(57)【要約】【課題】Ａｌ薄膜と金属ワイヤの接合部において、もろい金属層が形成されることを抑制し、断線を起こすことなく信頼性に優れた水晶発振器を提供する。【解決手段】セラミックパッケージ１０と、セラミックパッケージ１０内に配置される水晶振動片２０と、セラミックパッケージ１０内に実装される集積回路３０と可変容量ダイオードチップ４０とを含む回路素子と、を備え、回路素子とセラミックパッケージ１０内の接続パッド１３，１４，１５とが接続される電圧制御水晶発振器１であって、集積回路３０のＡｌパッド３１および可変容量ダイオードチップ４０のＡｌパッド４１と、セラミックパッケージ１０内の接続パッド１３，１４とがそれぞれＡｌワイヤ３２，４２にて接続されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器と、前記容器内に配置される水晶振動片と、前記容器内に実装される集積回路と可変容量ダイオードチップとを含む複数の回路素子と、を備え、前記回路素子と前記容器内の接続パッドとが接続される水晶発振器であって、
前記集積回路のＡｌパッドおよび前記可変容量ダイオードチップのＡｌパッドと、前記容器内の前記接続パッドとがそれぞれＡｌワイヤにて接続されていることを特徴とする水晶発振器。
【請求項２】
請求項１に記載の水晶発振器において、
前記水晶振動片に設けられた励振電極がＡｕにて形成され、
前記水晶振動片の前記励振電極と前記容器内の前記接続パッドとがＡｌワイヤにて接続されていることを特徴とする水晶発振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器内に回路素子が実装された水晶発振器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の水晶発振器は、容器内に水晶振動片を配置すると共に集積回路（ＩＣ）などの電子部品を実装し、容器内を気密に封止することで構成されている（特許文献１参照）。この水晶発振器のなかには、可変容量素子を備え、外部からの制御電圧によって、出力周波数を可変または変調できる電圧制御水晶発振器（以下、ＶＣＸＯと呼ぶことがある）が知られている。
近年、電子機器の小型化に対応して、このＶＣＸＯも小型化が要求され、可変容量素子を含む複数の電子部品を集積回路として形成し、回路部の極小化を図っている。しかし、ＶＣＸＯの周波数可変特性における要求性能範囲が大きく、１つの集積化したＶＣＸＯ用ＩＣでは様々な周波数可変特性の要求に対応できない。
【０００３】
このため、ＶＣＸＯ用ＩＣで対応できない範囲の周波数可変特性については、ＶＣＸＯ用ＩＣと水晶振動片の間に抵抗および可変容量素子を外付けで接続して、要求の周波数可変特性に合わせこむ方法が採用されている。
このとき、ＶＣＸＯの小型化を実現するために、可変容量素子として可変容量ダイオードチップ（例えば、株式会社  日立製作所  型番  ＨＣＶＵ３５０ＢＤＷＡ）が用いられ実装面積の削減が図られている。可変容量ダイオードチップは、底面にＡｕ（金）薄膜よりなるＡｕ電極と、上面にＡｌ（アルミニウム）薄膜からなるＡｌパッドが形成されている。この可変容量ダイオードチップのＡｌパッドと容器内の接続パッドとの接続には、ＶＣＸＯ用ＩＣと容器内の接続パッドとの接続と同様に、Ａｕワイヤが用いられている。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−４６０４０号公報（図１〜図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような構成のＶＣＸＯの製造工程において、水晶振動片、ＩＣ、可変容量ダイオードチップなどを容器内に実装後、熱処理を高温で行い、ＶＣＸＯの安定した特性を得ることが行われる。この高温放置されることで、ＩＣや可変容量ダイオードチップのＡｌパッドとＡｕワイヤの接合部においてパープルプレーグと呼ばれるもろい金属層（金属間化合物層）が形成され、断線発生の原因になるなどの問題がある。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、Ａｌ薄膜と金属ワイヤの接合部において、もろい金属層が形成されることを抑制し、断線を起こすことなく信頼性に優れた水晶発振器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の水晶発振器は、容器と、前記容器内に配置される水晶振動片と、前記容器内に実装される集積回路と可変容量ダイオードチップとを含む複数の回路素子と、を備え、前記回路素子と前記容器内の接続パッドとが接続される水晶発振器であって、前記集積回路のＡｌパッドおよび前記可変容量ダイオードチップのＡｌパッドと、前記容器内の前記接続パッドとがそれぞれＡｌワイヤにて接続されていることを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、集積回路のＡｌパッドおよび可変容量ダイオードチップのＡｌパッドと、容器内の接続パッドとがそれぞれＡｌワイヤにて接続されている。このように、Ａｌ薄膜で形成されたＡｌパッド側は、集積回路のＡｌパッドにＡｌワイヤが接合され、可変容量ダイオードチップのＡｌパッドにＡｌワイヤが接合されている。このように、同種の金属で接合部が形成されることから、水晶発振器が高温に放置されても、この接合部にもろい金属層が形成されることなく断線が生ずることがない。このことから、本発明によれば信頼性に優れた水晶発振器を提供することができる。
【０００８】
本発明の水晶発振器は、前記水晶振動片に設けられた励振電極がＡｕにて形成され、前記水晶振動片の前記励振電極と前記容器内の前記接続パッドとがＡｌワイヤにて接続されていることが望ましい。
【０００９】
この構成の水晶発振器によれば、集積回路と可変容量ダイオードチップ、水晶振動片について、同じＡｌワイヤで行うことができるため、他の金属ワイヤに変更する段取り工数を削減でき、効率的な回路素子および水晶振動片の実装を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を具体化した水晶発振器の実施形態について図面に従って説明する。
（実施形態）
【００１１】
本実施形態の電圧制御水晶発振器は、ＶＣＸＯ用のＩＣと水晶振動片の間に所定の抵抗および可変容量素子を外付けで接続して、要求の周波数可変特性に合わせこむように設計されている。
図１は電圧制御水晶発振器の構成を示す構成図であり、図１（ａ）は模式平面図、図１（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ断線に沿う模式断面図である。なお、図１（ａ）は蓋体を取り除き内部を表した図である。また、図２は可変容量ダイオードチップの構成を示す構成図であり、図２（ａ）は模式平面図、図２（ｂ）は同図（ａ）のＢ−Ｂ断線に沿う模式断面図である。
【００１２】
図１において、電圧制御水晶発振器（ＶＣＸＯ）１は、容器としてのセラミックパッケージ１０内に水晶振動片２０、集積回路（ＩＣ）３０、可変容量ダイオードチップ４０、チップ抵抗５０などの回路素子が配置されている。そして、蓋体１２によりセラミックパッケージ１０の内部を気密に封止できる構造である。
セラミックパッケージ１０は、セラミックシートを積層して凹部が形成され、その凹部には配線が形成されている。そして配線の端部には、それぞれの回路素子、水晶振動片２０との接続をなす接続パッド１３，１４，１５が形成されている。配線および接続パッド１３，１４，１５は、セラミックシートに印刷されたタングステン、モリブデン、マンガンなどの金属粉末をセラミックシートとともに焼成して形成され、表面にはＡｕメッキが施されている。
また、セラミックパッケージ１０の上部にはコバールなどからなる金属リング１１が固着されている。そして、金属リング１１とコバールなどの金属からなる蓋体１２とをシーム溶接することで、セラミックパッケージ１０の内部を気密に封止することが可能である。
【００１３】
水晶振動片２０は、ＡＴカットされた水晶基板より形成され、表裏の主面にＡｕからなる励振電極２１が形成されている。この水晶振動片２０は裏面側にて、エポキシ樹脂系などの導電性接着剤で接続パッド（図示せず）に固着されている。また、水晶振動片１０の表面側において、励振電極２１と接続パッド１５とがＡｌワイヤ２２にてワイヤボンディングされて接続されている。
【００１４】
集積回路３０は、表面がＡｕメッキされたダイパッド上に導電性接着剤にてダイボンディングされている。集積回路３０の上面にはＡｌパッド３１が設けられ、Ａｌパッド３１と接続パッド１３とがそれぞれＡｌワイヤ３２にてワイヤボンディングされて接続されている。
【００１５】
可変容量ダイオードチップ４０は、表面がＡｕメッキされたダイパッド上に導電性接着剤にてダイボンディングされている。この可変容量ダイオードチップ４０は、図２に示すように、シリコン基板から形成されたプレーナ型のダイオードである。可変容量ダイオードチップ４０の底面にはＡｕ薄膜からなるＡｕ電極４４が形成され、上面にはシリコン酸化膜４３が設けられ、その一部が除去されてＡｌ薄膜からなるＡｌパッド４１が表面に現れるように形成されている。この可変容量ダイオードチップ４０では、Ａｕ電極４４がアノード電極、Ａｌパッド４１がカソード電極として機能するように構成されている。
そして、図１に示すように、可変容量ダイオードチップ４０のＡｌパッド４１と接続パッド１４とが、Ａｌワイヤ４２にてワイヤボンディングされて接続されている。
また、水晶振動片２０の下方にはチップ抵抗５０が導電性接着剤にて実装されている。
【００１６】
以上、本実施形態の電圧制御水晶発振器１は、集積回路３０のＡｌパッド３１および可変容量ダイオードチップ４０のＡｌパッド４１と、セラミックパッケージ１０内の接続パッド１３，１４とがそれぞれＡｌワイヤ３２，４２にて接続されている。Ａｌ薄膜で形成されたＡｌパッド側は、集積回路３０のＡｌパッド３１にＡｌワイヤ３２が接合され、可変容量ダイオードチップ４０のＡｌパッド４１にＡｌワイヤ４２が接合されている。このように、同種の金属で接合部が形成されることから、電圧制御水晶発振器１が高温に放置されても、この接合部にもろい金属層が形成されることなく断線が生ずることがない。このことから、本実施形態によれば信頼性に優れた電圧制御水晶発振器１を提供することができる。
【００１７】
なお、セラミックパッケージ１０の接続パッド１３，１４とＡｌワイヤ３２，４２との接合部はＡｕ−Ａｌの接続となり、異種の金属で接合部が形成される。しかしながら、接続パッド１３，１４の表面はメッキで形成されたＡｕメッキ層のため厚みが厚く、高温に放置しても接合部にもろい金属層が形成されることがないことが実験において確認されている。
【００１８】
また、水晶振動片２０の表面側において、励振電極２１と接続パッド１５とがＡｌワイヤ２２にてワイヤボンディングされて接続されている。
このような構成とすることで、集積回路３０と可変容量ダイオードチップ４０、水晶振動片２０について、同じＡｌワイヤ３２，４２，２２でワイヤボンディングを行うことができるため、他の金属ワイヤに変更する段取り工数を削減でき、効率的な実装を行うことができる。
なお、この場合、励振電極２１のＡｕ膜とＡｌワイヤ２２との接合部はＡｕ−Ａｌの接続となり、異種の金属で接合部が形成される。しかし、励振電極２１のＡｕ膜厚の厚みが厚く、高温に放置しても接合部にもろい金属層が形成されることがないことが実験において確認されている。
【００１９】
本実施形態では水晶振動片として平板型の振動片として説明したが、振動部分をエッチングして厚みを薄く形成した逆メサ型の水晶振動片であっても良い。
また、水晶振動片のＡｕからなる励振電極と接続パッドとの接続をＡｌワイヤではなく、Ａｕワイヤを用いて接続しても良い。このようにすれば、励振電極と金属ワイヤの接合部は同種の金属で接続することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】電圧制御水晶発振器の構成を示す構成図であり、（ａ）は模式平面図、（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ断線に沿う模式断面図。
【図２】可変容量ダイオードチップの構成を示す構成図であり、（ａ）は模式平面図、（ｂ）は同図（ａ）のＢ−Ｂ断線に沿う模式断面図。
【符号の説明】
【００２１】
１…電圧制御水晶発振器（ＶＣＸＯ）、１０…容器としてのセラミックパッケージ、１１…金属リング、１２…蓋体、１３，１４，１５…接続パッド、２０…水晶振動片、２１…励振電極、２２…Ａｌワイヤ、３０…集積回路（ＩＣ）、３１…Ａｌパッド、３２…Ａｌワイヤ、４０…可変容量ダイオードチップ、４１…Ａｌパッド、４２…Ａｌワイヤ、４３…シリコン酸化膜、５０…チップ抵抗。
【図１】
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【図２】
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