(57)【要約】      （修正有）【課題】ＩＣチップのサイズにある程度の自由度を持たせ、比較的大サイズのＩＣチップも収容可能とした表面実装発振器を提供する。【解決手段】水晶パッケージ２は、第１容器本体の凹部２８に収容した水晶振動子２４と、凹部２８の開口端面の全周に固着して封止する蓋体２３を有し、ＩＣチップパッケージ３は、第２容器の中に収容したＩＣチップ３３を有し、第２容器を構成する第２枠壁層の対向する一方の対の平面方向の長さ方向サイズが他方の対の当該方向サイズよりも大であり、水晶パッケージ２の底面に設けた外部端子２７とＩＣチップパッケージ３の上記第２枠壁層の対向する一方の対に設けた接続端子３６を半田または半田粒入り熱硬化性樹脂４で接合して二段に重ねて一体化した。【選択図】図１
2014053860.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水晶パッケージとＩＣチップパッケージを二段に重ねて構成した表面実装水晶発振器において、
前記水晶パッケージは、第１底壁層と第１枠壁層で第１凹部を構成する容器本体と、当該凹部の中に収容した水晶振動子と、前記第１凹部の開口端面の全周に固着して当該第1凹部を覆って封止する金属板からなる蓋体を有し、前記第１底壁層の前記ＩＣチップパッケージと対向する周面に外部端子が設けられており、
前記ＩＣチップパッケージは、第２底壁層と第２枠壁層で構成される第２容器と、当該第２容器の中に収容したＩＣチップを有し、前記第２凹部を構成する前記第２枠壁層の対向する平行な２対の一方の対の開口端面に接続端子が設けられ、前記第２枠壁層の対向する一方の対の前記第２底壁層の平面方向の長さ方向サイズが前記第２枠壁層の対向する他方の対の当該方向サイズよりも大であり、
前記水晶パッケージの前記外部端子を、前記ＩＣチップパッケージの前記一方の対の開口端面の接続端子に半田または半田粒入り熱硬化性樹脂の何れかを用いて接合して二段に重ねて構成したことを特徴とする表面実装水晶発振器。
【請求項２】
請求項１において、
前記ＩＣチップパッケージの前記第２凹部の一部が前記水晶パッケージの前記第１底壁層から外側に延出していることを特徴とする表面実装水晶発振器。
【請求項３】
請求項１において、
前記ＩＣチップパッケージの前記第２凹部を構成する前記第２枠壁層の前記他方の対の一方の前記第２底壁層の平面方向と直行する方向サイズすなわち高さが前記第２凹部の底面と略同一であることを特徴とする表面実装水晶発振器。
【請求項４】
請求項１において、
前記ＩＣチップパッケージの前記第２凹部を構成する前記第２枠壁層の前記他方の対の前記第２底壁層の平面方向と直行する方向サイズすなわち高さが前記第２凹部の底面と略同一であることを特徴とする表面実装水晶発振器。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかにおいて、
前記水晶パッケージの前記外部端子と、この外部端子と接合する前記ＩＣチップパッケージの前記接続端子は各４個であることを特徴とする表面実装水晶発振器。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れかにおいて、
前記ＩＣチップパッケージの前記ＩＣチップを搭載した前記第２凹部にアンダーフィルが充填されていることを特徴とする表面実装水晶発振器。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れかにおいて、
前記ＩＣチップパッケージの前記第２底壁層に実装機器に表面実装する実装端子を有することを特徴とする表面実装水晶発振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水晶発振器に係り、特にＩＣチップと水晶振動子とを一体化して小型化と共に搭載するＩＣチップサイズの自由度を向上させた表面実装水晶発振器に関する。
【背景技術】
【０００２】
表面実装水晶発振器は小型・軽量であることから、例えば携帯電話に代表される携帯型の電子機器に内蔵される。近年では、ますますの小型化が進行しており、このようなものの一つに、ＩＣチップと水晶振動子とを一つの容器に密閉封入して一体化したものがある。
【０００３】
図５は、表面実装水晶発振器の従来例を説明する断面図である。また、図６は、図５に示した表面実装水晶発振器の外観図で、（ａ）は上面図、（ｂ）及び（ｃ）は側面図である。表面実装水晶発振器１は、水晶パッケージ２とＩＣチップパッケージ３を二段に重ねて構成されている。水晶パッケージ２は、第１底壁層２１と第１枠壁層２２で第１凹部２８を構成する容器本体２０の当該凹部の中に水晶振動子２４を収容してなる。水晶振動子２４は、水晶片の表裏に図示しない励振電極を有し、この励振電極から水晶片の一端に引き出された引出電極を容器本体２０の凹部内底面に設けた水晶保持端子２６に導電性接着剤２５で接着固定されている。
【０００４】
水晶保持端子２６は、第１底壁層２１を貫通するビアホール３０で当該第１底壁層２１の外底面に設けた外部端子２７に接続している。容器本体２０の開口は、その枠壁層（第１枠壁層）２２の端面に設けた図示しない金属リングあるいは金属層を介して金属板を好適とする蓋体２３を固着して密閉されている。
【０００５】
ＩＣチップパッケージ３は、第２底壁層３１と第２枠壁層３２で構成される第２凹部３８の中にＩＣチップを収容してなる。このＩＣチップには温度制御回路を備えた発振回路が集積されている。したがって、この表面実装水晶発振器は温度補償型である。第２凹部３８の内底面には配線パターンが形成されており、その一部に電極パッド３５を有して、ＩＣチップ３３の実装バンプ３４を接合することでＩＣチップを搭載している。第２枠壁層３２の端面には、水晶パッケージ２の外部端子２７と対向する位置に接続端子３６が形成されている。この接続端子３６は第２枠壁層３２を貫通するビアホールで配線パターンに接続する。
【０００６】
水晶パッケージ２とＩＣチップパッケージ３とは、水晶パッケージ２の外部端子２７とＩＣチップパッケージ３の接続端子を半田４で固着することで両者は一体化されている。ＩＣチップパッケージ３の第２凹部の空間にはエポキシ樹脂等の適宜の樹脂を充填してアンダーフィルとすることで、水晶発振器全体の機械的強度を向上することができる。配線パターンは、第２底壁層３１を貫通するビアホールで実装端子３７に接続している。実装端子３７は、この表面実装水晶発振器１を適用する機器の回路基板等に設けた電極パッドに半田リフロー等で接続される。
【０００７】
このように、従来の表面実装水晶発振器は、ＩＣチップパッケージ３の開口を水晶パッケージ２の底壁（第１底壁層）２１で覆って封止し、上下に位置合わせして一体化してなる。この種の表面実装水晶発振器を開示したものとしては、特許文献１などを挙げることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第２９７４６２２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記した従来の表面実装水晶発振器では、ＩＣチップパッケージの開口を水晶パッケージの底壁で覆って封止する構造となっている。そのため、ＩＣチップを収容するスペースは水晶パッケージの底壁の大きさで制限される。言い換えれば、ＩＣチップパッケージの開口を形成する枠壁層（第２枠壁層）の厚み（側壁の厚み）を機械的強度が維持できる限界まで薄くしたとしても、使用できるＩＣチップパッケージの大きさは水晶パッケージの底壁（第１底壁層）の大きさにより決まり、ＩＣチップパッケージに収容するＩＣチップのサイズはＩＣチップパッケージに形成する凹部の大きさで決まる。そのため、採用できるＩＣチップのサイズは自ずと制限される
【００１０】
本発明は、上記従来技術の問題を解決することにあり、使用するＩＣチップのサイズにある程度の自由度を持たせ、比較的大サイズのＩＣチップも収容可能とした表面実装水晶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】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明は、特許請求の範囲に記載された水晶パッケージとＩＣチップパッケージを二段に重ねて構成した表面実装水晶発振器である。
【００１２】
前記水晶パッケージは、第１底壁層と第１枠壁層で第１凹部を構成する容器本体と、当該凹部の中に収容した水晶振動子と、前記第１凹部の開口端面の全周に固着して当該第1凹部を覆って封止する金属板からなる蓋体を有し、前記第１底壁層の前記ＩＣチップパッケージと対向する周面に外部端子が設けられている。
【００１３】
前記ＩＣチップパッケージは、第２底壁層と第２枠壁層で構成される第２容器と、当該第２容器の中に収容したＩＣチップを有し、前記第２凹部を構成する前記第２枠壁層の対向する平行な２対の一方の対の開口端面に接続端子が設けられ、前記第２枠壁層の対向する一方の対の前記第２底壁層の平面方向の長さ方向サイズが前記第２枠壁層の対向する他方の対の当該方向サイズよりも大である。
【００１４】
そして、前記水晶パッケージの前記外部端子を、前記ＩＣチップパッケージの前記一方の対の開口端面の接続端子に半田または半田粒入り熱硬化性樹脂を用いて加熱加圧することで電気的かつ機械的に接合して二段に重ねて構成したことを特徴とする。
【００１５】
また、前記ＩＣチップパッケージの前記第２凹部の一部が前記水晶パッケージの前記第１底壁層から外側に延出させた構成とすることができる。
【００１６】
また、前記ＩＣチップパッケージの前記第２凹部を構成する前記第２枠壁層の前記他方の対の一方の前記第２底壁層の平面方向と直交する方向サイズを前記第２凹部の底面と同一高さ、あるいは若干高くすることで凹部長さを超えるＩＣチップを搭載可能とすることができる。
【００１７】
また、前記ＩＣチップパッケージの前記第２凹部を構成する前記第２枠壁層の前記他方の対の前記第２底壁層の平面方向と直交する方向サイズを前記第２凹部の底面の高さと同一とする、あるいは若干高くすることで凹部長さを超えるＩＣチップを搭載可能とすることができる。
【００１８】
また、前記水晶パッケージの前記外部端子と、この外部端子と接合する前記ＩＣチップパッケージの前記接続端子を各４個とし、必要に応じてその数を増加させることができる。
【００１９】
また、前記ＩＣチップパッケージの前記ＩＣチップを搭載した前記第２凹部にアンダーフィルを充填することでＩＣパッケージの確実な固定、放熱効果の向上、水晶発振器全体の機械的強度向上を測ることができる。
【００２０】
なお、前記ＩＣチップパッケージの前記第２底壁層に実装機器に表面実装する実装端子を有することを特徴とする。
【００２１】
本発明は、上記の構成に限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱することなく、種々の変更が可能である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の構成とすることにより、使用するＩＣチップのサイズにある程度の自由度を持たせ、比較的大サイズのＩＣチップも収容可能とした表面実装水晶発振器を提供することができる。特に、温度制御機能を集積したＩＣチップは、そのサイズが大きくなり、これが水晶発振器の全体サイズを大きくする。本発明の構成とすることで、ＩＣチップの搭載スペースに余裕ができ、従来と同様の機能を備えた水晶発振器に比べ、大きなサイズのＩＣチップを搭載できる。その結果、様々な機能を集積したＩＣチップで比較的小型の表面実装水晶発振器を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係る表面実装水晶発振器の実施例１の説明図である。
【図２】図１に示した本発明の実施例１の構成をさらに詳しく説明する展開斜視図である。
【図３】本発明に係る表面実装水晶発振器の実施例２の展開斜視図である。
【図４】本発明に係る表面実装水晶発振器の実施例３の展開斜視図である。
【図５】表面実装水晶発振器の従来例を説明する断面図である。
【図６】図５に示した表面実装水晶発振器の外観図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明を実施するための形態について、実施例の図面を参照して詳細に説明する。
【実施例１】
【００２５】
図１は、本発明に係る表面実装水晶発振器の実施例１の説明図であり、図１（ａ）は全体斜視図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ’矢印線に沿った断面図、図１（ｃ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ’矢印線に沿った断面図を示す。また、図２は、図１に示した本発明の実施例１の構成をさらに詳しく説明する展開斜視図で、図２（ａ）は水晶パッケージ、図２（ｂ）はＩＣチップパッケージ、図２（ｃ）はＩＣチップを取り去った状態のＩＣチップパッケージを示す。
【００２６】
この表面実装水晶発振器１は、水晶パッケージ２をＩＣチップパッケージ３に二段に重ねて構成される。水晶パッケージ２は、第１底壁層（図５の第１底壁層２１参照）と第１枠壁層（図５の第１枠壁層２２参照）で第１凹部２８を構成する容器本体２０を有する。当該第１凹部２８の中には水晶振動子２４が収容される。
【００２７】
水晶振動子２４は、水晶片の表裏に励振電極を形成してなり、各励振電極から水晶片の一端側に延びる引出電極を有している。一方、容器本体２０の内底には水晶保持端子が形成されており、この水晶保持端子に導電性接着剤で水晶振動子２４の引出電極を固定している。水晶振動子２４を収容した容器本体の凹部は、第１枠壁層の開口端面にコバールを好適とする金属性の蓋体２３で密閉封止される。図１（ａ）、図２（ａ）では、蓋体２３を透視して水晶振動子２４が見えるように図示してある。なお、第１枠壁層の開口端面と蓋体２３は、両者の間に金属リングを介在させて溶着される。
【００２８】
水晶パッケージ２を構成する第１底壁層（図５の第１底壁層２１）の外底面、すなわちＩＣチップパッケージ３と対向する面の周囲には後述する他の実施例に詳しく示される外部端子２７が設けられている。
【００２９】
ＩＣチップパッケージ３は、第２底壁層（図５の第２底壁層３１参照）と第２枠壁層（図５の第２枠壁層３２参照）で構成される第２凹部３８を形成した第２容器と、当該第２容器の中に収容したＩＣチップ３３を有する。第２凹部３８の内底面には図２（ｃ）に示したように、ＩＣチップ３３の実装と水晶発振子２４と共に発振回路を構成するための電極パッド３５を含む配線パターンが形成されている。
【００３０】
前記第２凹部３８を構成する前記第２枠壁層の対向する平行な２対の一方の対の開口端面には接続端子３６が設けられ、前記第２枠壁層の対向する一方の対の前記第２底壁層の平面方向の長さ方向サイズ（図１のＢ−Ｂ’切断線方向）が前記第２枠壁層の対向する他方の対の当該方向サイズ（図１のＡ−Ａ’切断線方向）よりも大とされている。
【００３１】
前記水晶パッケージ２の前記外部端子２７は、前記ＩＣチップパッケージ３の前記一方の対の開口端面に設けた接続端子３６との間に半田または半田粒入り熱硬化性樹脂４を用いて加熱加圧することで電気的かつ機械的に接合し、二段に重ねて一体化される。なお、ＩＣチップパッケージ３の第２凹部３８にエポキシ樹脂を好適とするアンダーフィルを充填することで、ＩＣチップの固定と当該第２凹部への塵埃の侵入を防止すると共に、水晶発振器全体の機械的強度を向上することができる。これは、後述する他の実施例でも同様である。
【００３２】
実施例１の構成としたことで、ＩＣチップパッケージ３に搭載するＩＣチップの平面サイズ、特に長さサイズ（図１のＢ−Ｂ’切断線方向サイズ）の制限が緩和され、搭載ＩＣチップの選択の自由度が向上する。ＩＣチップパッケージ３の底面には、適用する電子機器の回路基板に実装するための実装端子３７が複数（この例では４個）設けられている。
【実施例２】
【００３３】
図３は、本発明に係る表面実装水晶発振器の実施例２の展開斜視図であり、図３（ａ）は水晶パッケージ、図３（ｂ）はＩＣチップパッケージを示す。この実施例は、ＩＣチップパッケージ３の第２凹部３８を構成する第２枠壁層３２の水晶パッケージを支持しない対の一方の高さが他の高さよりも低く、好ましくは内底面と同一面となるように、低く形成されている。
【００３４】
この構成としたことで、ＩＣチップの当該水晶パッケージを支持しない対の方向のサイズに余裕ができ、搭載ＩＣチップの選択の自由度がさらに向上する。他の構成は実施例１と同様である。
【実施例３】
【００３５】
図４は、本発明に係る表面実装水晶発振器の実施例３の展開斜視図であり、図４（ａ）は水晶パッケージ、図４（ｂ）はＩＣチップパッケージを示す。この実施例は、ＩＣチップパッケージ３の第２凹部３８を構成する第２枠壁層３２の水晶パッケージを支持しない対の両方の高さが他の対（水晶パッケージを支持する対）の高さよりも低く、好ましくは内底面と同一面となるように、低く形成されている。
【００３６】
この構成としたことで、ＩＣチップの当該水晶パッケージを支持しない対の方向のサイズに余裕ができ、搭載ＩＣチップの選択の自由度がまたさらに向上する。他の構成は実施例１、２と同様である。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
上記の実施形態では、水晶振動子を用いた発振器を例として説明したが、本発明は、他の圧電素子、他の構成材料を用いた同様の発振器あるいは同様の電子部品にも適用できるものであることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００３８】
１・・・水晶発振器、
２・・・水晶パッケージ、
２０・・・容器本体
２１・・・水晶パッケージの底壁層（第１底壁層）
２２・・・水晶パッケージの枠壁層（第１枠壁層）
２３・・・蓋体
２４・・・水晶振動子、
２５・・・導電性接着剤
２６・・・水晶保持端子
２７・・・外部端子、
２８・・・第１凹部（水晶パッケージの凹部）
３・・・ＩＣチップパッケージ、
３０・・・ビアホール
３１・・・ＩＣチップパッケージの底壁層（第２底壁層）
３２・・・ＩＣチップパッケージの枠壁層（第２枠壁層）
３３・・・ＩＣチップ、
３４・・・実装バンプ
３５・・・電極パッド
３６・・・接続端子、
３７・・・実装端子、
３８・・・第２凹部、
３９・・・アンダーフィル、
４・・・半田または半田粒入り熱硬化性樹脂。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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