(57)【要約】【課題】検査時の作業性に優れ、全体構造の小型化に供することができる表面実装型圧電発振器を提供する。【解決手段】内部に圧電振動素子５が収容された矩形状容器体１を、下面に外部端子９ｂが設けられた少なくとも一対の脚部６ａ、６ｂを有し、該脚部６ａ、６ｂ間に圧電振動素子５の振動に基づいて発振出力を制御する矩形状のＩＣ素子７が搭載された実装用基体１上に取着させてなる表面実装型圧電発振器であって、前記脚部６ａ、６ｂの側面と対向するＩＣ素子７の２個の側面を前記脚部６ａ、６ｂの側面に近接配置させるとともに、ＩＣ素子７の前記側面と直交する２個の側面を一対の脚部６ａ、６ｂの端面間より露出させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に圧電振動素子が収容された矩形状容器体を、下面に外部端子が設けられた少なくとも一対の脚部を有し、該脚部間に前記圧電振動素子の振動に基づいて発振出力を制御する矩形状のＩＣ素子が搭載された実装用基体上に取着させてなる表面実装型圧電発振器であって、
前記脚部の側面と対向するＩＣ素子の２個の側面を前記脚部の側面に近接配置させるとともに、前記ＩＣ素子の前記側面と直交する２個の側面を一対の脚部の端面間より露出させたことを特徴とする表面実装型圧電発振器。
【請求項２】
前記ＩＣ素子の２個の露出側面が前記実装用基体の外周部に沿って配されていることを特徴とする請求項１に記載の表面実装型圧電発振器。
【請求項３】
前記容器体の基板がセラミック材料から成り、前記実装用基体が樹脂材料から成ることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の表面実装型圧電発振器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯用通信機器等の電子機器に用いられる表面実装型圧電発振器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、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。
【０００３】
かかる従来の圧電発振器としては、例えば図４に示す如く、内部に水晶振動素子等の圧電振動素子２４が収容されている容器体２３を、平板状基体の下面に枠状基体を一体的に形成してなる実装用基体２１上に取着させるとともに、前記枠状基体の内壁と平板状基体の下面とで囲まれるキャビティ部２５内に前記圧電振動素子２４の振動に基づいて発振出力を制御するＩＣ素子２６を収容させた構造のものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
尚、前記容器体２３は、その内部に収容されている圧電振動素子２４を大気と遮断して気密封止するためのものであり、電気絶縁性材料から成り、所定の配線パターンが形成されている基板の上面にシールリングを、該シールリングの内側に圧電振動素子２４をそれぞれ取着させ、前記シールリングの上面に金属製の蓋体をシーム溶接（抵抗溶接）等で接合することによって圧電振動素子２４が収容される空間を気密封止している。
【０００５】
また、前記実装用基体２１の下部を構成している枠状基体は、その下面に複数個の外部端子２２を有しており、かかる枠状基体や平板状基体の内部及び表面にも所定の配線パターンが形成され、通常、その上に取着される容器体２３の基板と共に同材質のセラミック材料で一体的に形成されていた。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００―１５１２８３号公報（図２、図５）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した表面実装型圧電発振器に使用されるＩＣ素子２６としては、上面に複数個の接続パッドを有したフリップチップ型のＩＣ素子が用いられており、かかるフリップチップ型のＩＣ素子２６を実装用基体２１のキャビティ部２５内に搭載する場合は、ＩＣ素子２６の接続パッドを半田等の導電性接合材を介してキャビティ部底面の対応する電極パッドに当接させた上、半田等の導電性接合材を高温で加熱・溶融させることによってＩＣ素子２６を実装用基体２１の配線導体に電気的・機械的に接続させていた。
【０００８】
しかしながら、上述した従来の表面実装型圧電発振器においては、実装用基体２１とＩＣ素子２６との接合部がキャビティ部２５の内壁等によって完全に取り囲まれており、接合部を直視することができなくなっていることから、製品の検査等に際してＩＣ素子２６の接合状態を目視等によって確認することが困難であり、検査の作業性が悪いという欠点を有していた。
【０００９】
また上述した従来の表面実装型圧電発振器においては、実装用基体２１のキャビティ部内壁がＩＣ素子２６を囲繞するように配置されていることから、その全体構造がＩＣ素子２６の外寸よりも一回り大きくならざるを得ず、表面実装型圧電発振器の小型化に供することも不可となる欠点を有していた。
【００１０】
本発明は上記欠点に鑑み案出されたもので、その目的は、検査時の作業性に優れ、全体構造の小型化に供することができる表面実装型圧電発振器を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の表面実装型圧電発振器は、内部に圧電振動素子が収容された矩形状容器体を、下面に外部端子が設けられた少なくとも一対の脚部を有し、該脚部間に前記圧電振動素子の振動に基づいて発振出力を制御する矩形状のＩＣ素子が搭載された実装用基体上に取着させてなる表面実装型圧電発振器であって、前記脚部の側面と対向するＩＣ素子の２個の側面を前記脚部の側面に近接配置させるとともに、前記ＩＣ素子の前記側面と直交する２個の側面を一対の脚部の端面間より露出させたことを特徴とするものである。
【００１２】
また本発明の表面実装型圧電発振器は、前記ＩＣ素子の２個の露出側面が前記実装用基体の外周部に沿って配されていることを特徴とするものである。
【００１３】
更に本発明の表面実装型圧電発振器は、前記容器体の基板がセラミック材料から成り、前記実装用基体が樹脂材料から成ることを特徴とするものである。
【００１４】
本発明の表面実装型圧電発振器によれば、ＩＣ素子の２個の側面が実装用基体の下面に設けられた一対の脚部間より露出され、ＩＣ素子と実装用基体との接合部が直視できるようになっているため、製品の検査等に際してＩＣ素子の接合状態を目視等によって容易に確認することができ、検査の作業性を良好となすことが可能となる。
【００１５】
また本発明の表面実装型圧電発振器によれば、上述したＩＣ素子の２個の露出側面を実装用基体の外周部に沿って配置させ、ＩＣ素子の残りの２個の側面を該側面に対向する脚部の側面に近接配置させるようにしたことから、表面実装型圧電発振器の全体構造を小型化することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。
【００１７】
図１は本発明の表面実装型圧電発振器を表面実装型水晶発振器に適用した実施形態を示す斜視図、図２は図１の表面実装型水晶発振器の断面図、図３は図１の表面実装型水晶発振器を下方より見た平面図であり、これらの図に示す表面実装型水晶発振器は、内部に圧電振動素子としての水晶振動素子５を収容した容器体１を、下面に外部端子９ｂが設けられた一対の脚部６ａ，６ｂを有した実装用基体６上に載置・固定させるとともに、一対の脚部６ａ，６ｂ間に位置する実装用基体６の下面にＩＣ素子７を搭載した構造を有している。
【００１８】
前記容器体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基板２と、４２アロイやコバール，リン青銅等の金属から成るシールリング３と、シールリング３と同様の金属から成る蓋体４とから成り、前記基板２の上面にシールリング３を取着させ、その上面に蓋体４を載置・固定させることによって容器体１が構成され、シールリング３の内側に位置する基板２の上面に水晶振動素子５が実装される。
【００１９】
前記容器体１は、その内部、具体的には、基板２の上面とシールリング３の内面と蓋体４の下面とで囲まれる空間内に水晶振動素子５を収容して気密封止するためのものであり、基板２の上面には水晶振動素子５の振動電極に接続される一対の搭載パッド８ａ等が、基板２の下面には後述する実装用基体６の接合電極９ａに接続される複数個の接合電極８ｂ（以下、第１接合電極という。）がそれぞれ設けられ、これらのパッドは基板表面の配線パターンや基板内部に埋設されているビアホール導体等によって、対応するパッド同士、相互に電気的に接続されている。
【００２０】
尚、前記容器体１の基板２は、ガラス−セラミック等のセラミック材料から成る場合、例えば、セラミック材料粉末に適当な有機溶剤等を添加・混合して得たセラミックグリーンシートの表面等に配線導体８となる導体ペーストを所定パターンに印刷・塗布するとともに、これを複数枚積層してプレス成形した後、高温で焼成することによって製作される。
【００２１】
また前記容器体１のシールリング３及び蓋体４は従来周知の金属加工法を採用し、４２アロイ等の金属を所定形状に成形することによって製作され、得られたシールリング３を基板２の上面に予め被着させておいた導体層にロウ付けし、続いて水晶振動素子５を導電性接着剤１０を用いて基板２の上面に実装・固定した後、上述の蓋体４を従来周知の抵抗溶接等によってシールリング３の上面に接合することによって容器体１が組み立てられる。このようにシールリング３と蓋体４とを抵抗溶接によって接合する場合、シールリング３や蓋体４の表面には予めＮｉメッキ層やＡｕメッキ層等が被着される。
【００２２】
一方、前記容器体１の内部に収容される水晶振動素子５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・形成してなり、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。
【００２３】
前記水晶振動素子５は、一対の振動電極を導電性接着材１０を介して基板上面の対応する搭載パッド８ａに電気的に接続させることによって基板２の上面に搭載され、これによって水晶振動素子５と容器体１との電気的接続及び機械的接続が同時になされる。
【００２４】
ここで容器体１の金属製蓋体４を容器体１や実装用基体６の配線導体８，９を介して後述するグランド端子用の外部端子９ｂに接続させておけば、その使用時、蓋体４がアースされることによりシールド機能が付与されることとなるため、水晶振動素子５や後述するＩＣ素子７を外部からの不要な電気的作用より良好に保護することができる。従って、容器体１の金属製蓋体４は容器体１や実装用基体６の配線導体８，９を介してグランド端子用の外部端子９ｂに接続させておくことが好ましい。
【００２５】
そして、上述した容器体１が上面に載置・固定される実装用基体６は概略矩形状を成しており、その下面には平行に配された一対の辺に沿って一対の脚部６ａ，６ｂが立設されている。
【００２６】
前記実装用基体６は、ガラス布基材エポキシ樹脂やポリカーボネイト，エポキシ樹脂，ポリイミド樹脂等の樹脂材料やガラス−セラミック，アルミナセラミックス等のセラミック材料等によって断面凹状をなすように形成され、その上面には容器体下面の対応する第１接合電極８ｂに電気的に接続される複数個の接合電極９ａ（以下、第２接合電極という。）が、また脚部６ａ，６ｂの下面には４つの外部端子９ｂ（電源電圧端子、グランド端子、発振出力端子、発振制御端子）が２個の脚部６ａ，６ｂに分かれて２個ずつ設けられている。
【００２７】
このような第２接合電極９ｂと外部端子９ａとは実装用基体６の端面等に設けられた溝部内面の導体膜等を介して電気的に接続され、上述した４個の外部端子９ｂは、表面実装型圧電発振器をマザーボード等の外部電気回路に搭載する際、外部電気回路の回路配線と電気的に接続されるようになっている。
【００２８】
ここで、４個の外部端子９ｂのうち、グランド端子と発振出力端子を一方の脚部６ａに、電源電圧端子と発振制御端子を他方の脚部６ｂに設けておくようにすれば、発振出力端子がグランド電位に接続されるグランド端子に近接して配置されることから、発振出力端子より出力される発振信号にノイズが干渉するのを有効に防止することができる。従って、グランド端子と発振出力端子は共通の脚部に隣接させて設けておくことが好ましい。
【００２９】
尚、前記実装用基体６は、ガラス布基材エポキシ樹脂から成る場合、ガラス糸を編み込んで形成したガラス布基材にエポキシ樹脂の液状前駆体を含浸させるとともに、該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周知のフォトエッチング等を採用し、所定パターンに加工することによって配線導体９が形成される。そして、このようにして得られた実装用基体６は、その上面に設けられた第２接合電極９ａを半田等の導電性接合材１１を介して容器体下面の第１接合電極８ｂに対して当接させ、しかる後、前記導電性接合材１１を熱の印加によって溶融させる等して両者を電気的・機械的に接続することにより容器体１が実装用基体６の上面に取着される。
【００３０】
このような実装用基体６は、ガラス布基材エポキシ樹脂等の樹脂材料で形成しておくのが好ましく、かかる樹脂材料で実装用基体６を形成しておくことにより、外形切断加工等を容易に行うことができる。
【００３１】
また更に、上述した実装用基体６の下面には、一対の脚部６ａ，６ｂ間の領域に複数個の電極パッド９ｃが被着・形成されており、これら電極パッド９ｃの形成領域、即ち、一対の脚部６ａ，６ｂ間に位置する実装用基体６の下面には、矩形状に形成されたフリップチップ型のＩＣ素子７が搭載されている。
【００３２】
前記ＩＣ素子７は、その回路形成面に、周囲の温度状態を検知する感温素子（サーミスタ）、水晶振動素子５の温度特性を補償する温度補償データを有し、該温度補償データに基づいて前記水晶振動素子５の振動特性を温度変化に応じて補正する温度補償回路、該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、該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。
【００３３】
また前記ＩＣ素子７の上面には、実装用基体６の電極パッド９ｃと１対１に対応する複数個の接続パッド７ａが設けられており、これらの接続パッド７ａを対応する電極パッド９ｃに半田や金バンプ等の導電性接合材１１を介して個々に接合させることによってＩＣ素子７が実装用基体６に取着され、これによってＩＣ素子７内の電子回路が容器体１の配線導体８や実装用基体６の配線導体９等を介して水晶振動素子５や外部端子９ｂ等に電気的に接続される。
【００３４】
尚、前記ＩＣ素子７の温度補償回路に温度補償データを書き込むための書込端子（図示せず）は実装用基体６の側面等に設けられ、これらの書込端子にデータ書込装置のプローブ針を当て、ＩＣ素子７の温度補償回路内に設けられているメモリに水晶振動素子５の温度特性に応じた温度補償データを書き込むことによって温度補償回路内に温度補償データが格納される。また、このような書込端子は、実装用基体６と一体的に設けられる外部の捨代部に配置させておき、温度補償データの書き込みが終了した後でこの捨代部を実装用基体６から切り離すようにしても良く、そのようにして表面実装型水晶発振器を構成することにより、全体構造を小型化して、構成を簡素化することができる。
【００３５】
そして更に、前記ＩＣ素子７は、４個の側面のうち平行に配置されている２個の側面が、その全面にわたり、上述した脚部６ａ，６ｂの側面に対向して近接配置されており、この２個の側面と直交する残りの２個の側面を一対の脚部６ａ，６ｂの端面間より露出させている。ここで、前記ＩＣ素子７の側面と前記脚部６ａ，６ｂの側面との間にできる間隙の幅は、例えば、１０μｍ〜５００μｍに設定される。
【００３６】
また前記ＩＣ素子７の露出側面は、実装用基体６の外周部よりも若干内側、例えば、容器体１の外周より１μｍ〜５００μｍだけ内側に、実装用基体６の外周部に沿って配されている。
【００３７】
このように、前記ＩＣ素子７の露出側面と直交する方向に係る実装用基体６の幅寸法はＩＣ素子７の一辺の長さと略等しくなるよう設計され、またＩＣ素子７の露出側面と平行な方向に係る実装用基体６の幅寸法はＩＣ素子７の一辺の長さと脚部６ａ，６ｂの幅との和に略等しくなるよう設計されるため、表面実装型水晶発振器の全体構造を縦・横いずれの方向にも小型に構成することができるようになる。
【００３８】
しかもこの場合、ＩＣ素子７の２個の露出側面は一対の脚部６ａ，６ｂに遮られることなく露出させてあり、ＩＣ素子７と実装用基体６との接合部が直視できるようになっているため、製品の検査等に際してＩＣ素子７の接合状態を目視等によって容易に確認することができ、これによって表面実装型水晶発振器の生産性を向上させることも可能となる。
【００３９】
また上述した表面実装型水晶発振器は、平行に配されているＩＣ素子７の２個の側面を一対の脚部６ａ，６ｂの側面間より露出させるようにしたことで、ＩＣ素子７の搭載領域がその両端部で外部に開放された形となっている。このため、ＩＣ素子７を実装用基体６に半田接合する場合のフラックス洗浄工程や、完成した表面実装型水晶発振器をマザーボード等の外部電気回路に搭載した後に行なわれる洗浄工程等においてＩＣ素子７の表面や実装用基体６の下面に対して洗浄液を接触させる場合であっても、一対の脚部６ａ，６ｂ間の領域への洗浄液の流入、及び流出は上述した搭載領域両側の開放端を介して極めてスムーズ、かつ良好になされるようになり、ＩＣ素子７の搭載領域に洗浄液が残留してしまうのを有効に防止して、上述の洗浄工程を効率良く行うことができる利点もある。
【００４０】
尚、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。
【００４１】
例えば、上述した実施形態においては、圧電振動素子として水晶振動素子を用いた表面実装型水晶発振器を例にとって説明したが、これに代えて、圧電振動素子としてＳＡＷフィルタ等の他の圧電振動素子を用いる場合にも本発明は適用可能である。
【００４２】
また上述した実施形態においては、容器体１の蓋体４をシールリング３を介して基板２に接合させるようにしたが、これに代えて、基板２の上面に接合用のメタライズパターンを形成しておき、このメタライズパターンに対して蓋体４をダイレクトに溶接するようにしても構わない。
【００４３】
更に上述した実施形態においては、容器体１の基板上面に直接シールリング３を取着させるようにしたが、これに代えて、基板２の上面に基板２と同材質のセラミック材料等から成る枠体を一体的に取着させた上、該枠体の上面にシールリング３を取着させるようにしても構わない。
【００４４】
また更に上述した実施形態においては、実装用基体６の下面に２個の脚部６ａ，６ｂを設けた例について説明したが、これに代えて、各脚部６ａ，６ｂをそれぞれ２個に分断して得た４個の脚部を実装用基体６の下面に設けたり、或いは、脚部６ａ，６ｂのうち一方のみを２つに分断して得た３個の脚部を実装用基体６の下面に設けても良く、このような場合であってもＩＣ素子７の側面が２個の脚部の側面間より露出されるように構成されている限り、上述の実施形態と同様の効果が得られる。
【００４５】
更にまた上述した実施形態においては、実装用基体６の下面に設けられる脚部６ａ，６ｂの形状を矩形状になしたが、このような脚部６ａ，６ｂの内側面や外側面，角部等に切り欠きを設け、この切り欠きと接する脚部６ａ，６ｂの表面に導体パターンを被着させたり、或いは、切り欠きによってできたスペースにチップ状コンデンサ等の小さな電子部品素子を配置させるようにしても構わない。
【００４６】
また更に上述した実施形態において、ＩＣ素子７の側面と脚部６ａ，６ｂの側面との間にできる間隙に補強や封止等を目的として樹脂材等を充填するようにしても良いことは言うまでもない。
【００４７】
【発明の効果】
本発明の表面実装型圧電発振器によれば、ＩＣ素子の２個の側面が実装用基体の下面に設けられた一対の脚部間より露出され、ＩＣ素子と実装用基体との接合部が直視できるようになっているため、製品の検査等に際してＩＣ素子の接合状態を目視等によって容易に確認することができ、これによっても表面実装型圧電発振器の生産性向上に供することが可能となる。
【００４８】
また本発明の表面実装型圧電発振器によれば、上述したＩＣ素子の２個の露出側面を実装用基体の外周部に沿って配置させ、ＩＣ素子の残りの２個の側面を該側面に対向する脚部の側面に近接配置させるようにしたことから、表面実装型圧電発振器の全体構造を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の表面実装型圧電発振器を表面実装型水晶発振器に適用した実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１の表面実装型水晶発振器の断面図である。
【図３】図１の表面実装型水晶発振器を下方より見た平面図である。
【図４】（ａ）は従来の表面実装型圧電発振器の断面図、（ｂ）は（ａ）の表面実装型圧電発振器を下方から見た平面図である。
【符号の説明】
１・・・容器体
２・・・基板
３・・・シールリング
４・・・蓋体
５・・・圧電振動素子（水晶振動素子）
６・・・実装用基体
６ａ，６ｂ・・・一対の脚部
７・・・ＩＣ素子
７ａ・・・接続パッド
８・・・容器体の配線導体
８ａ・・・搭載パッド
８ｂ・・・第１接合電極
９・・・脚部の配線導体
９ａ・・・第２接合電極
９ｂ・・・外部端子
９ｃ・・・電極パッド
１０、１１・・・導電性接合材
【図１】
2004282620.tif 000003
【図２】
2004282620.tif 000004
【図３】
2004282620.tif 000005
【図４】
2004282620.tif 000006