(57)【要約】【課題】  外部電極が保護樹脂で覆われることなく、またＩＣチップを衝撃などから保護することもできる圧電発振器を提供する。【解決手段】  圧電発振器（１００）は、圧電振動片（２０）を固定する第１底面（１１）と、圧電振動片を発振させるＩＣチップ（４０）を固定する第２底面（１２）と、第２底面の周囲から第２底面から法線方向に立ち上がった外壁（１４）と、この外壁の端面（１９）に配置された外部電極（３１）とを含むパッケージ（１０）を有する。そして圧電発振器は、パッケージ内で第２底面からＩＣチップの下面まで塗布された第１樹脂材（ＲＳ）と、ＩＣチップの上面のみに塗布された第２樹脂材（ＡＨ）と、第２樹脂材によって第２底面に対向して固定されＩＣチップの上面よりも大きく且つ外壁の内周より狭い面積で形成されたカバー板（６０）と、を備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電振動片を固定する第１接続端子が形成された第１底面と、前記圧電振動片を発振させるＩＣチップを固定する第２接続端子が形成され前記第１底面とは反対側の第２底面と、前記第２底面の周囲から前記第２底面から法線方向に立ち上がった外壁と、この外壁の端面に配置された外部電極とを含むパッケージを有する圧電発振器であって、
前記パッケージ内で前記第２底面から前記ＩＣチップの下面まで塗布された第１樹脂材と、
前記ＩＣチップの上面のみに塗布された第２樹脂材と、
前記第２樹脂材によって前記第２底面に対向して固定され、前記ＩＣチップの上面よりも大きく且つ前記外壁の内周より狭い面積で形成されたカバー板と、を備え、
前記カバー板の上面は、前記外部電極の外面よりも前記第２底面側に配置されている圧電発振器。
【請求項２】
前記第１樹脂材の弾性率は前記第２樹脂材の弾性率よりも大きい請求項１に記載の圧電発振器。
【請求項３】
前記第１樹脂材の弾性率と前記第２樹脂材の弾性率とが同じである請求項１に記載の圧電発振器。
【請求項４】
前記ＩＣチップの上面と前記カバー板との間に、前記第２樹脂材を介して前記第２樹脂材よりも弾性率の小さい低弾性板が配置されている請求項１から請求項３のいずれか一項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、圧電振動片と圧電振動片を発振させるＩＣチップとが載置される圧電発振器に関する。特にＩＣチップを保護樹脂で覆って保護する圧電発振器に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電発振器には圧電振動片を発振させるＩＣチップが搭載され、そのＩＣチップ及びＩＣチップの接続端子に対する衝撃など保護の観点から、ＩＣチップの周辺に液状の保護樹脂をニードルノズルを使用して塗布し、塗布後に保護樹脂を硬化している。圧電発振器の小型化に伴い、ＩＣチップの天井側からニードルノズルによって保護樹脂を塗布すると、ニードルノズルから塗布される保護樹脂は、なかなかＩＣチップの底面に入り込んでいかない。表面張力で膨らむ以上に保護樹脂を多く塗布すると圧電発振器の外部電極よりも保護樹脂が高くなって、外部電極が保護樹脂で覆われてしまうおそれがある。
【０００３】
特許文献１では、毛細管現象により保護樹脂がＩＣチップと底面との間に流れるように、浸透部材を配置している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１０５１６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の圧電発振器でも、ニードルノズルから塗布される液状の保護樹脂温度等によって、保護樹脂を多く塗布してしまう場合がある。すると圧電発振器の外部電極よりも保護樹脂が高くなって、外部電極が保護樹脂で覆われることがあった。
そこで、本発明は、外部電極が保護樹脂で覆われることのない圧電発振器を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１観点の圧電発振器は、圧電振動片を固定する第１接続端子が形成された第１底面と、圧電振動片を発振させるＩＣチップを固定する第２接続端子が形成され第１底面とは反対側の第２底面と、第２底面の周囲から第２底面から法線方向に立ち上がった外壁と、この外壁の端面に配置された外部電極とを含むパッケージを有する。そして圧電発振器は、パッケージ内で第２底面からＩＣチップの下面まで塗布された第１樹脂材と、ＩＣチップの上面のみに塗布された第２樹脂材と、第２樹脂材によって第２底面に対向して固定されＩＣチップの上面よりも大きく且つ外壁の内周より狭い面積で形成されたカバー板と、を備える。そして、カバー板の上面は、外部電極の外面よりも第２底面側に配置されている。
【０００７】
また、第１樹脂材の弾性率は第２樹脂材の弾性率よりも大きいことが望ましい。
また、第１樹脂材の弾性率と第２樹脂材の弾性率とが同じであってもよい。
さらに、ＩＣチップの上面とカバー板との間に、第２樹脂材を介して第２樹脂材よりも弾性率の小さい低弾性板が配置されていてもよい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の圧電発振器によれば、外部電極が保護樹脂で覆われることなく、またＩＣチップを衝撃などから保護することもできる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】（ａ）は、保護樹脂がない状態の第１実施形態の第１圧電発振器１００の平面図である。  （ｂ）は、第１圧電発振器１００のＡ−Ａ’断面図である。  （ｃ）は、第１圧電発振器１００に保護樹脂を塗布した状態の断面図である。
【図２】第１実施形態の第１水晶発振器のＩＣチップを装着する製造工程を示したフローチャートである。
【図３】図２のフローチャートの一工程の状態を描いた図である。
【図４】第１水晶発振器１００の部分拡大図である。
【図５】第２水晶発振器１１０の部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜第１実施形態；第１水晶発振器１００の構成＞
図１（ａ）は、本実施形態の第１水晶発振器１００の平面図である。図１（ａ）は、内部構成の理解を助けるため保護樹脂が描かれていない。図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図１（ｃ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ断面図であり保護樹脂を第２キャビティに塗布した状態を示している。
【００１１】
図１（ａ）、（ｂ）に示されるように、第１水晶発振器１００は、セラミックパッケージ１０、ＡＴカット水晶振動片３０及びＩＣチップ４０を有している。第１水晶発振器１００は、不図示のプリント基板の表面に実装される表面実装型である。
【００１２】
セラミックパッケージ１０は、複数枚のセラミックシートが積層されて形成されている。セラミックパッケージ１０の一方の主面に凹部があり第１キャビティ２０が形成されており、他方の主面にも凹部があり第２キャビティ２１が形成されている。そのため図１（ｂ）及び（ｃ）に示されるように、セラミックパッケージ１０の断面がアルファベット”Ｈ”字の形状である。第１キャビティ２０の第１底面１１には第１接続端子１５が形成されている。第２キャビティ２１の第２底面１２には第２接続端子１６が形成されている。
【００１３】
図１（ｂ）及び（ｃ）に示されるように、第１キャビティ２０側の第１底面１１から第１壁面１３が立ち上がって形成されておりその第１壁面１３の端部に天井面１８が形成されている。第１底面１１にはＡＴカット水晶振動片３０が取り付けられる第１接続端子１５が形成されている。天井面１８には封止用のカバー２９が接合される。カバー２９で封止された第１キャビティ２０は真空状態又は不活性ガスで満たされた状態である。
【００１４】
第２キャビティ２１側の第２底面１２から第２壁面１４が立ち上がって形成されておりその第２壁面１４のプラスＺ’軸側端面に端子面１９が形成されている。第２底面１２にはＩＣチップ４０が取り付けられる第２接続端子１６が形成されている。図１（ａ）に示されるように、端子面１９上には、その四隅（角部）に４つの外部電極３１が形成されている。
【００１５】
ＡＴカット水晶振動片３０は、主面が人工水晶の結晶軸（ＸＹＺ）のＹ軸に対して、Ｘ軸を中心としてＺ軸からＹ軸方向に３５度１５分傾斜している。このため、第１水晶発振器１００の長辺方向をＸ軸方向、第１水晶発振器１００の短辺方向をＹ’軸方向、第１水晶発振器１００の上下方向をＺ’軸方向として説明する。また本明細書の説明としてＺ’軸方向の高低を、＋方向を高く−方向を低いと表現する。ＡＴカット水晶振動片３０は、その両主面に一対の励振電極を有している。図１（ｂ）及び（ｃ）に示されるように、ＡＴカット水晶振動片３０は、第１キャビティ２０の第１底面１１に配置された２本の第１接続端子１５に導電性接着剤３５で接続され且つ固定される。
【００１６】
ＩＣチップ４０は、ＡＴカット水晶振動片３０を発振させる回路などを有している。図１（ａ）に示されるように、ＩＣチップ４０は、その下面４２に例えば６つのバンプ４９を有しており、６つのバンプ４９は、第２キャビティ２１の第２底面１２に配置された６本の第２接続端子１６に超音波フリップチップボンディングで接続される。６本のうちの４本の第２接続端子１６は、４つの外部電極３１に接続されている。残り２本の第２接続端子１６は２本の第１接続端子１５を介してＡＴカット水晶振動片３０に接続されている。本明細書では外部電極３１が４つでＩＣチップ４０のバンプ４９が６つある例を示す。しかし、外部電極３１が４つより多く且つＩＣチップ４０のバンプ４９が６つより多くてもよい。ＩＣチップ４０のバンプ４９が６つより多くある場合には、第２接続端子１６の端子数も適宜増える。
【００１７】
第２キャビティ２１は、図１（ｃ）に示されるように、ＩＣチップ４０の下面４２と第２キャビティ２１の第２底面１２との隙間が保護樹脂（アンダーフィル）ＲＳで覆われている。保護樹脂ＲＳは主剤と硬化剤を混ぜた非導電性のエポキシ樹脂でリフロー工程で硬化させた状態である。ＩＣチップ４０の６つのバンプ４９及び第２接続端子１６を覆い、大気に触れないようにすることでバンプ４９及び第２接続端子１６の表面の酸化を防止する。また保護樹脂ＲＳは、第１水晶発振器１００に加わる衝撃などによってバンプ４９と第２接続端子１６とのボンディングの剥がれを防止する。保護樹脂ＲＳは、ＩＣチップ４０の下面４２と第２キャビティ２１の第２底面１２との隙間に入れば良い。また、ＩＣチップ４０の上面４１に多少付着していてもよい。その一方で、保護樹脂ＲＳは、ＩＣチップ４０の上面４１すべてが隠れるほど塗布されていない。
【００１８】
また接着剤ＡＨがＩＣチップ４０の上面４１に塗布されており、ＩＣチップ４０の上面４１にカバー板６０を固定している。接着剤ＡＨは、エポキシ樹脂でリフロー工程で硬化させた状態である。図１（ａ）に示されているように、ＩＣチップ４０は一般にＺ‘軸方向から見て矩形形状である、そして第２キャビティ２１もＺ‘軸方向から見て矩形形状である。カバー板６０もＺ‘軸方向から見て矩形形状である。カバー板６０の大きさは、ＩＣチップ４０の上面４１をすべて覆い且つ第２キャビティ２１の第２壁面１４より小さい。大きさである。
【００１９】
カバー板６０は、外からの衝撃等に耐えるようにパッケージ１０と同様なセラミック板が好ましい。その厚さ（Ｚ’軸方向）は、強度等を考慮して決められるが、第２壁面１４の高さの１／３〜１／４以下が好ましい。そして接着剤ＡＨは硬化した後であっても、カバー板６０を受けた衝撃を吸収するような小さい弾性率（弾性係数）の弾性材であることが好ましい。別言すると、接着剤ＡＨの弾性率は保護樹脂ＲＳの弾性率よりも小さい方が好ましい。
【００２０】
（第１水晶発振器１００の製造方法）
図２は、第１水晶発振器１００のＩＣチップを装着する製造工程を示したフローチャートである。また、図３は図２のフローチャートの一工程の状態を描いた図である。
【００２１】
ステップＳ１０２において、ＡＴカット水晶振動片３０は、第１キャビティ２０の第１底面１１に形成された第１接続端子１５に導電性接着剤３５を介して配置される。導電性接着剤３５は熱又は紫外線などで硬化され、ＡＴカット水晶振動片３０が固定される。
【００２２】
ステップＳ１０４において、ＩＣチップ４０は、第２キャビティ２１の第２底面１２に形成された第２接続端子１６に配置される。ＩＣチップ４０と第２接続端子１６との接続は、超音波フリップチップボンディングにより行われる。超音波フリップチップボンディングは、第２接続端子１６とＩＣチップ４０との電極の位置を合わせた状態で、所定荷重で加圧して超音波を発振して行われる。
【００２３】
ステップＳ１０６において、ニードルノズル９０を使ってＩＣチップ４０の上面４１の端から保護樹脂ＲＳａ（硬化される前の保護樹脂）を塗布する。ステップＳ１０６の工程内容が、図３（ａ）に示されている。塗布された保護樹脂ＲＳａは、ＩＣチップ４０の端辺と第２壁面１４との間から第２底面１２に流れる。塗布された保護樹脂ＲＳａの量は、ＩＣチップ４０の下面４２と第２底面１２との間隙とが埋まる程度であり、ＩＣチップ４０の上面４１の上面４１をすべて覆い尽くす必要はない。図３で描かれた保護樹脂ＲＳａの塗布量は、図１で描かれた保護樹脂ＲＳの塗布量よりも少なく描いてある。保護樹脂ＲＳａは、バンプ４９と第２接続端子１６とを確実に覆う塗布量でよい。
【００２４】
ステップＳ１０８において、ニードルノズル９０を使ってＩＣチップ４０の上面４１のほぼ中央に接着剤ＡＨａ（硬化される前の接着剤）を塗布する。ステップＳ１０８の工程内容が、図３（ｂ）に示されている。塗布された接着剤ＡＨａが粘度が高いと、ＩＣチップ４０の上面４１にとどまる。
【００２５】
ステップＳ１１０において、真空チャック９５を使ってカバー板６０の上面６１を吸着し、カバー板６０の下面６２を接着剤ＡＨａに押し当てる。ステップＳ１１０の工程内容が、図３（ｃ）に示されている。真空チャック９５は、ＩＣチップ４０の端辺４０ｐ（図４を参照）又は第２壁面１４の位置を不図示のカメラ又はセンサー等で認識し、カバー板６０の位置及び方向を合わせて、カバー板６０の下面６２を接着剤ＡＨに押し当てる。塗布された接着剤ＡＨａが粘度が高い場合には、真空チャック９５は、カバー板６０の上面６１が外部電極３１の外面３１ｕ（図４を参照）よりもマイナスＺ’側になるように、位置調整しながら押し当てる。塗布された接着剤ＡＨａが粘度が低い場合には、カバー板６０が接着剤ＡＨａの上に載せられると、カバー板６０の自重により、カバー板６０の上面６１が外部電極３１の外面３１ｕよりもマイナスＺ’軸側になる。
【００２６】
ステップＳ１１２において、カバー板６０によりＩＣチップ４０の外面全体を被覆されたセラミックパッケージ１０は、リフロー炉等で７０°Ｃから１５０°Ｃに保持される。これにより保護樹脂ＲＳａと接着剤ＡＨａとが硬化する。また、保護樹脂ＲＳａと接着剤ＡＨａとは、同時にリフロー炉で硬化できるように、ほぼ同じ硬化温度であることが好ましい。このようにして製造された第２キャビティ２１は、保護樹脂ＲＳと接着剤ＡＨとが塗布されないない空隙が広く形成されている。この空隙は、保護樹脂ＲＳａ又は接着剤ＡＨａが余分に塗布された際のバッファ領域になる。
【００２７】
なお、保護樹脂ＲＳａは、粘度が低くＩＣチップ４０の下面４２と第２底面１２との間隙に流れ込みやすい方が好ましい。また接着剤ＡＨａはカバー板６０を取り付け且つ弾性領域を厚くするため粘度が高くＩＣチップ４０の上面４１に留まっている方が好ましい。保護樹脂ＲＳと接着剤ＡＨとが異なる成分（材料）であると、在庫管理や工程数の増加にもつながり製品のコストアップになる。そこで、作業工程を簡略化するため、保護樹脂ＲＳａと接着剤ＡＨａとは同じエポキシ樹脂であってもよい。
【００２８】
図４は、第１実施形態の第１水晶発振器１００の部分拡大図である。特に第２キャビティ２１を拡大した図である。
【００２９】
カバー板６０の上面６１は、外部電極３１の外面３１ｕよりも、距離ＺＣだけマイナスＺ’軸方向に位置する。つまりカバー板６０の上面６１は、外部電極３１の外面３１ｕよりも第２底面１２の側に配置されている。外部電極３１の厚さは、例えば２０〜１００μｍであり、距離ＺＣは１０〜３００μｍである。塗布される保護樹脂ＲＳａは、バンプ４９と第２接続端子１６とを覆う塗布量であり、多めに塗布された場合であったとしても、保護樹脂ＲＳａが外部電極３１の外面３１ｕに達することはない。また、塗布される接着剤ＡＨａも、カバー板６０を固定するに必要な塗布量であり、多めに塗布された場合であったとしても、接着剤ＡＨａが外部電極３１の外面３１ｕに達することはない。
【００３０】
カバー板６０の両側の端辺６０ｐは、ＩＣチップ４０の両側の端辺４０ｐよりも距離ＸＢだけ外側に出ている。これにより、外部から物体がＩＣチップ４０に衝突したりすることを防いでいる。また、カバー板６０の両側の端辺６０ｐは、第２壁面１４まで距離ＸＣだけ離れている。この距離ＸＣは、図３で説明したフローチャートのステップ１１０において、真空チャック９５がカバー板６０をＩＣチップ４０に配置する際のクリアランスである。つまり、カバー板６０を配置する際に、カバー板６０が第２壁面１４に接することがないように距離ＸＣが設けられている。
【００３１】
＜第２実施形態；第２水晶発振器１１０の構成＞
図５は、第２実施形態の第２水晶発振器１１０の断面図であり、特に第２キャビティ２１を拡大した図である。第２水晶発振器１１０は、低弾性板７０を除いて、図１に示される第１水晶発振器１００と同じ構成である。同じ構成部品には、同じ符号を付しているので、同一符号の説明は省略する．
【００３２】
図５に示されるように、第２水晶発振器１１０は、カバー板６０の下面６２とＩＣチップ４０の上面４１との間に低弾性板７０を有している。低弾性板７０は、例えばゴム板又はプラスチック板であり、セラミック製のカバー板６０よりも弾性率（弾性係数）が小さい。硬化した接着剤ＡＨは、カバー板６０を受けた衝撃を吸収するように小さい弾性率であることが好ましい。さらに低弾性板７０が接着剤ＡＨよりも弾性率が小さいと、第２水晶発振器１１０は、さらにカバー板６０を受けた衝撃を吸収することができる。
【００３３】
（第２水晶発振器１１０の製造方法）
図３に示されたフローチャートのステップＳ１０８において、接着剤ＡＨａを塗布した後、低弾性板７０を真空チャック９５を使って配置する。そして再び接着剤ＡＨａを塗布した後、ステップＳ１１０に進むように製造すればよい。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、当業者に明らかなように、本発明はその技術的範囲内において上記各実施形態に様々な変更・変形を加えて実施することができる。例えば、浸透部材８１は、溶融アルミナ、焼結アルミナなどのセラミック材料を用いているが、水晶、ガラスなどの非導電性部材を用いることができる。また、セラミックファイバーロープの浸透部材８２は、非導電性部材のガラスファイバーロープに替えることができる。
【００３５】
また、第１及び第２実施形態では水晶振動片が用いられたが、Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７、ＬｉＴａＯ３、ＬｉＮｂＯ３などの圧電材料の振動片が用いられてもよく、また水晶片は、ＡＴカットの水晶材であったが同じように厚みすべりモードで振動するＢＴカットなどであっても同様に適用できる。
【符号の説明】
【００３６】
１０  …  セラミックパッケージ
１１  …  第１底面、１２  …  第２底面
１３  …  第１壁面、１４  …  第２壁面
１５  …  第１接続端子、１６  …  第２接続端子
１９  …  端子面
２０  …  第１キャビティ    ２１  …  第２キャビティ
２９  …  カバー
３０  …  圧電振動片、  ３５  …  導電性接着剤
４０  …  ＩＣチップ，４１  …  上面，４２  …  下面
６０  …  カバー板，６１  …  上面，６２  …  下面
７０  …  低弾性板
９０  …  ニードルノズル
９５  …  真空吸着ノズル
１００  …  第１水晶発振器
１１０  …  第２水晶発振器
ＡＨ  …  接着剤
ＲＳ  …  保護樹脂
【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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