(57)【要約】【課題】周波数調整の信頼性の向上と金属配線への耐衝撃性の構造を有する圧電デバイスを提供すること。【解決手段】少なくとも半導体回路５４を搭載した半導体回路基板４４と、半導体回路基板４４上に設けられた圧電振動素子４１と、圧電振動素子４１の一辺を支持する圧電振動素子４１の取付端子４８と、圧電振動素子４１の取付端子４８と接続された圧電振動子用パッド５２とを備えた圧電デバイスである。圧電振動子用パッド５２は、圧電振動素子４１の取付端子４８を基準として圧電振動素子４１の延在方向に配置されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも半導体回路を搭載した半導体回路基板と、該半導体回路基板上に設けられた圧電振動素子と、該圧電振動素子の一辺を支持する圧電振動素子の取付端子と、該圧電振動素子の取付端子と接続された圧電振動子用パッドとを備えた圧電デバイスにおいて、
前記圧電振動子用パッドが、前記圧電振動素子の取付端子を基準として前記圧電振動素子の延在方向に配置されていることを特徴とする圧電デバイス。
【請求項２】
少なくとも半導体回路を搭載した半導体回路基板と、該半導体回路基板上に設けられた圧電振動素子と、該圧電振動素子の一辺を支持する圧電振動素子の取付端子と、該圧電振動素子の取付端子と接続された圧電振動子用パッドとを備えた圧電デバイスにおいて、
前記圧電振動素子が配置されている前記半導体回路基板側の表面上で、かつ前記圧電振動素子の取付端子と前記圧電振動子用パッドの間に配置されている金属配線層を備え、
該金属配線層が、前記圧電振動素子を平面視した時に、前記金属配線層の少なくとも一部が前記圧電振動素子に覆われるように配置されていることを特徴とする圧電デバイス。
【請求項３】
前記圧電振動子用パッドが、前記圧電振動素子の取付端子を基準として前記圧電振動素子の延在方向に配置されているとともに、
前記圧電振動素子が配置されている前記半導体回路基板側の表面上で、かつ前記圧電振動素子の取付端子と前記圧電振動子用パッドの間に配置されている金属配線層を備え、
該金属配線層が、前記圧電振動素子を平面視した時に、前記金属配線層の少なくとも一部が前記圧電振動素子に覆われるように配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の圧電デバイス。
【請求項４】
前記圧電振動素子の中央位置の前記半導体回路基板側に配置された温度センサを設けていることを特徴とする請求項１，２又は３に記載の圧電デバイス。
【請求項５】
前記温度センサが、サーミスタであることを特徴とする請求項４に記載の圧電デバイス。
【請求項６】
前記温度センサが、サーマルダイオードであることを特徴とする請求項４に記載の圧電デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電デバイスに関し、より詳細には、周波数調整の信頼性の向上と金属配線への耐衝撃性の構造を有する圧電デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話や携帯情報端末機器には、時刻源や制御信号等のタイミング源、リファレンス信号源などとして水晶などを利用した圧電振動子が用いられている。この種の圧電振動子は、様々なものが知られているが、その１つとして、表面実装型の圧電振動子がある。また、この種の圧電振動子は、内部電極が形成されたベース基板上に圧電振動片が導電性接着剤で固定され、リッド基板で封止されたものが一般的に知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載のものは、特性を劣化させることなく、シリコン基板上に圧電振動片を実装した圧電振動子に関するもので、圧電振動片と取付端子との配線構造が開示されている。
図１は、特許文献１に記載されている圧電発振器を説明するための構成図で、図２は、図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【０００４】
圧電発振器２０のシリコン基板２１の表面には、発振回路２１Ａが形成されるとともに、圧電振動子１の接続用端子２５，２６と発振回路用電極端子２７，２８，２９，３０とが形成されている。また、シリコン基板２１の表面には、圧電振動子１の接続用端子２５，２６及び発振回路用電極端子２７，２８，２９，３０の部分は開口した形で、酸化膜やチッ化膜で構成される保護膜２２が形成されている。また、保護膜２２上に金属膜３が形成され、金属膜３を覆う形で絶縁膜４が形成されている。金属膜３は圧電振動片７の実装電極５，６の真下にあたる位置に配置されている。
【０００５】
また、金属膜３上で、かつ、絶縁膜４上に圧電振動片７の実装電極５，６を形成するときに、シリコン基板２１上の圧電振動子１の接続用端子２５，２６と圧電振動片７の実装電極５，６とを接続する接続電極２３，２４を同時に形成する。なお、図中符号１０は励振電極、１２，１３はマウント電極、１４，１５はバンプを示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−９７５５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した特許文献１においては、水晶パッドからの配線が上部から見て露出している。一般的に、水晶振動子を製造する場合、水晶の周波数バラツキを抑えるため、周波数をモニタしながら、Ａｒプラズマなどで電極を加工することにより周波数を調整している。このとき、配線が上部からみて露出していると、配線にダメージを与えるため、製造上の信頼性に影響を与えるという問題があった。
【０００８】
したがって、ＴＳＸ（温度センサ付圧電振動子）回路では、圧電振動片の下に金属配線を隠すように配線することにより、周波数調整を実施した後の信頼性を高めることができる。更に、配線にダメージが加えられにくいため、配線をより細くすることができ、これにより配線に寄生するインピーダンスを小さくすることができる。
本発明は、このような状況に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、周波数調整の信頼性の向上と金属配線への耐衝撃性の構造を有する圧電デバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、このような目的を達成するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、少なくとも半導体回路を搭載した半導体回路基板と、該半導体回路基板上に設けられた圧電振動素子と、該圧電振動素子の一辺を支持する圧電振動素子の取付端子と、該圧電振動素子の取付端子と接続された圧電振動子用パッドとを備えた圧電デバイスにおいて、前記圧電振動子用パッドが、前記圧電振動素子の取付端子を基準として前記圧電振動素子の延在方向に配置されていることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明は、少なくとも半導体回路を搭載した半導体回路基板と、該半導体回路基板上に設けられた圧電振動素子と、該圧電振動素子の一辺を支持する圧電振動素子の取付端子と、該圧電振動素子の取付端子と接続された圧電振動子用パッドとを備えた圧電デバイスにおいて、前記圧電振動素子が配置されている前記半導体回路基板側の表面上で、かつ前記圧電振動素子の取付端子と前記圧電振動子用パッドの間に配置されている金属配線層を備え、該金属配線層が、前記圧電振動素子を平面視した時に、前記金属配線層の少なくとも一部が前記圧電振動素子に覆われるように配置されていることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記圧電振動子用パッドが、前記圧電振動素子の取付端子を基準として前記圧電振動素子の延在方向に配置されているとともに、前記圧電振動素子が配置されている前記半導体回路基板側の表面上で、かつ前記圧電振動素子の取付端子と前記圧電振動子用パッドの間に配置されている金属配線層を備え、該金属配線層が、前記圧電振動素子を平面視した時に、前記金属配線層の少なくとも一部が前記圧電振動素子に覆われるように配置されていることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１，２又は３に記載の発明において、前記圧電振動素子の中央位置の前記半導体回路基板側に配置された温度センサを設けていることを特徴とする。
また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記温度センサが、サーミスタであることを特徴とする。
また、請求項６に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記温度センサが、サーマルダイオードであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、圧電振動片の下に金属配線を隠すように配線することにより、周波数調整を実施した後の信頼性を高めることができる。更に、配線にダメージが加えられにくいため、配線をより細くすることができ、これにより配線に寄生するインピーダンスを小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】特許文献１に記載されている圧電発振器を説明するための構成図である。
【図２】図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図３】（ａ），（ｂ）は、本発明に係る圧電デバイスの実施例を説明するための構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する。  
図３（ａ），（ｂ）は、本発明に係る圧電デバイスの実施例を説明するための構成図で、図３（ａ）は、図３（ｂ）のＡ−Ａ線断面図、図３（ｂ）は上面図である。図中符号４１は圧電振動素子、４２は蓋（ＬＩＤ）部（パッケージ）、４３は接合材（Ｓｉ接着剤）、４４は半導体回路基板、４５は外部接続端子、４６はパッシベーション、４７は貫通電極配線、４８は圧電振動素子の取付端子、４９は圧電振動素子の接合材（導電性接着剤）、５０は金属再配線層、５１は電極パッド、５２は圧電振動素子用パッド、５３はグランド電位電極パッド、５４は半導体回路（ＩＣチップ）、５５は空間部、５６はＳｉ貫通電極を示している。
【００１６】
本発明の圧電デバイスは、少なくとも半導体回路５４を搭載した半導体回路基板４４と、この半導体回路基板４４上に設けられた圧電振動素子４１と、この圧電振動素子４１の一辺を支持する圧電振動素子４１の取付端子４８と、この圧電振動素子４１の取付端子４８と接続された圧電振動子用パッド５２とを備えた圧電デバイスである。
また、圧電振動子用パッド５２は、圧電振動素子４１の取付端子４８を基準として圧電振動素子４１の延在方向に配置されている。
【００１７】
また、圧電振動素子４１が配置されている半導体回路基板４４側の表面上で、かつ圧電振動素子４１の取付端子４８と圧電振動子用パッド５２の間に配置されている金属配線層５０を備え、この金属配線層５０が、圧電振動素子４１を平面視した時に、金属配線層５０の少なくとも一部が圧電振動素子４１に覆われるように配置されている。
また、圧電振動子用パッド５２が、圧電振動素子４１の取付端子４８を基準として圧電振動素子４１の延在方向に配置されているとともに、圧電振動素子４１が配置されている半導体回路基板４４側の表面上で、かつ圧電振動素子４１の取付端子４８と圧電振動子用パッド５２の間に配置されている金属配線層５０を備え、この金属配線層５０が、圧電振動素子４１を平面視した時に、金属配線層５０の少なくとも一部が圧電振動素子４１に覆われるように配置されているもよい。
【００１８】
つまり、半導体回路基板４４には、半導体回路５４とＳｉ貫通電極（ＴＳＶ；ｔｈｒｏｕｇｈ−ｓｉｌｉｃｏｎ  ｖｉａ）５６が設けられており、このＳｉ貫通電極５６は、電子部品である半導体の実装技術の１つであり、シリコン製半導体チップの内部を垂直に貫通する電極である。また、半導体回路５４上の中央位置の圧電振動素子４１には、図示しないが励振電極が設けられているとともに、この励振電極の端部には引出電極が設けられている。また、引出電極の周辺の半導体回路５４上には、蒸着法やめっき法又は印刷法により形成された圧電振動素子４１の取付端子４８が設けられている。この圧電振動子４１の取付端子４８には、配線用リードとしての金属再配線層５０が設けられている。
【００１９】
このような半導体回路基板４４上に、パッケージ４２が、Ｓｉ接着剤４３によって取り付けられており、半導体回路５４上に空間部５５が形成されている。この空間部５５中に圧電振動素子４１が配置され、端部が圧電振動素子４１の接合材４９により圧電振動素子４１の取付端子４８に取り付けられている。
また、圧電振動子用パッド５２は、圧電振動素子４１を外部と接続するための電極パッドである。検査用プロービングパッドとして使用されると同時に、シリコン貫通電極用パッドとしても使用される。
【００２０】
また、図示していないが、圧電振動素子４１の中央位置の半導体回路基板４４側に温度センサを設けてもよい。温度センサは、サーマルダイオードであることが好ましい。つまり、圧電振動素子４１を励振する励振電極の中央下部の位置における半導体回路５１内の中央位置に温度センサが配置されていても良い。
また、温度センサ電圧回路用パッド（又はサーミスタ用パッド）５１は、温度測定部が接続させる電極パッドで、蓋の貼り付け前は、検査用プロービング用パッドとして使用される。また、シリコン貫通電極用パッドとしても使用される。
また、グランド電位用パッド（又はサーミスタ用パッド）５３は、基板電位と同等のグランド電位を外部と接続するための電極パッドで、温度センサ電圧回路用パッド５１と同様に、検査用プロービング用パッドとシリコン貫通電極用パッドとして使用される。
【００２１】
また、温度測定部は、圧電素子（水晶）の温度を測定するために、半導体回路基板４４上に配置される回路である。この回路としては、温度によって抵抗値が変化するサーミスタ抵抗が挙げられ、この場合、温度センサ電圧回路用パッド５１とグランド電位用パッド５３に抵抗の両端が接続される。他の例として、シリコンのＰＮ接合を利用したサーマルダイオードが挙げられ、適当な抵抗や電流源を用いて順方向に電流を流すことにより、温度に依存する電圧を温度センサ電圧回路用パッド５１に発生させることができる。
このように構成したことにより、圧電振動素子の取付端子と圧電振動子用パッドを金属表面配線した時に、表面配線した時に配線を圧電振動素子の下に隠せるという効果を奏する。
【符号の説明】
【００２２】
１  圧電振動子
３  金属膜
４  絶縁膜
５，６  振動片実装電極
７  圧電振動片
１０  励振電極
１２，１３  マウント電極
１４，１５  バンプ
２０  圧電発振器
２１  シリコン基板
２１Ａ  発振回路
２２  保護膜
２３，２４  接続電極
２５，２６  圧電振動子接続用端子
２７，２８，２９，３０  発振回路用電極端子
４１  圧電振動素子
４２  蓋（ＬＩＤ）部（パッケージ）
４３  接合材
４４  半導体回路基板
４５  外部接続端子
４６  パッシベーション
４７  貫通電極配線
４８  圧電振動素子の取付端子
４９  圧電振動素子の接合材
５０  金属再配線層
５１  電極パッド
５２  圧電振動素子用パッド
５３  グランド電位電極パッド
５４  半導体回路（ＩＣチップ）
５５  空間部
５６  Ｓｉ貫通電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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