(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電振動片をパッケージに収容した圧電振動子と、
導電性の脚部と、
前記パッケージの下面に実装された電子部品と
を備え、
前記脚部は、一方の端部が、前記電子部品が配置されている領域よりも外側の前記パッケージの下面に接続されているとともに、他方の端部が、平面視で、前記一方の端部よりも前記パッケージの内側方向に突出する突出部を有する柱状部材であることを特徴とする圧電発振器。
【請求項２】
前記パッケージの下面には穴部が設けられており、前記穴部に前記脚部の前記一方の端部が挿入されていることを特徴とする請求項１に記載の圧電発振器。
【請求項３】
前記突出部には、マザー基板と導通するための外部端子が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の圧電発振器。
【請求項４】
圧電振動片をパッケージに収容した圧電振動子と、
導電性の脚部と、
前記パッケージの下面に実装された電子部品と
を備え、
前記脚部は、一方の端部が、前記電子部品が配置されている領域よりも外側の前記パッケージの下面に接続されているとともに、前記パッケージ側に近づくに従って横断面積が小さくなるように形成されていることを特徴とする圧電発振器。
【請求項５】
前記脚部の他方の端部には、マザー基板と導通するための外部端子が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の圧電発振器。
【請求項６】
前記脚部は直角三角柱で形成されており、
前記直角三角柱の斜面を内向きに配置したことを特徴とする請求項４又は５に記載の圧電発振器。
【請求項７】
前記脚部は角錐台形状であることを特徴とする請求項４又は５に記載の圧電発振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は圧電発振器に係り、特に小型化に好適な圧電発振器に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電発振器は一定の周波数を得るために携帯用通信機器等の電子機器に広く利用されている。近年、電子機器の小型化が急速に進んでおり、これに伴い圧電発振器にも更なる小型化が要求されている。
【０００３】
従来における圧電発振器としては、例えば図５に示す圧電発振器が存在する。同図に示す圧電発振器は、ポリイミド基板８０上に半田ボール８２及びＩＣ等の電子部品８４が接合されており、半田ボール８２上に圧電振動子８６が接合されている。圧電振動子８６は、上面に凹部８６ｂが形成されたパッケージ８６ａと、導電性接着剤８６ｄで凹部８６ｂに接合固着された圧電振動片８６ｃと、凹部８６ｂを密閉封止するためにパッケージ８６ａの上縁部に接合された蓋体８６ｅとを備えている。圧電振動子８６とポリイミド基板８０との間にはモールド剤８８が充填されている。このような圧電発振器においては、圧電振動片８６ｃに比較して電子部品８４の小型化が進んでおらず電子部品８４の実装面積をある程度確保する必要があるが、半田ボール８２がポリイミド基板８０上のスペースを占有するため、圧電発振器を小型化した場合に電子部品８４の実装面積を確保することが困難であった。電子部品８４の実装面積を確保するために半田ボール８２を小さくすると導通不良となる問題があった。また、モールド剤８８が熱を持って熱が発散しにくくなり、圧電振動片８６ｃへの悪影響が生じるという問題があった。
【０００４】
別の種類の圧電発振器として、特許文献１に記載の圧電発振器が存在する。特許文献１に記載の圧電発振器は、平面絶縁基板を挟んで圧電振動片と電子部品とが実装され、平面絶縁基板の両側に箱型の蓋体が接合されている。そして、下部蓋体の側面の少なくとも一面を開口することにより側面を構成する壁の厚さの分だけ電子部品を実装する空間を広くし、さらに下部蓋体と絶縁基板との接合部を樹脂モールドすることにより接合強度を強めている。
【０００５】
特許文献１に記載されている圧電発振器は、側面を構成する壁の厚さの分だけ電子部品を実装する空間を広くすることができるものの、電子部品の下側が蓋体を構成する平面基板で覆われており、さらにモールド剤を用いているため、熱を効果的に発散することができないという問題点があった。
また別の種類の圧電発振器として、圧電振動子のパッケージの裏面に電子部品を実装し、モールド剤を用いていない圧電発振器が存在する（例えば、特許文献２〜５参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−３５７０１９号公報
【特許文献２】特開２００３−３１８６５３号公報
【特許文献３】特開２００３−４６２５１号公報
【特許文献４】特開２００４−１４６９６６号公報
【特許文献５】特開２００７−２３５４８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献２〜５に記載の圧電発振器はモールド剤を用いていないため放熱効果はあるものの、パッケージの下面に外部端子としての半田ボールや台座を設けているため、圧電発振器を小型化して外部端子の面積を従来と同じだけ確保しようとすると、半田ボールや台座がパッケージ下面のスペースを占有してしまい、電子部品の実装面積を確保することが困難であった。
【０００８】
本発明は、上記従来の問題点に着目してなされたものであり、圧電発振器を小型化した場合にも、電子部品の実装面積を確保するとともに放熱効果を高めることのできる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】
【０００９】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
［適用例１］圧電振動片をパッケージに収容した圧電振動子と、前記パッケージの下面外周に立設された導通性の脚部と、前記パッケージの下面に実装された電子部品とを備えたことを特徴とする圧電発振器。
【００１０】
上記構成とすることにより、パッケージの下面は、脚部が立設された箇所を除いて電子部品を実装するスペースとして使用できるため、圧電発振器を小型化した場合にも電子部品の実装面積を確保することができる。また、電子部品が壁で囲まれておらず、モールド剤も用いられておらず、電子部品の下側は平面基板で覆われておらず開放されているため、放熱効果を高めることができる。また、電子部品の下側に平面基板が設けられていないため、平面基板の厚さ分だけ圧電発振器を小型化することができる。
【００１１】
［適用例２］適用例１に記載の圧電発振器において、前記パッケージの下面外周には穴部が設けられており、前記穴部に前記脚部が挿入されていることを特徴とする圧電発振器。
上記構成とすることにより、脚部を穴部に挿入することでパッケージに脚部を容易に立設することができるとともに、連結強度及び安定性を高めることができる。
【００１２】
［適用例３］適用例１又は２に記載の圧電発振器において、前記脚部の底面には、マザー基板と導通するための外部端子が設けられていることを特徴とする圧電発振器。
上記構成とすることで、外部端子の面積は脚部の底面の形状によって調整することができるため、圧電発振器を小型化した場合にも外部端子の面積を確保することができる。
【００１３】
［適用例４］適用例１から３の何れか１項に記載の圧電発振器において、前記脚部は、その下端部から前記パッケージの内側方向に向けて突出する突出部を有するＬ字型の柱状部材であることを特徴とする圧電発振器。
上記構成とすることにより、脚部を安定させることができるとともに、脚部の底面に外部端子を設ける場合には圧電発振器を小型化した場合にも外部端子の面積を十分確保することができる。
【００１４】
［適用例５］適用例１から３の何れか１項に記載の圧電発振器において、前記脚部は、前記パッケージ側に近づくに従って横断面積が小さくなるように形成されていることを特徴とする圧電発振器。
上記構成とすることで、脚部がパッケージの下面を占有する面積を小さくすることができるため、電子部品の実装面積を十分確保することができるとともに、脚部の底面に外部端子を設ける場合には外部端子の面積を十分確保することができる。
【００１５】
［適用例６］適用例５に記載の圧電発振器において、前記脚部は直角三角柱で形成されており、前記直角三角柱の斜面を内向きに配置したことを特徴とする圧電発振器。
上記構成とすることで、脚部がパッケージの下面を占有する面積を小さくすることができるため、電子部品の実装面積を十分確保することができるとともに、脚部が外側に拡がらないため圧電発振器を小さくすることができる。また、脚部の底面に外部端子を設ける場合には外部端子の面積を十分確保することができる。
【００１６】
［適用例７］適用例５に記載の圧電発振器において、前記脚部は角錐台形状であることを特徴とする圧電発振器。
上記構成とすることで、脚部の強度及び脚部とパッケージとの接合強度を向上させることができる。また、脚部がパッケージの下面を占有する面積を小さくすることができるため、電子部品の実装面積を十分確保することができる。また、脚部の底面に外部端子を設ける場合には外部端子の面積を十分確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】（ａ）は本発明の実施形態に係る圧電発振器の中央縦断面図であり、（ｂ）は同実施形態に係る圧電発振器の底面図であり、（ｃ）は同実施形態に係る脚部を取り付ける前の圧電発振器の底面図である。
【図２】同実施形態に係る圧電発振器の製造方法を示す工程図である。
【図３】（ａ）は第１の変形例に係る圧電発振器の中央縦断面図であり、（ｂ）は同変形例に係る圧電発振器の底面図である。
【図４】（ａ）は、第２の変形例に係る圧電発振器の中央縦断面図であり、（ｂ）は同変形例に係る圧電発振器の底面図である。
【図５】従来における圧電発振器の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。図１（ａ）は本発明の実施形態に係る圧電発振器１の中央縦断面図であり、図１（ｂ）は圧電発振器１の底面図であり、図１（ｃ）は脚部を取り付ける前の圧電発振器１の底面図である。
【００１９】
これらの図に示すように、圧電発振器１は、圧電振動子２と、圧電振動子２の下面に立設された脚部４と、圧電振動子２の下面に実装された電子部品６とを備えている。電子部品６はＩＣやコンデンサである。
圧電振動子２は、略直方体形状のパッケージ２２と、パッケージ２２に収納された圧電振動片２６と、パッケージ２２を気密封止する蓋体２８とを備えている。圧電振動片２６は水晶で形成されている。パッケージ２２はセラミックで形成され、上面に凹部２４が設けられている。凹部２４の底面にはマウント電極（不図示）が形成され、当該マウント電極に圧電振動片２６が導電性接着剤２７を介して固着されている。圧電振動片２６の表裏面には、励振電極、接続電極等の電極パターン（不図示）が形成されている。
【００２０】
パッケージ２２下面（以下「裏面」ともいう）には、電子部品６がＦＣＢ（フリップチップボンディング）により実装されている。パッケージ２２下面と電子部品６との間には、ショートを防止するためのアンダーフィル８が塗布されている。
【００２１】
図１（ｃ）に示すように、パッケージ２２下面の４隅には、パッケージ２２内側まで貫通していない穴部１０が設けられている。４つの穴部１０それぞれには４本の脚部４がそれぞれ挿入され、銀ペースト等により穴部１０と脚部４とが接着されている。脚部４は金属材料等の導電性を有する材料で形成されている。あるいは、脚部４は導電性を有する材料を表面に成膜したセラミック、樹脂等で形成されていてもよい。
【００２２】
脚部４はその下端部からパッケージ２２の内側方向に向けて突出する突出部４１を有するＬ字型の柱状部材である。脚部４の上端部はパッケージ２２の穴部１０に挿入され、穴部１０を介して圧電振動片２６と導通する。脚部４の底面は、圧電発振器１が実装されている電子機器のマザー基板と半田、導電性樹脂等で接合されており、外部端子としてマザー基板と導通する。また、当該外部端子は、脚部４、電子部品６及びパッケージ２２に設けられた電極（不図示）を介して圧電振動片２６と導通する。
【００２３】
なお、本実施形態では脚部４をパッケージ２２下面の４隅に４本立設したが、これに限定されることはなく、パッケージ２２下面の形状に関わらず、パッケージ２２下面外周の任意の位置に任意の数だけ立設することができる。
次に、図２を参照して、圧電発振器１の製造方法について説明する。
【００２４】
まず、圧電振動子２を組み立てる（Ｓ１）。具体的には、セラミックを積層することにより、上面に凹部２４が設けられ裏面の４隅に穴部１０が設けられたパッケージ２２を形成する。そして、当該パッケージ２２の凹部２４にマウント電極を形成し、当該マウント電極に圧電振動片２６の接続電極を導電性接着剤２７で接合固着することにより、パッケージ２２に圧電振動片２６をマウントする。その後、圧電振動片２６にレーザ等を照射して圧電振動片２６の発振周波数の調整を行った後、パッケージ２２上面に蓋体２８を接合して気密封止する。
【００２５】
次に、バンプボンディングを行い（Ｓ２）、パッケージ２２の裏面に金属バンプを形成する。次に、ＦＣＢによりパッケージ２２の裏面に電子部品６を実装する（Ｓ３）。次に、パッケージ２２裏面と電子部品６との隙間にアンダーフィルを塗布して（Ｓ４）、乾燥させる（Ｓ５）。
【００２６】
次に、圧電振動子２の裏面に設けられた穴部１０に銀ペーストを塗布した後（Ｓ６）、当該穴部１０に脚部４を挿入して（Ｓ７）、乾燥させる（Ｓ８）。
次に、温度特性を検査し（Ｓ９）、電気特性を検査した後（Ｓ１０）、捺印し、テーピングする（Ｓ１１）。
なお、ＦＣＢに限らず、接着剤で電子部品６をパッケージ２２に固定してもよい。この場合はワイヤーボンディングを行う。
【００２７】
以上説明したように、パッケージ２２の下面は、四隅の脚部４が設けられた領域を除いて電子部品６を実装するスペースとして使用できるため、圧電発振器１を小型化した場合にも電子部品６の実装面積を確保することができる。また、電子部品６が壁で囲まれておらず、モールド剤も用いられておらず、さらに電子部品の下側には平面基板等が設けられておらず開放されているため、放熱効果を高めることができ、圧電振動片２６への熱の影響を防ぐことができる。また、電子部品の下側に平面基板等が設けられていないため、平面基板の厚さ分だけ圧電発振器を小型化することができる。また、脚部４を穴部１０に嵌合させることで、パッケージ２２に脚部４を容易に連結することができるとともに、パッケージ２２と脚部４との連結強度を高めることができる。また、脚部４をＬ字型に形成することにより、脚部４を安定させることができるとともに、マザー基板と導通する外部端子としての面積を十分確保することができる。
【００２８】
また、圧電発振器１の製造工程において、電子部品６をパッケージ２２の下面に実装した後に脚部４をパッケージ２２の穴部１０に挿入するため、電子部品６の実装時に脚部４の下端部に設けられた突出部４１が邪魔になることがなく、大きい電子部品６を実装することが可能となる。
【００２９】
次に、脚部の変形例について説明する。上述した実施形態と同等の部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
図３（ａ）は、第１の変形例に係る圧電発振器１ａの中央縦断面図であり、図３（ｂ）は圧電発振器１ａの底面図である。本変形例に係る圧電発振器１ａの脚部４ａは、図３（ａ）に示すように、パッケージ２２側から遠ざかるに従って内側に向かって斜面が傾斜する直角三角柱形状を有している。
【００３０】
本変形例に係る脚部４ａは、パッケージ２２側に近づくに従って横方向の厚みが薄くなり横断面積が小さくなるため、パッケージ２２下面における脚部４ａが占める面積を、上述した実施形態に係る脚部４よりも小さくすることができ、電子部品６の実装面積をより大きく確保することができる。一方、脚部４ａの底面は十分な面積を確保することができるため、マザー基板と導通する外部端子としての機能を確保することができる。また、脚部４ａがパッケージ２２の外側方向に拡がらないため、圧電発振器１ａを小さくすることができる。
【００３１】
図４（ａ）は、第２の変形例に係る圧電発振器１ｂの中央縦断面図であり、図４（ｂ）は圧電発振器１ｂの底面図である。これらの図に示すように、本変形例に係る圧電発振器１ｂの脚部４ｂは、四角錐台の形状を有している。
本変形例に係る脚部４ｂは、パッケージ２２側に近づくに従って横断面積が小さくなるため、パッケージ２２の下面における脚部４ｂの占める面積を小さくすることができ、電子部品６を実装する面積を大きくとることができる。一方、脚部４ａの底面は十分な面積を確保することができるため、マザー基板と導通する外部端子としての機能を確保することができる。また、四角錐台形状の脚部４ｂの方が、直角三角柱形状の脚部４ａよりもパッケージ２２との接合を安定させ接合強度を向上させることができる。
【００３２】
なお、脚部４ｂの形状は、四角錐台に限らず任意の角錐台の形状とすることができる。また、円錐台の形状であってもよい。
また、上述した変形例で説明した形状以外にも、脚部をパッケージ２２に近づくに従って横断面積が小さくなる形状とすることで、パッケージ２２の下面における電子部品６の実装面積を十分確保することができるとともに、脚部の底面における外部端子としての面積を確保することが可能となり、放熱効果も高めることができる。
【符号の説明】
【００３３】
１、１ａ、１ｂ………圧電発振器、２………圧電振動子、４、４ａ、４ｂ………脚部、６………電子部品、８………アンダーフィル、１０………穴部、２２………パッケージ、２４………凹部、２６………圧電振動片、２７………導電性接着剤、２８………蓋体、４１………突出部。
【図１】
0005540846.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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