(57)【要約】【課題】  小型化に対応し、生産性を向上させる。【解決手段】    凹形状空間部が形成された凹形状容器と、該凹形状空間部の底面とは反対側の面であって該凹形状容器の四つの隅部に形成された外部接続用端子と、セラミックからなり該凹形状空間部を気密封止する蓋体と、前記凹形状空間部内であって前記蓋体に搭載される圧電振動素子と、前記蓋体を介して該圧電振動素子と電気的に接続されかつ前記蓋体と前記凹形状容器とを介して外部接続用端子と接続され前記該蓋体の該凹形状空間部とは反対側を向く主面に搭載される集積回路素子と、を備えることを特徴とする。【選択図】      図１
2008252823.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹形状空間部が形成された凹形状容器と、
該凹形状空間部の底面とは反対側の面であって該凹形状容器の四つの隅部に形成された外部接続用端子と、
セラミックからなり該凹形状空間部を気密封止する蓋体と、
前記凹形状空間部内であって前記蓋体に搭載される圧電振動素子と、
前記蓋体を介して該圧電振動素子と電気的に接続されかつ前記蓋体と前記凹形状容器とを介して外部接続用端子と接続され前記蓋体の前記凹形状空間部とは反対側を向く主面に搭載される集積回路素子と、
を備えることを特徴とする圧電発振器。
【請求項２】
前記凹形状容器と前記蓋体とを接合する異方性導電性樹脂層を備えて構成され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】
該蓋体と該集積回路素子との間にアンダーフィルを設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の圧電発振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は携帯用通信機器等の電子機器に用いられる圧電発振器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、携帯用通信機器等の電子機器に圧電発振器が用いられている。例えば図６に示すように、従来の圧電発振器２００は、凹形状容器２１０と圧電振動素子２２０と蓋体２３０と集積回路素子２４０とから主に構成されている。
【０００３】
集積回路素子２４０は、基板体に壁部が一体で形成された凹形状容器２１０の内部底面に搭載されている。また、圧電振動素子２２０は、蓋体２３０の集積回路素子２４０側を向く面に搭載されている。この圧電振動素子２２０が搭載された蓋体２３０を集積回路素子２４０が搭載された凹形状容器２１０に接合して、圧電振動素子２２０と集積回路素子２４０とを凹形状容器２１０内に気密封止している（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
このような構造の圧電発振器２００は、マザーボード等の外部配線基板上に搭載され、前記凹形状容器２１０の凹部底面の裏側の面に設けられている外部接続用端子を外部配線基板の配線に、例えば半田接合することで実装される。ここで、凹形状容器２１０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、従来から周知のセラミックグリーンシート積層法等を用いて形成される。
【０００５】
また、前記集積回路素子２４０の内部には、圧電振動素子２２０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２００の発振周波数を補正する温度補償回路が設けられている場合もあり、圧電発振器２００を組み立てた後に、前記の温度補償データを集積回路素子２４０のメモリ内に格納するために、前記凹形状容器２１０の凹部底面の反対側の面や外側面等に温度補償データ書込用の温度補償制御端子が設けられている。この温度補償制御端子に温度補償データ書込装置のプローブ針を当て、集積回路素子２４０内のメモリに温度補償データを入力することで、温度補償データが集積回路素子２４０のメモリ内に格納される。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００-１３４０３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、集積回路素子２４０を凹形状容器２１０の内部に収容する構造の従来の圧電発振器２００では、この外形寸法を更に小型化する場合、集積回路素子２４０を収容できるだけの空間を確保する必要があるため、圧電発振器２００の強度を確保するために凹形状容器２１０の壁となる部分の厚さを確保しなくてはならず、圧電発振器２００の小型化に限界があった。また、この壁となる部分の厚さを薄くしていくと、圧電発振器２００の強度が保てず、衝撃等で破損する恐れもある。
また、集積回路素子２４０を凹形状容器２１０の内部に収容するため、集積回路素子より後に搭載する圧電振動素子２２０に不良があった場合に、集積回路素子２４０も含めて破棄しなければならず、生産性が悪いという問題がある。
【０００８】
そこで本発明は、前記した問題を解決し、小型化に対応し、生産性を向上させる圧電発振器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するため、本発明は、凹形状空間部が形成された凹形状容器と、該凹形状空間部の底面とは反対側の面であって該凹形状容器の四つの隅部に形成された外部接続用端子と、セラミックからなり該凹形状空間部を気密封止する蓋体と、前記凹形状空間部内であって前記蓋体に搭載される圧電振動素子と、前記蓋体を介して該圧電振動素子と電気的に接続されかつ前記蓋体と前記凹形状容器とを介して外部接続用端子と接続され前記蓋体の前記凹形状空間部とは反対側を向く主面に搭載される集積回路素子と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、上記構成において、前記凹形状容器と前記蓋体とを接合する異方性導電性樹脂層を備えて構成されることを特徴とする。
【００１１】
さらに、本発明は、該蓋体と該集積回路素子との間にアンダーフィルを設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
このような本発明の圧電発振器によれば、凹形状容器の外側に集積回路素子を搭載するので、凹形状容器を小型にしても凹形状容器の壁部を薄くする必要がなく、凹形状容器体の強度を維持させることができる。
【００１３】
また、凹形状容器と蓋体とを接合し導通する異方性導電性樹脂層を備えたので、凹形状容器内を気密封止することができ、かつ、外部接続端子を介して集積回路素子や圧電振動素子の導通を確保することができる。
【００１４】
また、蓋体と、蓋体の表面上に搭載された前記集積回路素子との間にアンダーフィルが充填されるので、不具合の原因となる導電性の異物が前記隙間に入ることが無くなり、信頼性の高い圧電発振器を得ることができる。また、集積回路素子に異物が付着していた場合、この異物をアンダーフィル内に閉じ込めておくことができるので、異物を起因とするトラブルを回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、発明を実施するための最良の形態（以下、「実施形態」という。）を添付図面に基づいて詳細に説明する。
【００１６】
図１は本発明の実施形態に係る圧電発振器の一例を示す断面図である。図２は、集積回路素子の集積回路素子側電極パッドに金属バンプを設けた状態を示す図である。図３（ａ）は集積回路素子搭載パッドが設けられた蓋体の一方の主面の一例を示す図であり、（ｂ）は振動子搭載パッドが設けられた蓋体の他方の主面の一例を示す図である。図４（ａ）は、凹形状容器側接続端子が設けられた側の凹形状容器の一例を示す図であり、（ｂ）は外部接続用端子が設けられた凹形状容器の主面の一例を示す図である。図５は蓋体に圧電振動素子を搭載した一例を示す図である。
【００１７】
図１に示すように、本発明の実施形態に係る圧電発振器１００は、凹形状容器１０、圧電振動素子２０、蓋体３０、集積回路素子４０から主に構成されている。この圧電発振器１００は、蓋体３０に圧電振動素子２０が搭載されており、この圧電振動素子２０が凹形状容器１０の凹形状空間部Ｋの内部に納まるように凹形状容器１０の凹形状空間部Ｋを蓋体３０で気密封止され、この蓋体３０に集積回路素子４０が搭載された構造となっている。
【００１８】
圧電振動素子２０は、例えば水晶からなり、所定の結晶軸でカットした圧電板２１の両主面に一対の励振用電極２２を被着・形成されて構成されており、外部からの変動電圧が、前記一対の励振用電極２２を介して圧電振動素子２０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ようになっている。
【００１９】
集積回路素子４０は、例えば、矩形状に形成されたフリップチップ型となっており、その表面の回路形成面に、周囲の温度状態を検知する感温素子と、後述する凹形状容器１０に設けられた書込端子Ｗからの温度補償データに基づいて、圧電振動素子２０の振動特性を温度変化に応じて補正する温度補償回路と、この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いる。ここで、発振回路で生成された発振出力は、圧電発振器１００の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。
図２に示すように、この集積回路素子４０の一方の主面には集積回路素子側電極パッド４１が設けられており、この集積回路素子側電極パッド４１に金属バンプＴが設けられた状態となっている。
【００２０】
前記のとおり、凹形状容器１０は、図１及び図４に示すように、凹形状空間部Ｋが形成されており、凹形状容器１０の下面、つまり、凹形状空間部Ｋの底面とは反対側の面であってその四隅部に外部接続用端子１３が設けられている（図４（ｂ）参照）。なお、隣り合う外部接続用端子１３，１３の間であってその長辺側には書込端子Ｗ（図１及び図５参照）が設けられている。
【００２１】
この凹形状容器１０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なる。また、図４（ａ）に示すように、凹形状容器１０の凹形状空間部Ｋの開口上縁部には、後述する集積回路素子４０と導通を取るための凹形状容器側接続端子１１が設けられている。
また、図１に示すように、凹形状容器１０内には、凹形状容器内部配線１２が設けられており、凹形状容器側接続端子１１と外部接続用端子１３に接続している。また、書込端子Ｗとも接続し、集積回路素子４０に書き込みができるようになっている。
【００２２】
蓋体３０は、凹形状容器１０と同様にセラミックから形成され、凹形状容器１０の凹形状空間部Ｋを気密封止しつつ、圧電振動素子２０と集積回路素子４０とを電気的に接続し、また、集積回路素子４０と凹形状容器１０に設けられた外部接続端子１３との導通を確保する役割を果たす。
【００２３】
この蓋体３０は、図１及び図３に示すように、その一方の主面に圧電振動素子２０を搭載するための振動子搭載パッド３３（図３（ｂ）参照）が設けられ、他方の主面に集積回路素子４０を搭載するための集積回路素子搭載パッド３１（図３（ａ）参照）が設けられ、振動子搭載パッド３３と同一面上であって、凹形状容器１０に設けられる凹形状容器側接続端子１１と対応した位置に蓋体側接続端子３２が設けられ、内部に蓋体内部配線３４が設けられている。
【００２４】
なお、振動子搭載パッド３３に圧電振動素子２０を搭載する場合は、図１及び図５に示すように、導電性接着剤Ｄが用いられ、これにより、水晶振動素子２０と振動子搭載パッド３３とが電気的・機械的に接続された状態となる。
【００２５】
この蓋体内部配線３４は、蓋体側接続端子３２と集積回路素子搭載パッド３１とに接続し、また、振動子搭載パッド３３と集積回路素子搭載パッド３１とに接続している。
【００２６】
蓋体３０と凹形状容器１０との接合には、図１に示すように、異方性導電性樹脂Ｓが用いられる。異方性導電性樹脂Ｓは、電気絶縁樹脂に導電フィラーが分散させたものが知られており、硬化前は粘性をもった状態で、加熱により硬化するようになっている。
【００２７】
この異方性導電性樹脂Ｓは、凹形状空間部Ｋを気密封止する際の接合材として用いられ、また、凹形状容器１０と蓋体３０との電気的導通に用いられ、凹形状容器１０の開口上縁部と蓋体３０との間に設けられる。
【００２８】
例えば、異方性導電性樹脂Ｓは、凹形状容器１０の開口上縁部に全面わたりに塗布され、蓋体３０の蓋体側接続端子３２と凹形状容器１０側の凹形状容器側接続端子１１とを対面させた状態で、これらの間に異方性導電性樹脂Ｓが挟み込まれて加熱および加圧され硬化されることで蓋体３０と凹形状容器１０とが接合された状態となる。
【００２９】
これにより、異方性導電性樹脂Ｓは、隣接する蓋体側接続端子３２，３２又は隣接する凹形状容器側接続端子１１，１１の間では導電性をもたず、加圧方向の凹形状容器側接続端子１１と蓋体側接続端子３２とで挟み込まれた方向の部分のみに導電性を有する。このように、異方性導電性樹脂Ｓの性質を利用して前記の気密封止と電気的導通が同時に実現される。
【００３０】
また、図１に示すように、集積回路素子４０と蓋体３０との間にアンダーフィルＦで充填された構造となっている。これにより、集積回路素子４０と蓋体３０との間に異物が入り込むのを防ぐことができる。
【００３１】
このように、本発明の実施形態に係る圧電発振器１００の特徴部分は、図１に示すように、集積回路素子４０が、凹形状空間部Ｋを塞ぐように載置された蓋体３０の凹形状空間部Ｋの反対側の表面上に搭載された構造で、かつ、この蓋体３０に圧電振動素子２０を搭載した構造であるので、集積回路素子４０の大きさを凹形状容器１０までの大きさとすることができる。したがって、本発明の実施形態に係る圧電発振器１００の構造により、凹形状容器１０の内部底面大きさで集積回路素子４０は制限されることが無く、また、壁厚を薄く形成されることも無いので、凹形状容器１０の壁の機械的強度を弱めることのない圧電発振器１００を得ることができる。また、本発明の実施形態に係る圧電発振器１００の蓋体３０は平板状のセラミックから出来ている為に、蓋体３０が薄く厚みが小さくとも、確実に蓋体内部配線３４が蓋体３０内部に形成され、かつ気密封止がなされる。さらに蓋体３０を境に、蓋体３０の凹形状空間部Ｋ側の主面に圧電振動素子２０を搭載し、凹形状空間部Ｋとは反対側を向く主面に集積回路素子４０を搭載した構成であるため、圧電振動素子２０と集積回路素子４０との感知する温度差を小さくすることができる。つまり、集積回路素子４０の起動時発熱による影響を受けにくい圧電発振器を得ることができる。
【００３２】
なお、本発明は前記の実施形態に限定されるものでは無く、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。例えば、集積回路素子４０と蓋体３０との間にアンダーフィルＦが塗布充填された構造とされているが、アンダーフィルＦが塗布充填されず、集積回路素子４０と蓋体３０との隙間の周辺部分だけにわたってアンダーフィルＦが塗布された構造としても構わない。
また、蓋体３０と集積回路素子４０との接合に異方性導電性樹脂を用いても良い。これにより、気密封止にもちいられる材料と同じになるので、蓋体３０の反りを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施形態に係る圧電発振器の一例を示す断面図である。
【図２】集積回路素子の集積回路素子側電極パッドに金属バンプを設けた状態を示す図である。
【図３】（ａ）は集積回路素子搭載パッドが設けられた蓋体の一方の主面の一例を示す図であり、（ｂ）は振動子搭載パッドが設けられた蓋体の他方の主面の一例を示す図である。
【図４】（ａ）は凹形状容器側接続端子が設けられた側の凹形状容器の一例を示す図であり、（ｂ）は外部接続用端子が設けられた凹形状容器の主面の一例を示す図である。
【図５】蓋体に圧電振動素子を搭載した一例を示す図である。
【図６】従来の圧電発振器の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１００  圧電発振器
１０    凹形状容器
１１    凹形状容器側接続端子
１２    凹形状容器内部配線
１３    外部接続用端子
２０    圧電振動素子
２１    圧電板
２２    励振用電極
３０    蓋体
３１    集積回路素子搭載パッド
３２    蓋体側接続端子
３３    振動子搭載パッド
３４    蓋体内部配線
４０    集積回路素子
４１    集積回路素子側電極パッド
Ｆ      アンダーフィル
Ｋ      凹形状空間部
Ｓ      異方性導電性樹脂
Ｔ      金属バンプ
Ｗ      書込端子
【図１】
2008252823.tif 000003
【図２】
2008252823.tif 000004
【図３】
2008252823.tif 000005
【図４】
2008252823.tif 000006
【図５】
2008252823.tif 000007
【図６】
2008252823.tif 000008