(57)【要約】【課題】小型、軽量、薄型であると同時に生産性が良く製造コストを低減できる。【解決手段】パッケージされた水晶振動子１と、水晶振動子１の下方に配され表面に３個の電子部品３を搭載するベース基板３と、水晶振動子１とベース基板３とを積層した時に電子部品３１を収容するに必要な高さを有する中空部を形成するスペーサ２とで構成されている。水晶振動子３１とベース基板３とは積層時にスペーサ２の半スルーホール２１を介し電気的に接続される。また、水晶振動子１とスぺーサ２との間に追加部品を搭載する両面基板を増設することもできる。【選択図】　　　図２
2004140430.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パッケージングされた水晶振動子と、前記水晶振動子の下方に配置され表面に単数あるいは複数の電子部品を搭載するベース基板と、前記水晶振動子と前記ベース基板とを積層した時に両者間に必要なスペースを確保するためのスペーサとを備えて成ることを特徴とする超小型水晶発振器。
【請求項２】
前記スペーサは、前記水晶振動子と前記ベース基板とを積層する時に前記電子部品を収容するために必要な高さ寸法を有する中空部を形成することを特徴とする請求項１記載の超小型水晶発振器。
【請求項３】
前記スペーサは、その外縁部に前記水晶振動子と前記ベース基板とを電気時に接続するための複数の半スルーホールを備えることを特徴とする請求項１あるいは２記載の超小型水晶発振器。
【請求項４】
前記水晶振動子と前記ベース基板と前記スペーサとは、積層時に相互に接触するそれぞれの面の外周に沿って半田付シール用のパターンを備えることを特徴とする請求項１、２、記載の超小型水晶発振器。
【請求項５】
パッケージングされた水晶振動子と、前記水晶振動子を表面に裏面に単数あるいは複数の第１の電子部品をそれぞれ搭載する両面基板と、前記両面基板の下方に配され表面に単数あるいは複数の第２電子部品を搭載するベース基板と、前記両面基盤と前記ベース基板とを積層した時に両者間に必要なスペ−スを確保するためのスペーサとを備えてなることを特徴とする超小型水晶発振器。
【請求項６】
前記スペーサは、前記両面基盤と前記ベース基板とを積層する時に前記第１の電子部品及び前記第２の電子部品を収容するために必要な高さ寸法を有する中空部を形成することを特徴とする請求項５記載の超小型水晶発振器。
【請求項７】
前記スペーサは、その外縁部に前記両面基板と前記ベース基板とを電気的に接続するための複数の半スルーホールを備えることを特徴とする請求項５あるいは６記載の超小型水晶発振器。
【請求項８】
前記両面基板と前記ベース基板と前記スペーサとは、積層時に相互に接触するそれぞれの面の外周に沿って半田付シール用のパターンを備えることを特徴とする請求項５、６あるいは７記載の超小型水晶発振器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は超小型水晶発振器に関し、特にパッケージングされた水晶振動子と必要な表面実装型の回路部品を搭載する基板とを積層する構造の超小型水晶発振器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話機あるいは携帯端末などは小形軽量かつ薄型が求められており、そこに使用される基準信号発生用の水晶発振器も同様に小型、軽量、薄型が求められている。
【０００３】
従来のこの種の超小型発振器は、これら要求を満たすために図５に示す構造のものが開発されている。図５の発振器は各回路部品を表面実装型のものを用い、これらを搭載した基板と、その上部にパッケージングされた水晶振動子を積層する構造のものである。図５はこの従来例を示す断面図である。この水晶発振器は水晶振動子としての特性評価が可能で、小型化、薄型化も実現できるチップ型水晶発振器を提供する。図５について構造を以下説明する。プリント基板５１上の内部電極５２にバンプ電極によって集積回路素子５４をベアチップ実装し、さらに集積回路素子５４の上方にパッケージングされたチップ型水晶振動子５６を備え、プリント基板５１の内部電極５２とチップ型水晶振動子５６の下面に突出した外部端子５３とを接続している、チップ型水晶振動子５６の下方及び周辺はアンダーフィル５７により固定している。（例えば特許文献１参照。）
更に、他の従来例を図６に示す。図６は他の従来例を示す断面図である。この水晶発振器は、箱型をしたセラミック製回路基板６１の上に面実装型の水晶振動子パッケージ６４（以下、水晶振動子という）を積層一体化した構造を有している。このように水晶振動子６４を回路側と別に製作することいにより、水晶振動子６４の精度ばらつきを小さくして周波数精度を高くすることができる。また、この水晶振動子６４を回路基板６１の上に積層一体化することで、水晶振動子６４が箱型をした回路基板６１の蓋を兼ねることになり、部品点数を削減できると共に水晶発振器の小型化を図ることができる。回路基板はセラミック多層基板によって構成されており、特に薄型化を目的として中央に部品実装のための凹部を有し、その周囲には壁部が立ち上がっている。箱型の回路基板６１の凹部には背高部品６２が搭載されており、壁部の上面四隅には厚膜導体からなる内部接続用電極６６、また基板下面には外部接続用の外部電極６７が設けられている。
【０００４】
部品を搭載した回路基板６１とパッケージングされた水晶振動子６４とは最終工程で積層化され完成品となる。（例えば特許文献２参照。）
【特許文献１】
特開２００２−８４１３８号広報
【特許文献２】
特開２００１−１７７０４４号広報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
以上説明した従来例における水晶発振器は、小型、軽量、薄型という目的の達成と水晶振動子を単独で調整、試験が行えるという工程上の特徴を有しているが、製造上の効率面において以下に述べるような問題がある。
【０００６】
即ち、従来例の前者においては、回路基板が立体状の箱型であるので、平板状の基板に比べてきわめて製作工程が多くかかるという重大な問題がある。また、従来例の後者においては、組立後にアンダーファイルを施して全体を固定しているが、この工程が余分にかかるという問題があり、また強度上の問題もある。このように両従来例においては、共通的に製造上の効率面において問題があり、かつ量産率も低いという問題がある。
【０００７】
更に両従来例においては、設計上から搭載部品を増加したい場合にもう１枚の基板を増設することが困難であるという構造上の問題がある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の超小型水晶発振器は、パッケージングされた水晶振動子と、前記水晶振動子の下方に配され表面に単数あるいは複数の電子部品を搭載するベース基板と、前記水晶振動子と前記ベース基板とを積層した時に両者間に必要なスペースを確保するためのスペーサとで構成している。
【０００９】
前記前記スペーサは、水晶振動子と前記ベース基板とを積層する時に前記電子部品を収容するために必要な高さ寸法を有する中空部を形成している。
【００１０】
また、前記スペーサは、その外縁部に前記水晶振動子と前記ベース基板とを電気的に接続するため複数の半スルーホールを備えている。
【００１１】
また、前記水晶振動子と前期ベース基板と前記スペーサとは、積層時に相互に接触するそれぞれの面の外周に沿って半田付シール用のパターンを備えるようにしても良い。
【００１２】
あるいは、パッケージングされた水晶振動子と、前記水晶振動子を表面に裏面に単数あるいは複数の第１の電子部品をそれぞれ搭載する両面基板と、前記両面基板の下方に配され、表面に単数あるいは複数第２電子部品を搭載するベース基板と、前記両面基板と前記ベース基板とを積層した時に両者間に必要なスペースを確保するためのスペーサとで構成するようにしても良い。
【００１３】
そして、前記スペーサは、前記両面基板と前記ベース基板とを積層する時に前記第１の電子部品及び前記第２の電子部品を収容するために中空部と必要とする高さ寸法を有する中空部を形成している。
【００１４】
また、前記スペーサは、その外縁部に前記両面基板と前記ベース基板とを電気的に接続するための複数の半スルーホールを備えている。
【００１５】
更に、前記両面基板と前記ベース基板と前記スペーサとは、積層時に相互に接触するそれぞれの面の外周に沿って半田付シール用のパターンを備えるようにしても良い。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施の形態例の外観を示す斜視図、図２は図１の内部を示す分解斜視図、図３は本発明の第２の実施の形態例の外観を示す斜視図、図４は図３の内部を示す分解斜視図である。
【００１７】
先ず、本発明の第１の実施の形態例を図１、２を参照して説明する。本超小型水晶発振器の構造はパッケージングされた水晶振動子１と水晶振動子１の下方に配され表面に複数の電子部品３１を搭載するベース基板３と、水晶振動子１とベース基板３とを積層した時に両者間に必要なスペースを確保するためのスペーサ２とで構成されている。スペーサ２は積層時に電子部品３１を収容するために必要な高さ寸法を有する中空部２２を形成している。
【００１８】
また、スペーサ２は、その外縁部に水晶振動子１とベース基板３とを電気的に接続するための複数の半スルーホール２１を備えている。
【００１９】
また、水晶振動子１とベース基板３とスペーサ２とは積層時に相互に接触するそれぞれの面の外周に沿って半田付シール用のパターン２３，３４を有している。
【００２０】
次に、製造工程について以下説明する。水晶振動子１、スペーサ２、ベース基板３はそれぞれ独立した工程で製作され最終工程で３者が組立され積層化される。即ち、水晶振動子１はあらかじめ周波数など必要な調整を行った水晶振動子本体をガラスエポキシ材でパッケージングしたもので、電気的接続に用いる半スルーホール１１と内部電極１２とが設けられている。
【００２１】
ベース基板２はガラスエポキシ基板上に集積回路などの表面実装型の電子部品３１が搭載されており、水晶振動子１と電気的に接続される内部電極３２と出力電源など外部回路に接続される外部電極３３とが設けられている。またパターン３４は気密封止用のもので、スペーサ２側にも対応した位置に同様なパターン２３が設けられている。
【００２２】
スペーサ２は、ガラスエポキシ材で作られており、水晶振動子１側の内部電極１２と対応するベース基板３側の内部電極３２とを接続するための半スルーホール２１と内部電極２２とが設けられている。尚、ここで半スルーホールを用いるのは、小型化と検査時の点検を容易にするためである。
【００２３】
最終組立工程において、水晶振動子１，スペーサ２，ベース基板３は図２に示した状態で重ねられて、半田ディップされた各電極及び封止用の各パターンが加熱半田付けされて３者が固定されて図１に示した完成品となる。尚、気密封止を必要としない時は、パターン２３，３４などは不要であり内部電極のみで固定される。
【００２４】
以上説明したように水晶振動子１，スペーサ２，ベース基板３は各々別工程で製作され、簡単な最終組立工程で完成するので、生産が量産に向いており、自動化し易い特徴がある。
【００２５】
次に、本発明の第２の実施例を図３、４を参照して説明する。本実施の形態例は、例えば、フィルタなどを追加実装したい場合、基板を１枚増設して２枚としたものである。基本的には図１、２の例と同様であるので相違する部分を中心に以下説明する。
【００２６】
本超小型水晶発振器は、パッケージングされた水晶振動子４と、水晶振動子４を表面に裏面に１個の電子部品５１とをそれぞれ搭載する両面基板５と、両面基板５の下方に配され３個の電子部品７１を搭載するベース基板７と、両面基板５とベース基板７とを積層した時に両者間に必要なスペースを確保するためのスペーサ６とから構成されている。スペーサ６は、積層時に電子部品及び電子部品７１を収容するための高さ寸法を有する中空部６３を形成している。
【００２７】
また、スペーサ６は、その外縁部にに両面基板５とベース基板７とを電気的に接続するための複数の半スルーホール６１と内部電極６２とを備えている。
【００２８】
次に製造工程について説明する。水晶振動子４、両面基板５、スペーサ６、ベース基板７はそれぞれ独立した工程で製作された後、両面基板５に水晶振動子４が搭載され、次にこの両面基板５スペーサ６、ベース基板７が積層化して組立てられる。尚、４者を同時に積層化しても良い。
【００２９】
水晶振動子４はあらかじめ周波数など必要な調整を行った水晶振動子本体をガラスエポシキ材でパッケージングしたもので、電気接続に用いる半スルーホール４１と内部電極４２が設けられている。
【００３０】
両面基板５はガラスエポキシ基板を用い、上側に水晶振動子４を搭載し下側にフィルタなどの電子部品５１を搭載している。また、電気的接続に用いる半スルーホール５２と内部電極５３とが設けられている。
【００３１】
ベース基板７はガラスエポキシ基板上に集積回路などの表面実装型の電子部品７１が搭載されており、水晶振動子４と電気的に接続される内部電極７２と、出力、電源など外部回路に接続される外部電極７３とが設けられている。
【００３２】
スペーサ６は、ガラスエポキシ材で作られており、両面基板５側の内部電極５２と対応するベース基板７側の内部電極７２とを接続するための半スルーホール６１と内部電極６２とが設けられている。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明による超小型水晶発振器は、パッケ−ジングされた水晶振動子と、電子部品を搭載するベース基板とを電子部品を収容する中空部を有するスペーサ介し積層し、同時に、水晶振動子とベース基板とはスペーサの半スルーホールを介して電気的に接続されるという簡単な構造、製造工程であり、特に、特殊な形状の基板あるいは特殊な固定化工程を用いていないので生産性が良く、また量産化に適しており、製造コストを引き下げることができるという効果がある。
【００３４】
更に設計上の都合から電子部品を追加したい場合に基板を容易に増設することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態例の外観を示す斜視図である。
【図２】図１の内部構造を示す分解斜視図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態例の概観の示す斜視図である。
【図４】図１の内部構造を示す分解斜視図である。
【図５】従来例を示す断面図である。
【図６】他の従来例を示す断面図である。
【符号の説明】
１、４　　水晶振動子
２、６　　スペーサ
３、７　　ベース基板
５　　両面基板
１１、２１、４１、５２、６１　　半スルーホール
１２、２２、３２、４２、５３、６２　　内部電極
３１、５１、７１　　電子部品
３３、７３　　外部電極
２３、３４　　パターン
【図１】
2004140430.tif 000003
【図２】
2004140430.tif 000004
【図３】
2004140430.tif 000005
【図４】
2004140430.tif 000006
【図５】
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【図６】
2004140430.tif 000008