(57)【要約】【課題】セラミック容器または、樹脂容器だけからなるパッケージよりも、小型、薄型化ができると共に、外部応力に対して丈夫な構造を有する圧電発振器を提供することを目的とする。【解決手段】上面が開口し、上面を金属製蓋体１によって密閉できる金属容器４内に振動素子２を収納し、発振回路素子６を収納した樹脂容器７で、金属容器４を内包するように接合する。金属容器４と樹脂容器７は、接続電極により電気的に接続される。したがって、この金属容器４と樹脂容器７からなる複合パッケージを用いることで、圧電発振器の小型、薄型化ができると共に、水平方向及び垂直方向からの外部応力に対して丈夫な構造を有することができる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面が開口し、上面を蓋体によって密閉できる第１の容器内に振動素子を収納し、該振動素子の励振電極と電気的に接続する接続端子を容器底部に有する振動ユニットと、前記振動ユニットに接合する上面が開口した第２の容器と、前記第２の容器の内部に収納されている発振回路素子とからなる圧電発振器において、前記第１の容器は、金属からなる容器で、金属製蓋体によって密閉され、前記第２の容器は、樹脂からなる容器でリード電極を埋め込んでなり、前記第１の容器と前記第２の容器は、接続電極により電気的に接続されていることを特徴とする圧電発振器。
【請求項２】
第１の容器底面に貫通孔を形成し、接合部材を用いて接続端子を気密貫通したことを特徴とする請求項１記載の圧電発振器。
【請求項３】
第２の容器の内壁側面に支持段部を形成し、この支持段部で第１の容器を支持したことを特徴とする請求項１または請求項２記載の圧電発振器。
【請求項４】
第１の容器を第２の容器が内包するように接合したことを特徴とする請求項３記載の圧電発振器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、振動素子と、発振回路素子とを、金属容器と樹脂容器からなる複合パッケージに実装した圧電発振器に関するものであって、特にパッケージ構造に関わるものである。
【０００２】
【従来の技術】
表面実装型の温度補償型水晶発振器は、移動体通信端末等の様々な電気機器に用いられている。近年、ダイオードやコンデンサなどの電子部品同様に、小型、薄型化と共に、生産性の向上が要求されている。
【０００３】
これを解決する手段として、特開２００１−７６４７号公報記載のものなどがある。図２（ａ）は従来の表面実装型の温度補償型水晶発振器の斜視図であり、図２（ｂ）は組み立て完成図、図２（ｃ）は図２（ｂ）のＹ−Ｙ線に沿った断面図である。１０１は鉄−ニッケル−コバルト合金（以下コバールと呼ぶ）や鉄−ニッケル合金などからなる金属板材で成形された蓋体、１０２は金属蒸着電極を持つ水晶片、１０３は水晶片収納用の積層セラミックからなる容器、１０４は温度補償回路を有するＩＣチップ、１０５はＩＣチップ収納用の積層セラミックからなる容器である。
【０００４】
詳細な構成を下記に説明する。まず、水晶片収納用の積層セラミック容器１０３に水晶片１０２を収納する。このとき、水晶片１０２の電極と、セラミック容器１０３の収納用電極パッドは銀ペースト等を用いて電気的に接着される。さらに、水晶片１０２を収納した１０３の上面部に蓋体１０１を、気密に封着する。
【０００５】
次に、ＩＣチップ収納用の積層セラミック容器１０５に設けられた配線リード上に、温度補償回路を有するＩＣチップ１０４をフリップチップボンディングにより収納する。水晶片１０２を収納し、蓋体１０１によって気密に封着されたセラミック容器１０３の下面電極と、ＩＣチップ１０４を収納したセラミック容器１０５の上面電極を、電気的及び機械的に接着し、温度補償型ＩＣ付きの水晶発振器を形成している。この構造をとることによって、各収納部品の検査を別々に行うことができ、生産性の向上を図ることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の水晶発振器のパッケージ構造によれば、各々の部品を収納する容器にセラミックを使用していることから、外部応力に対する容器強度の維持を考慮すると、板厚を０．２ｍｍ以下にするのは困難であり、小型、薄型化を図る上で限界がある。また、セラミック容器の代わりに、樹脂容器だけで構成したパッケージの場合でも、外部応力に対する容器強度の維持を考慮すると、小型、薄型化を図る上で限界がある。
【０００７】
すなわち、セラミックや樹脂からなる容器の小型、薄型化をすると、外部応力に対する容器強度が低下するという新たな問題が生じる。そのため、パッケージ全体の小型、薄型化に限界があるという問題があった。
【０００８】
そこで本発明は、セラミック容器または、樹脂容器だけからなるパッケージよりも、小型、薄型化ができると共に、外部応力に対して丈夫な構造を有する圧電発振器を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の圧電発振器は、上面が開口し、上面を蓋体によって密閉できる第１の容器内に振動素子を収納した振動ユニットと、振動ユニットに接合する第２の容器と、第２の容器の内部に収納されている発振回路素子及び温度補償機能を有する集積素子とからなり、第１の容器は、金属からなる容器で、金属製蓋体によって密閉され、第２の容器は、樹脂からなる容器で、リード電極を埋め込んでなり、第１の容器と第２の容器は、接続電極により電気的に接続されている。また、第１の容器底面に貫通孔を形成し、接合部材を用いて接続端子を気密貫通している。また、第２の容器の内壁側面に支持段部を形成し、この支持段部で第１の容器を支持している。また、第１の容器を第２の容器が内包するように接合したものである。
【００１０】
本発明によると、金属容器と樹脂容器を組み合わせて用いることで、セラミック容器または、樹脂容器だけからなるパッケージよりも、小型、薄型化ができる。さらに、樹脂容器の内壁側面に、金属容器の底部を支える支持段部を形成することで、垂直方向からの外部応力によって、金属容器の底部がＩＣチップに接触あるいは衝突して、ＩＣチップを損傷させてしまうことを防ぐことができると共に、金属容器を樹脂容器が内包するように接合することで、金属容器が樹脂容器の内壁側から樹脂容器の側面を支えて補強する構造になるため、樹脂容器の板厚を薄くしても、水平方向に対する容器強度を維持することができる。
【００１１】
したがって、この金属容器と樹脂容器からなる複合パッケージを用いることで、圧電発振器の小型、薄型化ができると共に、垂直方向及び水平方向からの外部応力に対して丈夫な構造を有することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図１を用いて詳しく説明する。図１（ａ）は本発明に係る複合パッケージを用いた温度補償型水晶発振器を示した斜視図であって、図１（ｂ）は図１（ａ）に示した構成の温度補償型水晶発振器を組み立てた完成図を示したものである。
【００１３】
図１（ａ）、図１（ｂ）において、１はコバール或いは鉄−ニッケル合金などからなる板材によって形成された金属製蓋体、２は各周波数に合わせて加工され、表面に励振用の電極を有する水晶片、３は水晶片の表面に、金属蒸着膜によって形成された励振電極、４はコバール或いは鉄−ニッケル合金などからなる板材をプレス成形によって形成されており、その形状は上面が開口した箱型に形成された金属容器、５は金属容器の底部に形成された貫通孔に、ガラス材を介して気密に封着され、外部と水晶片を電気的に接続するためのリード端子、６は発振回路素子と温度補償回路を有する集積素子からなるＩＣチップ、７は樹脂と金属製リードフレームによって形成されており、その形状は上面が開口した箱型に形成され、内壁側面に支持段部１１を有するＩＣチップ収納用の樹脂容器、８はＩＣチップ６のピン配置に合わせて加工された金属のリードフレーム、９は樹脂容器に設けられた、ＩＣチップとの配線リードと、水晶片との電気的接続に用いられる電極である。
【００１４】
この複合パッケージを用いた水晶発振器の構成は次のとおりである。金属容器４に設けられたリード端子５上に、水晶片２の励振電極３を銀ペースト等の導電性接着剤を用いて接着し、その上面にＡｕ／Ｓｎ封止等で金属製蓋体１を気密に封止することで、水晶片２を金属容器４内に、気密に収納している。
【００１５】
次に、モールド成形された樹脂容器７内に設けられた、ＩＣチップ６のピン配置に合わせて加工されたリードフレーム８上に、ＩＣチップ６をフリップチップボンディングし、樹脂容器７内にＩＣチップ６を収納する。水晶片２を金属容器４に、ＩＣチップ６を樹脂容器７に収納した後、金属容器４内に設けられたリード端子５と、樹脂容器７に設けられた電極９を、導電性ペースト等を用いて電気的に接着し、さらに、金属容器４を樹脂容器７内に納まるように組み立て、間を接着剤等で固定することで、図１（ｂ）に示すような水晶片２とＩＣチップ６を各々の容器に収納した、温度補償型水晶発振器を形成している。
【００１６】
このように、水晶片２とＩＣチップ６を、セラミック容器を用いずに、金属容器４と樹脂容器７に収納している点が、従来例と異なる。すなわち、セラミック容器を用いないことで、セラミック板厚に束縛されることなく、パッケージ全体の小型、薄型化ができる。
【００１７】
また、金属容器４と樹脂容器７を組み合わせたパッケージとすることで、金属容器４が樹脂容器７の内壁側から樹脂容器７の側面を支えて補強する構造になるため、樹脂容器だけで構成されるパッケージよりも、パッケージの強度を向上させることができる。
【００１８】
このとき、樹脂容器７の板厚は、金属製のリードフレーム８が内部に形成されることから、０．１ｍｍ程度まで薄くすることが可能である。
【００１９】
図１（ｃ）は、図１（ｂ）のＸ−Ｘ線に沿った断面図であり、図１（ｄ）は金属容器４と樹脂容器７を組み合わせたパッケージの底面部である。図１（ｃ）、図１（ｄ）において、１０は金属容器の外周部に設けられたフランジ部、１１は樹脂容器７の内壁側面に形成された、金属容器４支持用の支持段部、１２はＩＣチップ６の各ピンが搭載されたリードフレーム８を、樹脂容器７の外部底面に曲げ加工で引き回して形成された外部電極である。
【００２０】
図１（ｃ）に示すように、水晶片２を収納した金属容器４と、ＩＣチップ６を収納した樹脂容器７は、接着剤等により接着することで組み立てられる。また、金属容器４に設けられたリード端子５と、樹脂容器７に設けられた電極９を、銀ペースト等の導電性ペーストを用いて接着することによって、水晶片２とＩＣチップ６を電気的に接続している。さらに、ＩＣチップ６を、ＩＣチップに設けられた、ＶＣやＧＮＤ、プログラム書き込み用等のピン配置に合わせて加工されたリードフレーム８上に、バンプ等を用いてフリップチップボンディングしている。ＩＣチップ６をボンディングする位置は、水晶片２を収納している金属容器４のリード端子５の突出範囲に掛からない位置とする。
【００２１】
また、図１（ｄ）に示すように、リードフレーム８を、ピン搭載部分から底面の外部電極１２まで引き回すことで、ＩＣチップ６と外部のコンタクトを可能にしている。
【００２２】
このように、金属容器４が樹脂容器７に内包されるように接合することによって、パッケージのさらなる低背化が可能であると共に、金属容器４が樹脂容器７の内壁側から樹脂容器７の側面を支えて補強する構造になるため、樹脂容器７の板厚が薄くても、外部応力に対する容器強度を維持することができる。また、樹脂容器７の内壁側面に、金属容器４を支える支持段部１１を設けることによって、外部応力により金属容器４の底部がＩＣチップ６に接触あるいは衝突して、ＩＣチップ６を損傷させてしまうことを防ぐことができる。さらに、ＩＣチップ６を金属容器４のリード端子５が設けられた範囲から外し、フリップチップボンディングすることでも低背化ができる。
【００２３】
なお、以上の説明では金属容器４に設けられたリード端子５の配置を、図１に示したような片側に２つで構成されたものを示したが、対向２電極形状についても同様に実施可能である。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、金属容器と樹脂容器を組み合わせて用いることで、セラミック容器または、樹脂容器だけからなるパッケージよりも、小型、薄型化ができる。また、樹脂容器の内壁側面に、金属容器を支える支持段部を形成することで、垂直方向からの外部応力により金属容器の底部がＩＣチップに接触あるいは衝突して、ＩＣチップを損傷させてしまうことを防ぐことができる。さらに、金属容器を樹脂容器が内包するように接合することで、金属容器が樹脂容器の内壁側から樹脂容器の側面を支えて補強する構造になるため、樹脂容器の板厚を薄くしても、水平方向からの容器強度を維持することができる。したがって、この複合パッケージを用いることで、圧電発振器の小型、薄型化ができると共に、垂直方向及び水平方向からの外部応力に対して丈夫な構造を有することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】複合パッケージを用いた水晶発振器を示した構成図、組み立て図、断面図、底面図
【図２】従来の積層セラミックを用いた水晶発振器の構成図と組み立て図、断面図
【符号の説明】
１　金属製蓋体
２　水晶片
３　励振電極
４　金属容器
５　リード端子
６　ＩＣチップ
７　樹脂容器
８　リードフレーム
９　電極
１０　フランジ部
１１　支持段部
１２　外部電極
１０１　　蓋体
１０２　　水晶片
１０３　　水晶片収納用セラミック容器
１０４　　ＩＣチップ
１０５　　ＩＣチップ収納用セラミック容器
【図１】
2004080659.tif 000003
【図２】
2004080659.tif 000004