(57)【要約】 【課題】  本発明の目的は、 水晶振動子が搭載された絶縁性基体の底面に集積回路素子が配置された圧電発振器において、集積回路素子搭載面のパターンが効率良く引き回されたパターン構造を提供すること。【解決手段】  一方の平行する二つの辺に沿い設けられた複数の集積回路素子端子のうち、二つの第一の中央の集積回路素子端子から集積回路素子搭載面上を延伸するパターンが夫々前記第一の中央の集積回路素子端子に最も近接する集積回路素子搭載面の対向する二辺の略中央部分に引き回され、他方の平行する二つの辺に沿い設けられた複数の前記端子のうち、二つの第二の中央の前記集積回路素子端子から前記集積回路素子搭載面上を延伸するパターンが、夫々前記第一の中央の集積回路素子端子と他の前記端子の間を経由して、前記集積回路素子搭載面の対向する二辺の略中央部分に引き回されたパターン構造を特徴として課題を解決する。 【選択図】  図２
2008193179.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性基体の一方の主面に空間部を形成する凹形状空間部内の底面上には水晶振動素子が搭載されており、該絶縁性基体の他方の主面の四つの角部には等しい高さの柱状の外部接続用端子が形成されており、又、該絶縁性基体の他方の主面には該水晶振動素子と該絶縁性基体を通して電気的に接続される発振回路が組み込まれ、一方の対向する二辺中央の端子が水晶振動素子接続用端子で、他方の対向する二辺中央の端子が書込制御端子で、他の四つの端子がそれぞれ制御電圧端子、電源供給端子、接地端子、及び出力端子である集積回路素子が搭載され、かつ、該水晶振動素子と電気的に接続された水晶振動素子接続用端子、及び該集積回路素子に組み込まれた記憶回路にデータを書き込む書込制御端子が形成されており、該凹形状容器の開口上縁部に該凹形状容器の空間部開口部を塞ぐ形で蓋体が載置され気密封止される構造の圧電発振器であって、
一方の平行する二つの辺に沿って設けられた複数の集積回路素子端子のうち、二つの第一の中央の集積回路素子端子から集積回路素子搭載面上を延伸するパターンが、それぞれ該第一の中央の集積回路素子端子に最も近接する該集積回路素子搭載面の対向する二辺の略中央部分に引きまわされ、他方の平行する二つの辺に沿って設けられた複数の該集積回路素子端子のうち、二つの第二の中央の該集積回路素子端子から該集積回路素子搭載面上を延伸する該パターンが、それぞれ該第一の中央の該集積回路素子端子と他の該集積回路素子端子の間を経由して、該集積回路素子搭載面の対向する二辺の略中央部分に引き回されたパターン構造を特徴とする圧電発振器。
【請求項２】
請求項１に記載の該水晶振動素子接続用端子、及び該書込制御端子が、それぞれの該集積回路素子端子に最も近接する該集積回路素子搭載面の対向する二辺の略中央部分に引きまわされたパターン構造を特徴とする圧電発振器。
【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、主に水晶振動素子が内部に搭載された圧電発振器のパターン構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、携帯用通信機器等の電子機器に水晶発振器が用いられている。かかる 従来の水晶発振器では、図６に示されるように内部に水晶振動素子１０２が収容され、蓋体により水晶振動素子１０２が気密封止されている容器体１０１の下面側に集積回路素子１０３が搭載され、かつ水晶発振器が外部基板上に搭載される際に用いられる外部接続用電極端子として用いられる球状の導電体１０４が接続されている構造が知られている。それぞれの球状の導電体１０４と集積回路素子１０３は、前記集積回路素子１０３が搭載される前記容器体１０１の下面で引きまわされた導電性のパターンにより接続される。（例えば、下記特許文献１を参照。）
【０００３】
上述のような形態の水晶発振器については、以下のような先行技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−０４６２５１号公報
【特許文献２】特開２００４−２２８８９４号公報
【特許文献３】特開２００４−０８８５３３号公報
【特許文献４】特開２０００−３４９５５５号公報
【０００４】
尚、出願人は前記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、本件出願時までに発見するに至らなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記従来の水晶発振器においては、前記球状の導電体を外部接続用電極端子として用いた場合、確実・安全に前記水晶発振器を外部基板上へ搭載するためには外部基板への接続面積をとる為に球状の導電体の直径を小さくすることに限界が生じる。即ち、水晶発振器の容器の下面側に集積回路素子と球状の導電体が接続されている構造では、水晶発振器全体のサイズが非常に小型になった場合、前記の様に確実に水晶発振器を外部基板上へ搭載するために、球状の導電体の大きさは変えられない状態で、かつ集積回路素子を容器体の下面に搭載／配置するスペースを確保しながら集積回路素子に組み込まれた記憶回路にデータを書き込む書込制御端子、及び水晶発振器内部に搭載される水晶振動素子の特性を測定するのに必要な水晶振動素子接続用端子を前記容器体の下面に設け、これらの端子と前記集積回路素子間を電気的に接続するためのパターンを前記容器体の下面上で引きまわす必要があるが、水晶発振器全体のサイズが非常に小型になるに従って、パターンを容器体の下面に引き回すスペースが少なくなり、引き回し難くなるという問題があった。この問題は外部接続用電極端子に前記球状の導電体を用いた水晶発振器の場合に限らず、前記容器体の下面四隅に柱状の外部接続用電極端子をもつ水晶発振器であっても同じ課題を有していた。
【０００６】
本発明は前記課題に鑑み考えだされたもので、その目的は、水晶振動子が搭載された絶縁性基体の底面に集積回路素子が配置された圧電発振器において、集積回路素子搭載面のパターンが効率良く引きまわされたパターン構造を提供すること。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明における圧電発振器は、絶縁性基体の一方の主面に空間部を形成する凹形状空間部内の底面上には水晶振動素子が搭載されており、前記絶縁性基体の他方の主面の四つの角部には等しい高さの柱状の外部接続用端子が形成されており、又、前記絶縁性基体の他方の主面には前記水晶振動素子と前記絶縁性基体を通して電気的に接続される発振回路が組み込まれ、一方の対向する二辺中央の端子が水晶振動素子接続用端子で、他方の対向する二辺中央の端子が書込制御端子で、他の四つの端子がそれぞれ制御電圧端子、電源供給端子、接地端子、及び出力端子である集積回路素子が搭載され、かつ、前記水晶振動素子と電気的に接続された水晶振動素子接続用端子、及び前記集積回路素子に組み込まれた記憶回路にデータを書き込む書込制御端子が形成されており、前記凹形状容器の開口上縁部に前記凹形状容器の空間部開口部を塞ぐ形で蓋体が載置され気密封止される構造の圧電発振器であって、
一方の平行する二つの辺に沿って設けられた複数の集積回路素子端子のうち、二つの第一の中央の集積回路素子端子から集積回路素子搭載面上を延伸するパターンが、それぞれ前記第一の中央の集積回路素子端子に最も近接する集積回路素子搭載面の対向する二辺の略中央部分に引きまわされ、他方の平行する二つの辺に沿って設けられた複数の前記集積回路素子端子のうち、二つの第二の中央の該集積回路素子端子から前記集積回路素子搭載面上を延伸するパターンが、それぞれ前記第一の中央の集積回路素子端子と他の前記集積回路素子端子の間を経由して、前記集積回路素子搭載面の対向する二辺の略中央部分に引き回されたパターン構造を特徴とする。
【０００８】
また、本発明における圧電発振器 は、水晶振動素子接続用端子、及び書込制御端子が、それぞれの集積回路素子端子に最も近接する前記集積回路素子搭載面の対向する二辺の略中央部分に引きまわされたパターン構造を特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の圧電発振器によれば、水晶振動素子を搭載した水晶振動子の絶縁性基板の底面に集積回路素子を搭載した構造の水晶発振器において、効率良くパターンを絶縁性基板の底面上に引きまわすことが出来る。
【００１０】
また、本発明の水晶発振器によれば、水晶振動素子を搭載した水晶振動子の絶縁性基板の底面に、集積回路素子を搭載した構造の水晶発振器において、水晶振動素子接続用端子と書込制御端子が配置される位置が、集積回路素子搭載面の周囲四辺の略中央とされることから、マザーボード等の外部電気回路基板上に本発明の圧電発振器を搭載する際、半田付け等によって外部電気回路の回路配線と端子部分で電気的に接続される際に、先の端子部分での半田等の拡がりによる前記水晶振動素子接続用端子、及び書込制御端子とこれら以外の端子との短絡を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
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。また、それぞれの図においては、本発明を理解し易くするために一部誇張して図示されている。
【００１２】
図１は本発明の一実施形態になる水晶発振器３８を水平方向からみた概略の断面図である。図１に示す水晶発振器３８は、凹形状容器４と、外部接続用端子５、蓋体６、水晶振動素子１２、書込制御端子３２、水晶振動素子接続用端子３１、集積回路素子３７で構成されている。図１に示す水晶発振器３８は、空間部開口部１０に水晶振動素子１２を収容した水晶振動子１の絶縁性基体２の底面の四隅部に外部端子電極９が設けられている。外部端子電極９には外部接続用端子５が電気的に接続され、かつ固定させるとともに、水晶振動子１の絶縁性基体２の底面に集積回路素子３７が搭載され集積回路素子搭載面３３の周囲四辺の中央には書込制御端子３２と水晶振動素子接続用端子３１が各々対向する辺に形成されている。また、ここで外部接続用端子５の内部にはスルーホール内に導体が充填されており、外部端子電極９と外部電気回路の回路配線とは電気的に接続される構造となっている。なお、図１には書込制御端子３２と水晶振動素子接続用端子３１は図示されていない。
【００１３】
また、図２は 本発明の第一の実施形態になる水晶発振器３８の絶縁性基体２の概略の底面図であり、また、図３は本発明の第二の実施形態になる水晶発振器３８の絶縁性基体２の概略の底面図を示したものである。
【００１４】
前記水晶振動子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絶縁性基板２と絶縁性基板２と同様のセラミック材料から成る側壁３からなる凹形状容器４と 、４２アロイやコバール、リン青銅等から成る蓋体６から成り、前記絶縁性基体２の上面に側壁３をつけ、側壁３の上面に蓋体６を載置して固定させることによって水晶振動子１が構成され、側壁３の内側に位置する絶縁性基体２の上面に導電性接着剤１３を介して水晶振動素子１２が実装される。前記水晶振動子１はその内部に、具体的には、絶縁性基体２の上面と側壁３の内面と蓋体６の下面とで囲まれる空間部開口部１０内に水晶振動素子１２を収容して、蓋体６により気密封止されている。
【００１５】
一方、前記水晶振動子１の空間部開口部１０に収容される水晶振動素子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・形成して形成されており、外部からの変動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。
【００１６】
また一方で図１〜図４に図示するように、上述した絶縁性基体２の下面には、四隅部に形成された外部端子電極９に柱状の外部接続用端子５が接続・固定され形成されている。また、図３において、これら四隅部の外部接続用端子５に囲まれた絶縁性基体２の下面には、矩形状に形成されたフリップチップ型の集積回路素子３７が搭載されており、集積回路素子３７は導電性接着剤３６を介して絶縁性基体２に接続されている。また、集積回路素子搭載面３３の周囲四辺の中央には書込制御端子３２と水晶振動素子接続用端子３１が各々対向する辺に形成されている。
【００１７】
集積回路素子３７はその集積回路素子３７内部の回路形成面に、周囲の温度状態を検知する感温素子、水晶振動素子１２の温度特性を補償する温度補償回路を有し、メモリに格納された温度補償データに基づいて水晶振動素子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。ここで水晶振動素子１２と集積回路素子３７は図１に図示する絶縁性基体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、集積回路素子３７と外部接続用端子５や書込制御端子３２、及び水晶振動素子接続用端子３１は絶縁性基体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。
【００１８】
また、図２は本発明の第一の実施形態であって、図１の水晶振動子の底面、即ち集積回路素子搭載面を示した概略図である。また、図３は本発明の第二の実施形態であって、 図１の水晶振動子の底面、即ち集積回路素子搭載面を示した概略図である。図２は一方の平行する二つの辺に沿って設けられた複数の集積回路素子端子８のうち、二つの第一の中央の集積回路素子端子から集積回路素子搭載面３３上を延伸するパターン３９が、それぞれ前記第一の中央の集積回路素子端子８に最も近接する集積回路素子搭載面３３の対向する二辺の略中央部分に引きまわされ、他方の平行する二つの辺に沿って設けられた複数の前記集積回路素子端子８のうち、二つの第二の中央の前記集積回路素子端子８から前記集積回路素子搭載面３３上を延伸するパターン３９が、それぞれ前記第一の中央の集積回路素子端子８と他の前記集積回路素子端子８の間を経由して、前記集積回路素子搭載面３３の対向する二辺の略中央部分に引き回されたパターン構造４０である。
【００１９】
また、図３は、水晶振動素子接続用端子３１、及び書込制御端子３２が、それぞれの集積回路素子端子８に最も近接する集積回路素子搭載面３３の対向する二辺の略中央部分に引きまわされたパターン構造４０を示した概略図である。ここで、書込制御端子３２が水晶発振器の短辺側に配置された構造となっていても全く構わず、この場合において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。
【００２０】
上述した水晶発振器は、まず、図５に示すような縦ｍ列×横ｎ行（ｍ、ｎは２以上の自然数：図５の例では３行４列の場合を示す。）のマトリクス状に配列された複数個の外部接続用端子５を有するシート状基板３５を形成する。シート状基板３５は、例えば、シリコンやガラス、ガラスエポキシ樹脂等の絶縁物によって形成される。また、例えば、シート状基板３５がガラスエポキシ樹脂の場合、ガラス糸を編み込んで形成したガラス布基板にエポキシ樹脂の液状前駆体を含浸させ、更に前記前駆体を高温で重合させることによってベースが形成され、その表面に貼着される銅箔等の金属箔を従来から周知のフォトエッチング等を用いて所定パターンに加工することによって、導体膜７が形成され、同じく従来から周知の打ち抜き加工等を行うことで集積回路素子３７を搭載するための空間が形成される。
【００２１】
次に、気密封止された水晶振動素子１２が内部に搭載されて形成される水晶振動子１の絶縁性基板２の底面にそれぞれの集積回路素子搭載パッド１１に、決められた機能に対応する集積回路素子端子８を向かい合わせた形態で集積回路素子３７を搭載し、電気的、かつ機械的に接続する。
【００２２】
集積回路素子３７としては、接合面に複数個の集積回路素子端子８を有した矩形状のフリップチップ型の集積回路素子３７が用いられる。前記集積回路素子３７は、その接合面に設けられている複数個の集積回路素子端子８が、水晶振動子１の絶縁性基体２の底面のそれぞれの集積回路素子搭載パッド１１に導電性接着剤３６を介して当接して載置され、しかる後、導電性接着剤３６を熱の印加によって溶融した後に冷却固化し、集積回路素子端子８と集積回路素子搭載パッド１１とを導電性接着剤３６を介して接合することによって集積回路素子３７が水晶振動子１の絶縁性基体２の底面に搭載される。
【００２３】
次に、水晶振動素子１２が収容されている水晶振動子１の絶縁性基体２の底面の外部端子電極９を、シート状基板３５のそれぞれの外部接続用端子５に形成された上面の導体膜７と対向する位置に前記集積回路素子３７の一部が入るようにして、水晶振動子１の外部端子電極９とシート状基板３５の外部接続用端子５の上面の導体膜７とを導電性接着剤３６により接合し搭載する。
【００２４】
その後、シート状基板３５の捨代部と外部接続用端子５との接続部分を切断することにより、各外部接続用端子５を捨代部より切り離し、複数個の水晶発振器３８が同時に得られる。
【００２５】
最後に、書込制御端子３２を介して集積回路素子３７に温度補償データを入力し、集積回路素子３７内のメモリに温度補償データを格納する。このような温度補償データの書込作業は、温度補償データ書込装置のプローブ針を書込制御端子３２に当てて、水晶振動素子１２の温度特性に応じて作成された温度補償データを集積回路素子３７の温度補償回路内に設けられているメモリに入力し、これを記憶させることによって行なわれる。尚、ここで集積回路素子３７に書き込まれる温度補償データは、水晶振動素子１２毎の固有の温度特性のバラツキを補正するためのものであり、その温度補償型の水晶発振器に使用される水晶振動素子１２の温度特性を事前に測定しておくことにより得られる。
【００２６】
ここで、本発明の特徴部分は図２に図示するように、一方の平行する二つの辺に沿って設けられた複数の集積回路素子端子８のうち、二つの第一の中央の集積回路素子端子から集積回路素子搭載面３３上を延伸するパターン３９が、それぞれ前記第一の中央の集積回路素子端子８に最も近接する集積回路素子搭載面３３の対向する二辺の略中央部分に引きまわされ、他方の平行する二つの辺に沿って設けられた複数の前記集積回路素子端子８のうち、二つの第二の中央の前記集積回路素子端子８から前記集積回路素子搭載面３３上を延伸するパターン３９が、それぞれ前記第一の中央の集積回路素子端子８と他の前記集積回路素子端子８の間を経由して、前記集積回路素子搭載面３３の対向する二辺の略中央部分に引き回されたパターン構造４０である。このパターン構造４０により、水晶振動素子を搭載した水晶振動子の絶縁性基板の底面に集積回路素子を搭載した構造の水晶発振器において、効率良くパターンを絶縁性基板の底面上に引きまわすことが出来る。
【００２７】
また、図３に図示する構造とすることで、水晶振動素子１２を搭載した水晶振動子１の絶縁性基板２の底面に、集積回路素子３７を搭載した構造の水晶発振器３８において、水晶振動素子接続用端子３１と書込制御端子３２が配置される位置が、集積回路素子搭載面３３の周囲四辺の略中央とされ外部接続端子５と離したことから、マザーボード等の外部電気回路に搭載する際、半田付け等によって外部電気回路の回路配線と電気的に接続される場合、端子部分での半田等の拡がりによる水晶振動素子接続用端子３１と書込制御端子３２との電気的な短絡を防止することが可能となる効果を奏する。
【００２８】
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。
【００２９】
例えば上述の実施形態においては、集積回路素子搭載面３３には集積回路素子３７の回路形成面を保護することを目的とする樹脂は注入されていないが、集積回路素子搭載面３３と集積回路素子３７のあいだの隙間に樹脂を注入しても一向に構わ
ない。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施形態になる水晶発振器を水平方向からみた概略の断面図である。
【図２】本発明の第一の実施形態であって、図１の水晶振動子の底面、即ち集積回路素子搭載面を示した概略図である。
【図３】本発明の第二の実施形態であって、図１の水晶振動子の底面、即ち集積回路素子搭載面を示した概略図である。
【図４】本発明の第三の実施形態であって、図１の水晶振動子の底面、即ち集積回路素子搭載面を示した概略図である
【図５】本発明の水晶発振器に用いられる外部接続用端子が形成されたシート状基板の概略の上面図である。
【図６】従来の水晶発振器を水平方向からみた概略の断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１・・・水晶振動子
２・・・絶縁性基体
３・・・側壁
４・・・凹形状容器
５・・・外部接続用端子
６・・・蓋体
７・・・導体膜
８・・・集積回路素子端子
９・・・外部端子電極
１０・・・空間部開口部
１１・・・集積回路素子搭載パッド
１２・・・水晶振動素子
１３・・・導電性接着剤
１５・・・メタライズ配線
３１・・・水晶振動素子接続用端子
３２・・・書込制御端子
３３・・・集積回路素子搭載面
３５・・・シート状基板
３６・・・導電性接着剤
３７・・・集積回路素子
３８・・・水晶発振器
３９・・・パターン
４０・・・パターン構造
【図１】
2008193179.tif 000003
【図２】
2008193179.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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