(57)【要約】 【課題】 本発明の目的は、取り扱いが簡便で、かつ、生産性にも優れた小型の圧電発振器を提供することにある。 【解決手段】 シート状の回路基板の一方主面に半導体部品３７が配置された容器体１の、他方主面のキャビティー部１０に水晶振動子１２を配置し、水晶振動子１２を気密封止して成る圧電発振器であって、半導体部品３７の外側位置に配置する金属バンプ電極５と、半導体部品３７と金属バンプ電極５とを埋設する樹脂３８とから構成する圧電発振器において、金属バンプ電極５の表面は、樹脂３８表面から僅かに露出した形態であって、金属バンプ電極５の表面にははんだ膜３１を施してある。 【選択図】  図１
2006186464.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状の回路基板の一方主面に半導体部品が配置された容器体の、他方主面のキャビティー部に水晶振動子を配置し、該水晶振動子を気密封止して成る圧電発振器であって、前記半導体部品の外側位置に配置する金属バンプ電極と、該半導体部品と前記金属バンプ電極とを埋設する樹脂とから構成する圧電発振器において、 
前記金属バンプ電極の表面は、前記樹脂表面から僅かに露出した形態であって、該金属バンプ電極の表面にははんだ膜を施してあることを特徴とする圧電発振器。 
【請求項２】
シート状の回路基板の一方主面に半導体部品が配置された容器体の、他方主面のキャビティー部に水晶振動子を配置し、該水晶振動子を気密封止して成る圧電発振器であって、前記半導体部品の外側位置に配置する金属バンプ電極と、該半導体部品と前記金属バンプ電極とを埋設する樹脂とから構成する圧電発振器の製造方法において、 
前記金属バンプ電極を配置した後から前記金属バンプ電極と半導体部品を樹脂で被い、該樹脂の表面から金属バンプ電極の一部が露出するまで前記樹脂を切除した後、前記露出した金属バンプ電極の表面にはんだ膜を施すことを特徴とする圧電発振器の製造方法。 
【請求項３】
前記金属バンプ電極は、銅材料で構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項２に記載の圧電発振器と圧電発振器の製造方法。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯用通信機器等の電子機器に用いられる圧電発振器及びその製造方法に関するものである。 
【背景技術】
【０００２】
従来より、携帯用通信機器等の電子機器に圧電発振器が用いられている。 
【０００３】
かかる従来の圧電発振器としては、例えば図５に示す如く、内部に図中には示されていないが、水晶振動子が収容されている第１の容器体２３を、キャビティ部２５内に前記の水晶振動子の振動に基づいて発振出力を制御する半導体部品２６やコンデンサ等の電子部品素子が収容されている第２の容器体２１上に取着させた構造のものが知られており、かかる圧電発振器をマザーボード等の外部配線基板上に載置させた上、第２の容器体２１の下面に設けられている外部端子を外部配線基板の配線に半田接合することにより外部配線基板上に実装される。 
【０００４】
なお、第１の容器体２３や第２の容器体２１は、通常、セラミック材料によって形成されており、その内部や表面には配線導体が形成され、従来周知のセラミックグリーンシート積層法等を採用することにより製作される。 
【０００５】
また、前記半導体部品２６の内部には、水晶振動子の温度特性に応じて作成された温度補償データに基づいて圧電発振器の発振周波数を補正するための温度補償回路が設けられており、圧電発振器を組み立てた後、上述の温度補償データを半導体部品２６のメモリ内に格納すべく、第２の容器体２１の下面や外側面等には温度補償データ書込用の温度補償制御端子２７が設けられていた。
この温度補償制御端子２７に温度補償データ書込装置のプローブ針を当てて半導体部品２６内のメモリに温度補償データを入力することにより、温度補償データが半導体部品２６のメモリ内に格納される。 
【特許文献１】特開２００３&#8722;３１８６５３号公報   なお、出願人は、本明細書に記載した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を出願時までに発見するには至らなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した従来の圧電発振器の温度補償制御端子２７が第２の容器体２１の外側の面に配置させてある場合、第２の容器体２１の製作に用いられるセラミック製の母基板に貫通穴を開け、その内面に導体パターンを被着させるといった複雑な加工プロセスが必要となり、圧電発振器の生産性が著しく低下するという欠点を有していた。 
【０００７】
他方、温度補償制御端子２７を第２の容器体２１の下面に配置させた場合、第２の容器体２１の下面には温度補償制御端子２７を配置させておくための広いスペースが必要となり、第２の容器体２１の大型化を招く上に、圧電発振器をマザーボード等の外部配線基板上に搭載する際に両者の接合に用いられる半田等の一部が温度補償制御端子２７に付着し易く成るおそれが生じ、このような半田を介し温度補償制御端子２７と外部端子との間でショートを発生する欠点が誘発されるおそれがあった。 
【０００８】
本発明は上記欠点に鑑み考え出されたものであり、従ってその目的は、取り扱いが簡便で、かつ、生産性にも優れた小型の圧電発振器および圧電発振器の製造方法を提供することにある。 
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の圧電発振器は、シート状の回路基板の一方主面に半導体部品が配置された容器体の、他方主面のキャビティー部に水晶振動子を配置し、該水晶振動子を気密封止して成る圧電発振器であって、前記半導体部品の外側位置に配置する金属バンプ電極と、該半導体部品と前記金属バンプ電極とを埋設する樹脂とから構成する圧電発振器において、前記金属バンプ電極の表面は、前記樹脂表面から僅かに露出した形態であって、該金属バンプ電極の表面にははんだ膜を施してあることを特徴とする。 
【００１０】
また、本発明の圧電発振器の製造方法は、シート状の回路基板の一方主面に半導体部品が配置された容器体の、他方主面のキャビティー部に水晶振動子を配置し、該水晶振動子を気密封止して成る圧電発振器であって、前記半導体部品の外側位置に配置する金属バンプ電極と、該半導体部品と前記金属バンプ電極とを埋設する樹脂とから構成する圧電発振器の製造方法において、前記金属バンプ電極を配置した後から前記金属バンプ電極と半導体部品を樹脂で被い、該樹脂の表面から金属バンプ電極の一部が露出するまで前記樹脂を切除した後、前記露出した金属バンプ電極の表面にはんだ膜を施すことを特徴とする。 
【００１１】
また、本発明の圧電発振器は上記構成において、前記金属バンプ電極は、銅材料で構成されていることを特徴とする。 
【発明の効果】
【００１２】
本発明の圧電発振器によれば、シート状の回路基板の一方主面に半導体部品が配置された容器体の、他方主面のキャビティー部に水晶振動子を配置し、該水晶振動子を気密封止して成る圧電発振器であって、前記半導体部品の外側位置に配置する金属バンプ電極と、該半導体部品と前記金属バンプ電極とを埋設する樹脂とから構成する圧電発振器において、前記金属バンプ電極の表面は、前記樹脂表面から僅かに露出した形態であって、該金属バンプ電極の表面にははんだ膜を施してあることから、金属バンプ電極の酸化を防止することが可能となる。 
【００１３】
また、本発明の圧電発振器の製造方法によれば、シート状の回路基板の一方主面に半導体部品が配置された容器体の、他方主面のキャビティー部に水晶振動子を配置し、該水晶振動子を気密封止して成る圧電発振器であって、前記半導体部品の外側位置に配置する金属バンプ電極と、該半導体部品と前記金属バンプ電極とを埋設する樹脂とから構成する圧電発振器の製造方法において、前記金属バンプ電極を配置した後から前記金属バンプ電極と半導体部品を樹脂で被い、該樹脂の表面から金属バンプ電極の一部が露出するまで前記樹脂を切除した後、前記露出した金属バンプ電極の表面にはんだ膜を施すことから、金属バンプ電極、半導体部品の搭載及び樹脂の注入塗布をすべてシート状基板の状態で処理できるので、生産性の向上が可能となる。 
【００１４】
また、本発明の圧電発振器によれば、上記構成において、金属バンプ電極は、銅材料で構成されていることから、銅バンプ上に、印刷マスク等によりクリーム半田を塗布するようにしているので、クリーム半田は電極上の銅バンプの表面に付着し、したがって印刷マスクのパターン孔からの版抜け性がよく、クリーム半田を形崩れなく十分な厚さで銅バンプ上に塗布することが可能となる。 
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、各図においての同一の符号は同じ対象を示すものとする。図１は本発明の実施形態にかかる圧電発振器の断面図である。図１に図示する圧電発振器は大略的に言って、容器体１と、金属バンプ電極５、水晶振動子１２、半導体部品３７、樹脂３８とで構成されている。図１に図示する圧電発振器は、キャビティー部１０に水晶振動子１２を収容した容器体１に、容器体１の底面の四隅部に外部端子電極９が設けられている。
【００１６】
外部端子電極９には金属バンプ電極５が接続され、かつ固定させるとともに、四隅部の金属バンプ電極５間に位置する容器体１の下面に半導体部品３７を搭載した構造を有している。また、半導体部品３７の外側位置に配置する金属バンプ電極５と、半導体部品３７と金属バンプ電極５とは樹脂３８で被われており、金属バンプ電極５の表面は、樹脂３８表面から僅かに露出した構造となっており、露出した金属バンプ電極５の表面にははんだ膜３１が形成されている。 
【００１７】
図２はシート状基板３５から切断された１個の回路基板領域Ａを示したものである。また、図３はシート状基板３５の下面図であり、図４はシート状基板３５に半導体部品３７および金属バンプ電極５を搭載し、樹脂３８を塗布注入した状態の下面図である。また、図３に示すように回路基板領域Ａの捨代領域Ｂには、温度補償制御端子３２が形成されている。 
【００１８】
前記容器体１は、例えば、ガラス−セラミック、アルミナセラミックス等のセラミック材料から成る回路基板２、回路基板２と同様のセラミック材料から成る側壁３、４２アロイやコバール、リン青銅等から成る蓋体４から成り、前記回路基板２の上面に側壁３を取着させ、その上面に蓋体４を載置し固定させることによって容器体１が構成され、側壁３の内側に位置する回路基板２の上面に導電性接着剤１３を介して水晶振動子１２が実装される。前記容器体１はその内部に、具体的には、回路基板２の上面と側壁３の内面と蓋体４の下面とで囲まれるキャビティー部１０内に水晶振動子１２を収容して気密封止するためのものである。 
【００１９】
一方、前記容器体１のキャビティー部１０に収容される水晶振動子１２は、所定の結晶軸でカットした水晶片の両主面に一対の振動電極を被着・形成してなり、外部からの交流電圧が一対の振動電極を介して水晶片に印加されると、所定の周波数で厚みすべり振動を起こす。 
【００２０】
また一方で図１、図２に図示するように、上述した回路基板２の下面には、四隅部に形成された外部端子電極９に金属バンプ電極５が被着・形成されている。これら四隅部の金属バンプ電極５間に位置する回路基板２の下面には、矩形状に形成されたフリップチップ型の半導体部品３７が搭載されており、半導体部品３７は導電性接着剤３６を介して回路基板２に接続されている。また、半導体部品３７と金属バンプ電極５とは樹脂３８で覆われており、金属バンプ電極５の表面は、樹脂３８表面から僅かに露出した構造となっており、この露出した金属バンプ電極５の表面にははんだ膜３１が形成されている。 
【００２１】
前記半導体部品３７はその回路形成面に、周囲の温度状態を検知する感温素子、水晶振動子１２の温度特性を補償する温度補償データを有し、温度補償データに基づいて前記水晶振動子１２の振動特性を温度変化に応じて補正する温度補償回路、温度補償回路に接続されて所定の発振出力を生成する発振回路等が設けられており、発振回路で生成された発振出力は、外部に出力された後、例えばクロック信号等の基準信号として利用されることとなる。ここで水晶振動子１２と半導体部品３７は図１に図示する回路基板２の内層に設けられたメタライズ配線１５により接続されている。また、図１に図示するように、半導体部品３７と温度補償制御端子３２は回路基板２の内層に設けられたメタライズ配線１５により接続されている。 
【００２２】
また、図３、図４は本発明の実施形態である圧電発振器のシート状基板３５の下面図であり、図４においてはシート状基板３５に、半導体部品３７、金属バンプ電極５を搭載し樹脂３８を注入した状態を示している。また、図３において、個々の回路基板領域Aには温度補償制御端子３２の引き回し３４が形成されており、回路基板領域Ａの四隅部に外部端子電極９が形成されている。また、捨代領域Ｂには温度補償制御端子３２が個々の回路基板領域Ａ毎に２個配置されており、圧電発振器を個片に切断した際に廃棄されるように形成されている。 
【００２３】
次に上述した圧電発振器の製造方法について、本発明の実施形態である図２、図３、図４を用いて説明する。 まず、図３に図示するように、縦ｍ列×横ｎ行（ｍ、ｎは２以上の自然数）のマトリクス状に配列された複数個のキャビティー部１０を有するシート状基板３５を準備する。次に、図１に図示するように各キャビティー部１０に水晶振動子１２と水晶振動子１２を囲繞する側壁３とを搭載する。各キャビティー部１０には、その上面側に一対の接続パッドと接合用の導体層が被着・形成されている。また、各キャビティー部１０と相反する面の回路基板領域Ａの四隅部には、外部端子電極９が先の図１に図示するように被着して形成されている。 
【００２４】
このようなシート状基板３５は、例えば、アルミナセラミックス等から成るセラミック材料粉末に適当な有機溶剤等を添加し更に混合して得たセラミックグリーンシートの表面等に、接続パッドや外部端子電極９等となる導体ペーストを所定のパターンに印刷して塗布するとともに、これを複数枚積層してプレス成形した後、高温で焼成することによって製作される。 
【００２５】
なお、シート状基板３５には、マトリクス状に配列された個々の圧電発振器の間に図３に図示するように所定の捨代領域Ｂが設けられている。この捨代領域Ｂには各圧電発振器に２個の温度補償制御端子３２が接続されている。そして、キャビティー部１０を有するシート状基板３５に形成される側壁３の内側に水晶振動子１２を１個ずつ搭載する。水晶振動子１２はその振動電極とシート状基板３５上面の対応する搭載パッドとを導電性接着剤１３を介して電気的・機械的に接続することによってシート状基板３５上に搭載される。 
【００２６】
また、シート状基板３５のキャビティー部１０と１対１に対応する複数個のカバー（蓋）領域を有する金属製の蓋体４を、水晶振動子１２が封止されるように側壁３上に載置・接合する。前記蓋体４としては、例えば、４２アロイやコバール，リン青銅等の金属から成る厚みが６０μｍ〜１００μｍの金属板が用いられ、このような蓋体４にも、先に述べたシート状基板３５と同様に、各カバー領域間に所定の捨代領域が設けられている。 
【００２７】
この工程では、蓋体４を各カバー（蓋）領域の内側に対応するキャビティー部１０領域に水晶振動子１２が配されるようにしてシート状基板３５上面の側壁３上に載置させ、しかる後に両者を従来から周知の金すず封止等により接合することによって蓋体４が側壁３の上面に取着し固定される。なお、上述した一連の接合工程は、窒素ガスやアルゴンガス等の不活性ガス雰囲気中で行うのが好ましく、これによって水晶振動子１２が収納される空間には不活性ガスが充満されるため、水晶振動子１２が酸素や大気中の水分等によって腐食して劣化するおそれを有効に防止することができる。 
【００２８】
次に図４に示すようにシート状基板３５下面の外部端子電極９で囲まれる領域に半導体部品３７を１個ずつ搭載する。半導体部品３７は、その接続電極とシート状基板３５下面の対応する搭載パッドとを導電性接着剤３６を介して電気的・機械的に接続することによってシート状基板３５に搭載される。その後、外部端子電極９上に金属バンプ電極５を一個ずつ搭載する。その後、金属バンプ電極５の全面が覆われるように樹脂３８をシート状基板３５に塗布注入する。次に樹脂３８硬化後、金属バンプ電極５の表面が露出するまで研磨し、露出した金属バンプ電極５の表面に印刷マスク等によりクリーム半田を塗布し、はんだ膜３１を形成する。 
【００２９】
そして、半導体部品３７は、その回路形成面に周囲の温度状態を検知する感温素子や水晶振動子１２の温度特性を補償する温度補償データを有し、温度補償データに基づいて水晶振動子１２の振動特性を温度変化に応じて補正する温度補償回路を有する半導体部品３７へ、圧電発振器の仕様を所望の数値となるように、温度補償制御端子３２よりビットデータを入力し温度補償データの書き込みを行う。また、本発明の実施形態においては、温度補償制御端子３２をシート状基板３５の捨代領域Ｂに形成したことから、半導体部品３７搭載面の省スペース化が可能となり、圧電発振器の更なる小型化が可能となる。 
【００３０】
最後に、シート状基板３５を各回路基板領域Aの外周に沿って一括的に分割・切断（ダイシング）し、これによって複数個の圧電発振器が同時に製作される。  また、シート状基板３５の切断（ダイシング）は、例えば、ダイサー等を用いて、これらの部材を一括的に切断（ダイシング）することによって行われ、これによって複数個の圧電発振器が同時に得られる。 
【００３１】
ここで、本発明の特徴部分は図１に図示するように、金属バンプ電極５の表面は、樹脂３８表面から僅かに露出した形態であって、金属バンプ電極５の露出した表面にははんだ膜３１を形成したことにある。これにより、金属バンプ電極５の酸化を防止することが可能となるとともに、外部配線基板への実装時の半田濡れ性の向上が可能となる。 
【００３２】
また、上述したように、金属バンプ電極５を配置した後から金属バンプ電極５と半導体部品３７を樹脂３８で被い樹脂３８の表面から金属バンプ電極５の一部が露出するまで樹脂３８を切除した後、露出した金属バンプ電極５の表面に、はんだ膜３１を施すことから、金属バンプ電極５、半導体部品３７の搭載及び樹脂３８の注入塗布をすべてシート状基板３５の状態で処理することができるので、生産性の向上が可能となる。
【００３３】
なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。 
【００３４】
例えば上述の実施形態においては、金属バンプ電極５の表面にはんだ膜３１を形成しているが、はんだ膜３１に変えて、金（Au）メッキ等の半田濡れ性の良い材質で形成しても構わない。この場合も本発明の技術的範囲に含まれることは言うまでも無い。 
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施形態にかかる圧電発振器の概略の断面図である。
【図２】本発明のシート状基板から切断された１個の回路基板領域の下面図である。
【図３】本発明の実施形態にかかる圧電発振器に用いられるシート状基板の概略の下面図である。
【図４】本発明の実施形態にかかる圧電発振器に用いられるシート状基板に、半導体部品、金属バンプ電極を搭載し樹脂を注入した状態の概略の下面図である。
【図５】従来の圧電発振器の概略の斜視図である。
【符号の説明】
【００３６】
１・・・容器体 
２・・・回路基板 
３・・・側壁 
４・・・蓋体 
５・・・金属バンプ電極 
９・・・外部端子電極 
１０・・・キャビティー部 
１２・・・水晶振動子 
１３・・・導電性接着剤 
１５・・・メタライズ配線 
３１・・・はんだ膜 
３２・・・温度補償制御端子 
３４・・・引き回し 
３５・・・シート状基板 
３６・・・導電性接着剤 
３７・・・半導体部品 
３８・・・樹脂 
Ａ・・・回路基板領域 
Ｂ・・・捨代領域 
【図１】
2006186464.tif 000003
【図２】
2006186464.tif 000004
【図３】
2006186464.tif 000005
【図４】
2006186464.tif 000006
【図５】
2006186464.tif 000007