(57)【要約】【課題】    低背化すると共に周波数エージング特性の優れた表面実装型圧電発振器を得る。【解決手段】    上面及び下面に開口部を有すると共に中央部に対向する段差部とを備えたパッケージ本体と、圧電振動素子と、発振回路及び補償回路を形成するＩＣ部品とを備えた表面実装型圧電発振器であって、前記対向する段差部上に設けたＩＣ部品搭載用の内部電極に跨って前記ＩＣ部品を載置、固定し、前記ＩＣ部品の下面であって前記パッケージの下面の開口部に対応する位置に圧電振動素子を搭載、固定し、前記上面及び下面の開口部を金属蓋にて気密封止して表面実装型圧電発振器を構成する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貫通孔を有する第１の板状絶縁部と、該第１の板状絶縁層の上面に配置され前記第１の板状絶縁部の上面の少なくとも一部が露出するよう形成された貫通孔を有する第２の板状絶縁部と、前記第１の板状絶縁部の下面に配置され前記第１の板状絶縁部の貫通孔周縁部が露出するよう形成された貫通孔を有する第３の板状絶縁部とを積層した構造のパッケージ本体と、前記第２の板状絶縁部の貫通孔上面を密閉する第１の蓋部材と、前記第１の板状絶縁部の貫通孔下面を密閉する第２の蓋部材と、圧電振動素子と、発振回路を内蔵したＩＣ部品とを備えた圧電発振器であって、
前記第１の板状絶縁層の露出した上面部分に前記ＩＣ部品が接続固定され、前記ＩＣ部品の下面に圧電振動素子が実装されていることを特徴とする圧電発振器。
【請求項２】
前記第１の板状絶縁層の露出した上面部分には前記ＩＣ部品と接続するためのランド電極が配置されており、該ランド電極は前記第３の板状絶縁部に配置した実装用パッド電極と電気的な接続がな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】
前記第１及び第２の蓋部材は何れも金属板であり、前記第２の板状絶縁部の貫通孔周縁部上面には第１の蓋部材を固定するための第１のメタライズが形成され、前記第１の板状絶縁部の貫通孔周縁部下面には第２の蓋部材を固定するための第２のメタライズが形成され、該第１及び第２のメタライズはいずれも接地電位に接続されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の圧電発振器。
【請求項４】
前記パッケージ本体は、第１乃至第３の板状絶縁部すべて、若しくは第１と第２の板状絶縁部、若しくは第１と第３の板状絶縁部が一体的に構成されたものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の圧電発振器。
【請求項５】
貫通孔を有する第１の板状絶縁部と、該第１の板状絶縁層の上面に配置され前記第１の板状絶縁部の上面の少なくとも一部が露出するよう形成された貫通孔を有する第２の板状絶縁部と、前記第１の板状絶縁部の下面に配置され前記第１の板状絶縁部の貫通孔周縁部が露出するよう形成された貫通孔を有する第３の板状絶縁部とを積層した構造のパッケージ本体と、前記第２の板状絶縁部の貫通孔上面を密閉する第１の蓋部材と、前記第１の板状絶縁部の貫通孔下面を密閉する第２の蓋部材と、圧電振動素子と、発振回路を内蔵したＩＣ部品と、を備えた圧電発振器の製造方法であって、
前記第１の板状絶縁層の露出した上面部分に前記ＩＣ部品を接続固定する工程と、
前記ＩＣ部品の下面に圧電振動素子を実装する工程と、
前記第１の板状絶縁部の貫通孔下面に第２の蓋部材を固定する工程と、
前記第２の板状絶縁部の貫通孔上面に第１の蓋部材を固定する工程と、
を備えていることを特徴とする圧電発振器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は圧電発振器に関し、特に両面開口のパッケージを用いて低背化を図ると共に周波数エージング特性を改善した表面実装型圧電発振器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、圧電発振器は周波数安定度、小型軽量、低価格等により通信機器や電子機器の多くの分野で用いられ、中でも圧電振動子の周波数温度特性を補償した温度補償型圧電発振器（ＴＣＸＯ）は、周波数安定度を必要とする携帯電話等に広く用いられている。しかし、最近携帯電話等の更なる薄型化要求により、使用される圧電発振器の低背化が強く求められるようになった。
【０００３】
このような要求に応えるため、セラミックパッケージの中に水晶振動素子と、発振回路及び補償回路を集積したＩＣ部品とを収容した平面実装型圧電発振器が種々提案されている。図３は平面実装型圧電発振器の構成を示す断面図であって、セラミックパッケージ２０の内底部の電極２１上に金属バンプ２２を介してＩＣ部品２３を載置し、固定すると共にセラミックパッケージ２０の段差部の電極２４上に導電性接着剤２５にて水晶振動素子Ｘを支持固定する。そしてセラミックパッケージ２０の上部周縁に形成したメタライズ（図示せず）に金属蓋２６を抵抗溶接等の手段を用いて溶接し、シングルシール構造の平面実装型圧電発振器を構成する。なお、セラミックパッケージ２０の外底面の端子電極２７と内部の電極２１、２４とはセラミックパッケージ２０内に形成した導体（図示せず）により導通している。
【０００４】
図３に示した平面実装型圧電発振器を更に低背化した圧電発振器が特開２００１−２８５１６号公報に開示されている。図４は特開２００１−２８５１６号公報の平面実装型圧電発振器の構造を示す断面であって、パッケージ３０の内底部の電極３１上に発振回路及び補償回路を集積したＩＣ部品３２を載置し、固定すると共にＩＣ部品３２にスルーホール３３を形成し、このスルーホール３３の上部に設けた端子３４を介してＩＣ部品３２の一方の面に水晶振動素子Ｘを支持固定するシングルシール構造の平面実装型圧電発振器である。
【０００５】
しかし、図４のようにＩＣ部品にスルーホールを形成するには煩雑の工程を必要とするので、本願出願人は特願２００３−３２３４５０号に示すような手法を提案した。即ち、図５（ａ）、（ｂ）に示すように発振回路及び補償回路を集積したＩＣ部品４０上に導電性接着剤４１を塗布し、該導電性接着剤４１にて水晶振動素子ＸをＩＣ部品４０の基板上にほぼ平行に支持固定すると共に、水晶振動素子ＸとＩＣ部品４０に内蔵された発振回路との導通を図る。そして、水晶振動素子Ｘを支持固定したＩＣ部品４０をセラミックパッケージ４２の内底部の電極４３上に金属バンプ４４を介してフリップチップボンディングすると共に、セラミックパッケージ４２の上部周縁に形成したメタライズ（図示せず）に金属蓋４５を抵抗溶接等の手段を用いて溶接し、シングルシール構造の平面実装型圧電発振器を構成する。なお、セラミックパッケージ４２の外底面の端子電極４６と内部の電極４３とはセラミックパッケージ４２内部に形成した導体により導通している。
【特許文献１】特開２００１−２８５１６号公報
【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、図４に示したシングルシールの平面実装型圧電発振器では、水晶振動素子Ｘを支持固定したＩＣ部品４０のハンドリングが容易でないことと、ＩＣ部品４０をセラミックパッケージ４２の内部電極４３に金属バンプ４４を介してフリップチップボンディングする際に、超音波振動を印加するので細かなゴミが発生し、これが水晶振動素子Ｘの表面に付着し、圧電発振器の周波数エージング特性を劣化させるおそれがあった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の本発明は、貫通孔を有する第１の板状絶縁部と、該第１の板状絶縁層の上面に配置され前記第１の板状絶縁部の上面の少なくとも一部が露出するよう形成された貫通孔を有する第２の板状絶縁部と、前記第１の板状絶縁部の下面に配置され前記第１の板状絶縁部の貫通孔周縁部が露出するよう形成された貫通孔を有する第３の板状絶縁部とを積層した構造のパッケージ本体と、前記第２の板状絶縁部の貫通孔上面を密閉する第１の蓋部材と、前記第１の板状絶縁部の貫通孔下面を密閉する第２の蓋部材と、圧電振動素子と、発振回路を内蔵したＩＣ部品とを備えた圧電発振器であって、前記第１の板状絶縁層の露出した上面部分に前記ＩＣ部品が接続固定され、前記ＩＣ部品の下面に圧電振動素子が実装されている圧電発振器である。
請求項２に記載の発明は、前記第１の板状絶縁層の露出した上面部分には前記ＩＣ部品と接続するためのランド電極が配置されており、該ランド電極は前記第３の板状絶縁部に配置した実装用パッド電極と電気的な接続がなされている請求項１に記載の圧電発振器である。
請求項３に記載の発明は、前記第１及び第２の蓋部材は何れも金属板であり、前記第２の板状絶縁部の貫通孔周縁部上面には第１の蓋部材を固定するための第１のメタライズが形成され、前記第１の板状絶縁部の貫通孔周縁部下面には第２の蓋部材を固定するための第２のメタライズが形成され、該第１及び第２のメタライズはいずれも接地電位に接続されている請求項１または２に記載の圧電発振器である。
請求項４に記載の発明は、前記パッケージ本体は、第１乃至第３の板状絶縁部すべて、若しくは第１と第２の板状絶縁部、若しくは第１と第３の板状絶縁部が一体的に構成されたものである請求項１乃至３のいずれかに記載の圧電発振器である。
請求項５に記載の発明は、貫通孔を有する第１の板状絶縁部と、該第１の板状絶縁層の上面に配置され前記第１の板状絶縁部の上面の少なくとも一部が露出するよう形成された貫通孔を有する第２の板状絶縁部と、前記第１の板状絶縁部の下面に配置され前記第１の板状絶縁部の貫通孔周縁部が露出するよう形成された貫通孔を有する第３の板状絶縁部とを積層した構造のパッケージ本体と、前記第２の板状絶縁部の貫通孔上面を密閉する第１の蓋部材と、前記第１の板状絶縁部の貫通孔下面を密閉する第２の蓋部材と、圧電振動素子と、発振回路を内蔵したＩＣ部品とを備えた圧電発振器の製造方法であって、前記第１の板状絶縁層の露出した上面部分に前記ＩＣ部品を接続固定する工程と、前記ＩＣ部品の下面に圧電振動素子が実装する工程と、前記第１の板状絶縁部の貫通孔下面に第２の蓋部材を固定する工程と、前記第２の板状絶縁部の貫通孔上面に第１の蓋部材を固定する工程と、を備えている圧電発振器の製造方法である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の平面実装型圧電発振器は、パッケージの上面及び下面に２つの開口部を設けたため、ＩＣ部品を搭載し、内部のゴミを除去した後圧電振動素子を搭載し、前記パッケージ上面及び下面の開口部を金属蓋で封止することができるので、ＩＣ部品及び水晶振動素子のハンドリングが容易になると共に、低背化、周波数エージングの改善および周囲のノイズの影響を受けにくい平面実装型圧電発振器が構成できるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明を図面に示した実施の形態により詳細に説明する。
図１は本発明の平面実装型水晶発振器の実施の形態を示す断面図であって、貫通孔を有する第１の板状絶縁部１と、該第１の板状絶縁層の上面に配置され前記第１の板状絶縁部１の上面の少なくとも一部が露出するよう形成された貫通孔を有する第２の板状絶縁部２と、第１の板状絶縁部１の下面に配置され第１の板状絶縁部１の貫通孔周縁部が露出するよう形成された貫通孔を有する第３の板状絶縁部３とを積層した構造のパッケージ本体Ｐと、第２の板状絶縁部２の貫通孔上面を密閉する第１の蓋部材４と、第１の板状絶縁部１の貫通孔下面を密閉する第２の蓋部材５と、圧電振動素子Ｘと、発振回路を内蔵したＩＣ部品６とを備えた圧電発振器であって、第１の板状絶縁層１の露出した上面部分にＩＣ部品６が接続固定され、ＩＣ部品６の下面に圧電振動素子Ｘが実装されている圧電発振器である。
【００１０】
第１の板状絶縁層１の露出した上面部分に形成したランド電極７と、ＩＣ部品６のパッド電極とを金属バンプ８を介し、フリップチップボンディングにて接続固定する。さらに、ＩＣ部品６の下面に水晶振動素子Ｘを導電性接着剤９にてＩＣ部品６にほぼ平行に固定すると同時に、水晶振動素子Ｘの端子電極とＩＣ部品６のパッド電極とを接続する。そして、第２の板状絶縁部２の上部周縁に形成した第１のメタライズと、第１の板状絶縁層１の下面に形成した第２のメタライズとに金属の蓋部材４、５をそれぞれ抵抗溶接等の手段にて溶接し、気密封止する。なお、ランド電極７は第３の板状絶縁部３の下部に形成した実装用パッド電極１０と電気的に接続され、第１及び第２のメタライズはいずれも接地電位に接続されている。
【００１１】
パッケージ本体Ｐは、第１乃至第３の板状絶縁部１〜３の全てが一体的に構成されていてもよいし、第１と第２の板状絶縁部１、２が一体的に構成されたパッケージでも、また第１と第３の板状絶縁部１、３が一体的に構成されたパッケージであってもよい。
【００１２】
本発明の平面実装型水晶発振器の製造方法を図２（ａ）〜（ｄ）を用いて説明する。図２（ａ）に示すように、パッケージ本体Ｐは、第１の板状絶縁部１と、該第１の板状絶縁層の上面に配置され第１の板状絶縁部１の上面の少なくとも一部が露出するよう形成された貫通孔を有する第２の板状絶縁部２と、第１の板状絶縁部の下面に配置され第１の板状絶縁部１の貫通孔周縁部が露出するよう形成された貫通孔を有する第３の板状絶縁部３とを積層した構造をしている。第１の板状絶縁部１の上面に形成されたラウンド電極７に、金属バンプ８を介して発振回路を内蔵したＩＣ部品６をフリップチップボンディングする。次に、図２（ｂ）に示すようにパッケージ本体Ｐを裏返し、開口部を介してＩＣ部品６の所定の位置に導電性接着剤９を塗布すると共に、該導電性接着剤９の上に水晶振動素子Ｘを載置する。パッケージ本体Ｐを所定の温度にて保持し、導電性接着剤７を乾燥、硬化させると、硬化する際に導電性接着剤９がわずかに収縮するので、水晶振動素子Ｘの自由端はＩＣ部品６より離れ、該ＩＣ部品６とほぼ平行となる。そして、図２（ｃ）に示すようにパッケージ本体Ｐの第１の板状絶縁部１の下面（図面は反転しているので上面）に形成した第２のメタライズ（図示せず）と金属の蓋５を抵抗溶接等の手段を用いて溶接する。次に、図２（ｄ）に示すようにパッケージ本体Ｐを再度反転し、第２の板状絶縁部２の上部周縁に形成したメタライズ（図示せず）と金属の蓋４を抵抗溶接等の手段を用いて溶接し、密閉構造のダブルシール平面実装型水晶発振器を構成する。なお、パッケージ本体Ｐの第３の板状絶縁部３の底面の実装用パッド電極１０とラウンド電極７とはパッケージ本体Ｐ内に形成した導体（図示せず）により導通している。同様に、金属の蓋４、５は接地端子に導通している。
【００１３】
本発明の特徴的な構成は、両面開口のパッケージ本体Ｐの第１の板状絶縁部１の上面に形成されたラウンド電極７に、ＩＣ部品６をフリップチップボンディングし、その後、パッケージ本体Ｐを反転しＩＣ部品６上に水晶振動素子Ｘを導電性接着剤にて支持固定することである。このような手法を用いることにより、フリップチップボンディングの際に印加する超音波振動によって細かなゴミが生じても、両面開口のパッケージ本体Ｐから容易に除去することが可能で、除去した後、水晶振動素子Ｘを接続固定すれば水晶振動素子Ｘに細かなゴミが付着するおそれは全くない。更に、パッケージ本体Ｐの裏面側にも金属の蓋５を溶接したことにより、この水晶発振器を装置に実装した際に他の電子部品からのノイズの影響を大幅に少なくすることが可能である。
【００１４】
図２（ａ）に示したように第１の板状絶縁部１の上面に形成されたラウンド電極７に、ＩＣ部品６をフリップチップボンディングし、超音波振動によって発生した細かなゴミを除去した後、第２の板状絶縁部２の上部周縁に形成した第１のメタライズ（図示せず）に金属の蓋４を溶接し、その後工程は図２（ｂ）〜（ｄ）の工程を採用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る平面実装型水晶発振器の構造を示した概略断面図である。
【図２】（ａ）から（ｄ）は本発明に係る平面実装型水晶発振器の製造工程を示す図である。
【図３】従来の平面実装型水晶発振器の構造を示した概略断面図である。
【図４】従来の平面実装型水晶発振器の構造を示した概略断面図である。
【図５】従来の平面実装型水晶発振器の構造を示した図で、（ａ）ＩＣ部品に水晶振動素子を支持固定した平面図、（ｂ）はその断面図、（ｃ）は平面実装型水晶発振器の断面図ある。
【符号の説明】
【００１６】
Ｐ  パッケージ本体
１  第１の板状絶縁部
２  第２の板状絶縁部
３  第３の板状絶縁部
４、５  蓋部材
６  ＩＣ部品
７  ラウンド電極
８  金属バンプ
９  導電性接着剤
１０  パッド電極１０
【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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