合した構成とする。これにより、請求項１の効果を確保する。また、バンプを使ってＩＣ端子を接合する場合、バンプはＩＣ端子の平面面積に対応した大きさで形成する必要があるが、通常の方法では一定の大きさ以下のバンプの形成は困難である。そのため、第２〜第ｎのＩＣ端子の平面面積が一定の大きさ以下の場合はこれに対応するバンプを形成するのは難しい。しかし、この場合であっても、導電性接着剤であれば容易に接合することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
（第１実施形態、請求項１、２に相当）
第１図は本発明の第１実施形態を説明する表面実装発振器の図で、第１図（ａ）は第４図のＡ−Ａ断面図であり、第１図（ｂ）はＩＣチップの底面図である。なお、従来例と同一部分には同番号を付与してその説明は簡略又は省略する。
【００１８】
第１実施形態の表面実装発振器は、容器本体１にＩＣチップ２と水晶片３とを収容し、容器本体１の開口端面に設けた金属リング４に金属カバー５を接合してなる。容器本体１は平面面積を例えば１．６×１．２ｍｍとし、底壁１ａ、下枠壁１ｂ及び上枠壁１ｃからなり凹部及び段部を有する。これらは、多層構造としたセラミックの焼成によって形成される。
【００１９】
ＩＣチップ２は発振回路を構成する増幅器等の各素子を集積する。そして、ＩＣチップ２の一主面における中央部には、第１のＩＣ端子６ａを形成する。ＩＣ端子６ａは、ＩＣチップ２の接合強度を確保するために必要な熱圧着後のバンプ８と同程度の面積（例えば０．０８×０．０８ｍｍ）を有する。また、ＩＣチップ２の一主面における周辺部には、平面面積が第１のＩＣ端子よりも小さい例えば０．０７×０．０７ｍｍである第２〜第６のＩＣ端子６（ｂ〜ｆ）を形成する。そして、第１〜第６のＩＣ端子６（ａ〜ｆ）はバンプ８を用いて夫々対応する第１〜第６の端子電極７（ａ〜ｆ）に接合する。
【００２０】
このようなものでは、先ず、セラミックからなる底壁１ａに端子電極７（ａ〜ｆ）及び実装端子９の下地電極を例えばタングステンの印刷によって形成する。また、セラミックからなる下枠壁１ｂには水晶保持端子１２の下地電極を例えばタングステンの印刷によって形成する。そして、底壁１ａ、下枠壁１ｂ及び上枠壁１ｃを積層・焼成して容器本体１を形成する。その後、電解メッキ又は無電解メッキによって外表面に露出した下地電極に例えばＮｉ及びＡｕ膜を順次に形成して、水晶保持端子１２、端子電極７（ａ〜ｆ）及び実装端子９を設ける。
【００２１】
次に、バンプ８を用いた超音波熱圧着によってＩＣ端子６（ａ〜ｆ）及びこれに対応する端子電極７（ａ〜ｆ）を接合して、ＩＣチップ２を容器本体１の底壁１ａに固着する。そして、導電性接着剤１１を用いて水晶片３を水晶保持端子１２上に電気的・物理的に固着する。最後に、容器本体１の開口端面となる枠壁１（ｂｃ）上面に設けられた金属リング４に金属カバー５をシーム溶接で接合して、水晶片３及びＩＣチップ２を密閉封入する。
【００２２】
このような構成であれば、発明の効果の欄でも記載したように、第１のＩＣ端子６ａと同程度の平面面積を有するバンプ８によって、ＩＣ端子６ａが対応する端子電極７ａに接合するため、ＩＣチップ２は十分な接合強度で容器本体１の底壁１ａに固着する。また、このバンプ８はＩＣチップ２の中央に形成されるため、ＩＣチップ２は力学的安定性を持って底壁１ａに固着する。
【００２３】
そして、ＩＣチップ２を容器本体１の底壁１ａに固着する接着剤を用いないため、この接着剤が放出する有機ガスの付着によって水晶振動子（水晶片３）の振動特性が劣化する問題が生じない。さらに、ＩＣチップ２はＩＣ端子６を形成しない部分を回路エリアとして使用するが、本実施形態のＩＣチップ２は、平面面積が大きいＩＣ端子６ａを複数形成する必要がないため、小型化しても十分な回路エリアを確保できる。
【００２４】
（第２実施形態、請求項１、３に相当）
第２図は本発明の第２実施形態を説明する表面実装発振器の第４図におけるＡ−Ａ断面図である。なお、従来例と同一部分には同番号を付与してその説明は簡略又は省略する。
【００２５】
第２実施形態では、第１実施形態と同様にして凹状とした容器本体１に水晶片３とＩＣチップ２とを収容して密閉封入した表面実装発振器を形成する。そして、第２実施形態ではＩＣ端子６（ｂ〜ｆ）及びこれと対応する端子電極７（ｂ〜ｆ）を導電性接着剤１３によって接合する。
【００２６】
このようなものでは、先ず、第１実施形態と同様に容器本体１を形成する。そして、底壁１ａの端子電極７（ｂ〜ｆ）に導電性接着剤１３を塗布して、予めＩＣ端子６ａにバンプ８を形成したＩＣチップ２を底壁１ａ上に配置する。その後、超音波熱圧着によってＩＣ端子６ａと端子電極７ａとを接合する。
【００２７】
次に、導電性接着剤１１を用いて水晶片３を水晶保持端子１２上に配置する。そして、容器本体１を加熱することにより導電性接着剤１１、１３を硬化させて、ＩＣチップ２及び水晶片３を容器本体１に固着させる。最後に、容器本体１の開口端面となる枠壁１（ｂｃ）上面に設けられた金属リング４に金属カバー５をシーム溶接で接合して、水晶片３及びＩＣチップ２を密閉封入する。
【００２８】
これにより、第１実施形態と同様の効果を奏する。ここで、本実施形態では例えば平面面積を０．００４９ｍｍ2とする導電性接着剤１３を５箇所に用いており、この導電性接着剤１３が経時的な変化により有機ガスを放出することが考えられる。しかし、第６図に示す従来例と比較すると、導電性接着剤１３の使用量がＩＣ端子６ａに対応する分だけ減少している。また、固着強度確保のための例えば平面面積を０．０４ｍｍ2とする接着剤１４も用いていない。そのため、有機ガスが水晶振動子（水晶片３）に付着して振動特性に悪影響を与える確率が大幅に減少する。
【００２９】
さらに、ＩＣ端子６（ｂ〜ｆ）の平面面積０．０７×０．０７ｍｍに対応する大きさのバンプ８を形成することは通常の方法では困難であるが、導電性接着剤１３であれば特段の困難もなく接合することができる。
【００３０】
（他の事項）
前記の各実施形態において、第１のＩＣ端子６ａはダミー端子としてもよい。具体的には、第３図に示すように、ＩＣチップ２の中央部にダミー端子となる第１のＩＣ端子６ａを形成し、周辺部には第２〜第７のＩＣ端子６（ｂ〜ｇ）を形成する。また、容器本体１の底壁１ａにはＩＣ端子６（ａ〜ｇ）に対応する端子電極７（ａ〜ｇ）を形成する。そして、前記各実施形態の表面実装発振器を形成する。これにより、ＩＣチップ２を大きく設計変更することなく、ダミー端子である第１のＩＣ端子６ａを形成することができる。そして、ＩＣ端子６ａと端子電極７ａとを接合するバンプ８によってＩＣチップ２の固着強度を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第１実施形態を説明する表面実装発振器の図であり、第１図（ａ）は第４図のＡ−Ａ断面図であり、第１図（ｂ）はＩＣチップの底面図である。
【図２】本発明の第２実施形態を説明する表面実装発振器の第４図におけるＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の他の事項を説明するＩＣチップの底面図である。
【図４】一従来例を説明する表面実装発振器の外観斜視図である。
【図５】一従来例を説明する表面実装発振器の図であり、第５図（ａ）は第４図のＡ−Ａ断面図、第５図（ｂ）はＩＣチップの底面図である。
【図６】他の従来例を説明する表面実装発振器の図であり、第６図（ａ）は第４図のＡ−Ａ断面図、第６図（ｂ）はＩＣチップの底面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  容器本体、２  ＩＣチップ、３  水晶片、４  金属リング、５  金属カバー、６  ＩＣ端子、７  端子電極、８  バンプ、９  実装端子、１０  電極貫通孔、１１  導電性接着剤、１２  水晶保持端子、１３  導電性接着剤、１４  接着剤。
【図３】
2010141450.tif 000003
【図４】
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【図１】
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【図２】
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【図５】
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【図６】
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