(57)【要約】【目的】第１に小型化を促進して特に高さ寸法を小さくすることを、第２に振動特性を良好にして設計を容易にした表面実装発振器を提供する。【構成】発振回路を構成するＩＣと水晶片とを平板状とした実装基板と凹状とした容器内に一体化してなる表面実装用の水晶発振器において、前記実装基板１を発振回路をＩＣ化したシリコン基板として、前記カバーを可動イオンを有するガラスとし、前記シリコン基板と前記カバーとを陽極接合した構成とする。前記カバーは例えばパイレックス（登録商標）ガラスとする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状とした実装基板と凹状としたカバーとからなる容器内に発振回路を構成するＩＣと水晶片とを一体化してなる表面実装用の水晶発振器において、前記実装基板を発振回路をＩＣ化したシリコン基板として、前記カバーを可動イオンを有するガラスとし、前記シリコン基板と前記カバーとを陽極接合したことを特徴とする水晶発振器。
【請求項２】
前記シリコン基板は内表面に前記水晶片と電気的に接続する水晶端子を有するとともに、外表面に前記発振回路の少なくとも電源、出力及びアース端子を含むＩＣ端子を有し、前記実装基板１の表面実装用とした外部端子７と前記ＩＣ端子とを密閉された電極貫通孔によって電気的に接続した請求項１の水晶発振器。
【請求項３】
前記電極貫通孔は前記シリコン基板と前記カバーとの接合面に設けられた請求項２の水晶発振器。
【請求項４】
前記電極貫通孔は前記ＩＣ端子上に設けられた金属体によって封止された請求項２の水晶発振器。
【請求項５】
前記シリコン基板は内表面に前記水晶片と電気的に接続する水晶端子を有するとともに、外表面に前記発振回路の少なくとも電源、出力及びアース端子を含むＩＣ端子を有し、前記ＩＣ端子はＡｌ（アルミニウム）とした導電路によって前記シリコン基板と前記カバーとの接合面を延出して前記外部端子と電気的に接続した請求項１の水晶発振器。
【請求項６】
前記可動イオンはＮａ＋又はＬｉ＋である請求項１の水晶振動子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は表面実装用の水晶発振器（以下、表面実装発振器とする）を産業上の技術分野とし、特に小型化を促進する表面実装発振器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
（発明の背景）表面実装発振器は小型・軽量であることから、特に携帯型の電子機器に周波数及び時間の基準源として広く採用される。近年では、ますますの小型化指向から、さらに小さな表面実装発振器が求められている。
【０００３】
（従来技術の一例）第４図は一従来例を説明する表面実装発振器の図で、同図（ａ）は断面図、同図（ｂ）は水晶片の平面図である。
【０００４】
表面実装発振器は、実装基板１、ＩＣチップ２、水晶片３及びカバー４からなる。実装基板１は内壁に段部を有する凹状とした積層セラミックからなり、底壁５及び第１、第２枠壁６（ａｂ）を積層してなる。そして、凹部底面に図示しないＩＣ接続端子を、段部に水晶端子を有し、表面実装用の外部端子７を外表面に有する。外部端子７は積層面を経てＩＣ接続端子に接続する。
【０００５】
ＩＣチップ２は発振回路を集積化して一主面に少なくとも電源、出力及びアース端子を含む図示しないＩＣ端子を有する。そして、ＩＣチップ２の一主面を凹部底面のＩＣ接続端子にバンプ８を用いた超音波熱圧着あるいは熱圧着によって固着し、電気的・機械的に接続する。
【０００６】
水晶片３は両主面に励振電極９を有し、例えば一端部両側に引出電極１０を延出する。そして、引出電極１０の延出した一端部両側を凹部段部の水晶接続端子上に導電性接着剤１０によって固着し、電気的・機械的に接続する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
（従来技術の問題点）しかしながら、上記構成の表面実装発振器では、構成部品を実装基板１、ＩＣチップ２、水晶片３及びカバー４の４点とするので、これ以上の大幅な小型化を困難とする。そして、上記例ではＩＣチップ２と水晶片３とをその厚み方向に配置するので、特に高さ寸法を大きくする問題があった。
【０００８】
また、実装基板１は積層セラミックからなるので、グリーンシートの積層及び焼成の製造工程上、第１枠壁６ａの厚みは一定値以上の大きさ例えば幅と同等以上を必要とする。したがって、容器内の内底面面積が損なわれる。
【０００９】
一方、水晶片３は板面面積が大きいほど振動特性を良好にするとともに、例えば容量比Ｃ０／Ｃ１を小さくして設計の自由度を増し、その設計を容易にする。なお、Ｃ０は等価並列容量（電極間容量）、Ｃ１は等価直列容量である。このことから、実装基板１の平面外形寸法は小さくして、内底面面積は大きい容器が求められる。
【００１０】
また、従来技術（水晶振動子）においては、実装基板１を平板状として、凹状としたセラミックからなるカバー４をガラスや樹脂によって封止したものがある（未図示）。このようなものでは、一体成形なのでカバー４の枠幅を小さくできて内底面面積を大きくできる。しかし、ガラス封止の場合には接合材としてのガラスの強度が小さく耐衝撃特性に問題があり、樹脂封止の場合には湿気等の外気が侵入して振動特性を低下させる問題があった。
【００１１】
（発明の目的）本発明は第１に小型化を促進して特に高さ寸法を小さくすることを、第２に振動特性を良好にして設計を容易にした表面実装発振器を提供することを目的とする。
【００１２】
【非特許文献１】先端材料辞典、１９９７年２月２５日発行、第４刷、Ｐ６２９〜６３０．
【非特許文献２】豊田中央研究所Ｒ＆Ｄレビュー、Ｖｏｌ．２８、Ｎｏ４（１９９３．１２）Ｐ５３〜５４
【００１３】
【課題を解決するための手段】
（着目点及び適用）本発明は上記の非特許文献１及び２で示されるシリコン基板と可動イオンを含むガラスとの陽極接合技術に着目して、シリコン基板を平板状の実装基板としてガラスを凹状のカバーとして表面実装発振器の容器に適用するとともに、シリコン基板に発振回路をＩＣ化（集積化）した。
【００１４】
本発明の請求項１では、平板状とした実装基板を発振回路をＩＣ化したシリコン基板として、凹状としたカバーを可動イオンを有するガラスとし、前記シリコン基板と前記カバーとを陽極接合した構成とする。
【００１５】
これにより、シリコン基板は従来の実装基板とＩＣチップを兼用するので、部品点数を少なくして小型化特に高さ寸法を格段に小さくできる。また、カバーを凹状としたガラスとするので、枠幅を小さくできる。したがって、平面外形をも小さくして内底面面積を大きくできる。これにより、水晶片の振動特性を良好にする。そして、ガラスや樹脂等の封止材を使用することなく、耐衝撃性を良好にして外気の侵入を防止する。
【００１６】
請求項２では、前記シリコン基板は内表面に前記水晶片と電気的に接続する水晶端子を有するとともに、外表面に前記発振回路の少なくとも電源、出力及びアース端子を含むＩＣ端子を有し、前記実装基板の表面実装用とした外部端子と前記ＩＣ端子とを密閉された電極貫通孔によって電気的に接続する。これにより、密閉された電極貫通孔によって実装基板の気密性を維持する。
【００１７】
請求項３では、前記電極貫通孔は前記シリコン基板と前記カバーとの接合面に設けられる。これにより、電極貫通孔はカバーの枠壁上面に遮蔽されるので、気密を確実にする。
【００１８】
請求項４では、前記電極貫通孔は前記ＩＣ端子上に設けられた金属体によって封止される。これにより、電極貫通孔は金属体に遮蔽されるので、気密を確実にする。
【００１９】
請求項５では、前記シリコン基板は内表面に前記水晶片３と電気的に接続する水晶端子を有するとともに、外表面に前記発振回路の少なくとも電源、出力及びアース端子を含むＩＣ端子を有し、前記ＩＣ端子はＡｌ（アルミニウム）とした導電路によって前記シリコン基板と前記カバーとの接合面を延出して前記外部端子と電気的に接続する。これにより、気密を確実にする。
【００２０】
請求項６では、前記カバーのガラスに含まれる可動イオンはＮａ＋又はＬｉ＋とする。これにより、陽極接合を確実にする。
【００２１】
【発明の実施形態】
第１図は本発明の実施形態を説明する表面実装発振器の図である。なお、前従来例と同一部分には同番号を付与してその説明は簡略又は省略する。
【００２２】
表面実装発振器は、平板状とした実装基板１と凹状としたカバー４からなる容器に水晶片３を封入してなる。実装基板１はシリコン基板とし、カバー４はＮａ＋、Ｌｉ＋等の可動イオンを含むガラスとする。シリコン基板は発振回路を内部に集積化し、内表面の一端部両側に水晶端子１１を、中央領域に電源、出力及びアース端子等のＩＣ端子１２を露出する。水晶端子１１には例えばバンプ８によって水晶片３の引出電極の延出した一端部両側が固着される。
【００２３】
各ＩＣ端子１２は導電路１３によって４角部に延出する。なお、シリコン基板の中央領域に発振回路が集積化され、外周領域を非回路領域とする。また、外表面の４角部には表面実装用の外部端子７を有する。そして、外部端子７とＩＣ端子１２とは、４角部に設けた電極貫通孔１４によって電気的に接続する。電極貫通孔１４は貫通孔を設けて蒸着等によって電極が形成される。
【００２４】
カバー４としてのガラスは、ここでは可動イオンＮａ＋を含むパイレックス（登録商標）ガラスとする。そして、カバー４の枠壁上面をシリコン基板（実装基板１）の非回路領域とした外周に陽極接合によって接合する。この場合、カバー４の枠壁上面は電極貫通孔１４を覆って接合される。
【００２５】
陽極接合は、シリコン基板（実装基板１）の外周面にガラス（カバー４）の枠壁上面を当接し、加熱（３００〜４００℃）しながらガラス側に５００Ｖ程度の負電圧を印加する。これにより、パイレックス（登録商標）ガラスに含まれる可動イオンＮａ＋が移動して、シリコン基板との界面にＮａ＋イオン欠乏層ができ、大きな静電引力を生じる。そして、両者の界面は化学結合に至る。なお、実装基板１とカバー４の当接面は鏡面研磨される。
【００２６】
このような構成であれば、発振回路を集積化したシリコン基板を実装基板１に適用するので、従来のＩＣチップ２を不要にする。したがって、部品点数を減らすことができて、小型化を促進する。特に、この例では高さ寸法を各段に小さくできる。
【００２７】
また、カバー４をガラスとして凹状とするので枠幅を小さくでき、平面外形を小さくして内底面面積を大きくできる。したがって、水晶片３の外形も大きくできて振動特性を良好にして設計の自由度を増す。そして、実装基板１とは陽極接合とするので、従来のようにガラスや樹脂の封止材を不要として、耐衝撃性を良好にして外気の侵入を防止する。
【００２８】
【他の事項】
上記実施例では電極貫通孔１４は実装基板１とカバー４との接合面に設けたが、次のようにしてもよい。すなわち、第２図に示したように、カバー４の内側の非回路領域に電極貫通孔１４を設けて金属薄板１５で遮蔽し、外部端子７と電気的に接続するようにしてもよい。
【００２９】
また、第３図に示したようにＩＣ端子１２からの導電路１３をＡｌ（アルミニウム）としてカバー４との接合面を横断させて端面電極１６によって外部端子７と接続してもよい。この場合、非特許文献（ｐ６３０）で示されるように導電路１３をＡｌとするので、気密は維持される。
【００３０】
また、カバー４３はパイレックス（登録商標）ガラスとしたが、例えば特許文献２（ｐ５４）で示されるデビトロンガラスでもよく、基本的にはＮａ＋やＬｉ＋イオン等の可動イオンが含まれていればよい。
【００３１】
本発明は発振回路を集積化した平板状のシリコン基板と可動イオンを含む凹状としたガラスとの陽極接合によって表面実装発振器の容器を形成することが趣旨であり、水晶片の固着方法や電極導出は上記各実施例以外にも必要に応じて任意に形成でき、これらを技術的範囲から除外するものではない。
【００３２】
【発明の効果】
本発明は、基本的に、平板状とした実装基板１を発振回路をＩＣ化したシリコン基板として、凹状としたカバー４を可動イオンを有するガラスとし、前記シリコン基板と前記カバー４とを陽極接合した構成とするので、第１に小型化を促進して特に高さ寸法を小さくすることを、第２に振動特性を良好にして設計を容易にした表面実装発振器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を説明する表面実装発振器の図で、同図（ａ）は断面図、同図（ｂ）はカバー４を除く平面図である。
【図２】本発明の他の実施例を説明する表面実装発振器の図で、同図（ａ）は断面図、同図（ｂ）はカバー４を除く平面図である。
【図３】本発明のさらに他の実施例を説明する表面実装発振器の図で、同図（ａ）は断面図、同図（ｂ）はカバー４を除く平面図である。
【図４】従来例を説明する図で、同図（ａ）は表面実装発振器の断面図、同図（ｂ）は水晶片３の平面図である。
【符号の説明】
１  実装基板、２  ＩＣチップ、３  水晶片、４  カバー、５  底壁、６  枠壁、７  外部端子、８  バンプ、９  励振電極、１０  引出電極、１１  水晶端子、１２  ＩＣ端子、１３  導電路、１４  電極貫通孔、１５  金属薄板、１６端面電極。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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