(57)【要約】【課題】  圧電振動子の絶縁容器等に設けた外部電極に発振回路等を構成するＩＣ部品をフリップチップ接続によって搭載する場合に、ＩＣ部品側の接続パッド側に発生する寄生容量が圧電振動素子と発振回路のループ回路内に介在して発振器の特性不良をもたらすことを防止することができる発振回路用ＩＣ部品、及び圧電発振器を提供することを目的としている。【解決手段】  絶縁容器２内に圧電振動素子１１を気密封止した圧電振動子１と、絶縁容器の一部を延長形成するか、或いは絶縁容器に外付けされるＩＣ部品収納部４と、ＩＣ部品収納部内に収納され且つ圧電振動素子と導通した振動子用外部電極２０ａと導体バンプ３５を用いて接続される振動子接続用パッド３１ａを備えた発振回路用ＩＣ部品と、を備えた圧電発振器において使用されるＩＣ部品３０において、ＩＣ部品に設けた振動子接続用パッドの形状を、使用する導体バンプ径よりも若干大径の円形、又は多角形とした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁容器内に圧電振動素子を気密封止した圧電振動子と、該絶縁容器の一部を延長形成するか、或いは絶縁容器に外付けされるＩＣ部品収納部と、該ＩＣ部品収納部内に収納され且つ圧電振動素子と導通した振動子用外部電極と導体バンプを用いて接続される振動子接続用パッドを備えた発振回路用ＩＣ部品と、を備えた圧電発振器において使用される前記ＩＣ部品において、
前記ＩＣ部品に設けた振動子接続用パッドの形状を、使用する導体バンプ径よりも若干大径の円形、又は多角形としたことを特徴とする発振器用ＩＣ部品。
【請求項２】
請求項１に記載の発振器用ＩＣ部品を備えたことを特徴とする圧電発振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は表面実装用の圧電発振器に用いられる発振回路用ＩＣ部品の改良に関し、特に圧電振動素子と導通接続されるＩＣ部品側の振動子接続用パッドに発生する浮遊容量を可能な限り減少させることができる技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機等の移動体通信機器の普及に伴う低価格化、及び小型化の急速な進展により、これらの通信機器に使用される水晶発振器等の圧電発振器に対しても、低価格化、小型化、薄型化、低消費電力化、低ノイズ化、及び高精度化の要請が高まっている。
このような要請に対応するために、特開２００１−１２７５５１公報には、図３（ａ）に示した如き表面実装型圧電発振器が提案されている。この圧電発振器は、底部に表面実装用の外部電極１０４を備えると共に、中央に貫通穴１０２を備えた矩形環状の実装基板１０１と、実装基板１０１の上面に形成した接合電極１０５と半田接合される接合電極１１１を下面に備えた圧電振動子１１０とを２階建て構造で接合一体化するとともに、実装基板１０１の貫通穴１０２内に露出する圧電振動子１１０の下面にＩＣ部品１０３を搭載した構成を備えている。
圧電振動子１１０は、上面に凹所を備えたセラミック容器１１２の凹所内に圧電振動素子１２０を収容すると共に、該凹所を金属蓋１１３にて気密封止した構成を備えている。セラミック容器１１２の底部には、接合電極１１１の他に、圧電振動素子１２０上の２つの励振電極と夫々導通した振動子用外部電極１１５ａ、その他の外部電極１１５ｂが設けられている。これらの外部電極１１５ａ，１１５ｂは、ＩＣ部品１０３を接続するための電極群である。
ＩＣ部品１０３は、発振回路及び温度補償回路を一つのＩＣ部品としたものである。このＩＣ部品１０３は、図３（ｂ）に示すように複数の接続パッド、即ち２つの振動子接続用パッド１０６ａと、その他の接続パッド１０６ｂを備えている。２つの振動子接続用パッド１０６ａは、２つの振動子用外部電極１１５ａと一対一でフリップチップ接続され、他の接続パッド１０６ｂは他の外部電極１１５ｂと夫々一対一でフリップチップ接続される。各接続パッド１０６ａ、１０６ｂは、１００μｍ□程度の面積が必要とされる。
【０００３】
ところで、ＩＣ部品１０３の内部には多層状に内部配線１０７が形成されており、これらの内部配線１０７と各接続パッド１０６ａ，１０６ｂとの間には寄生容量が形成される。これらの寄生容量が、内部配線と接続パッド１０６ｂとの間で形成される限りは発振器の特性に悪影響を与えることはないが、内部配線と振動子接続パッド１０６ａとの間に形成されると、水晶振動素子１２０と発振回路との間に形成されるループ内に不要な容量が挿入されることとなり、発振器の特性に悪影響を及ぼす結果となる。即ち、このような寄生容量は、発振回路の起動時に必要な負性抵抗を低下させたり、発振周波数を制御する際の可変感度（容量変化に対する周波数変化）を鈍らす要因となる。
このような寄生容量を低減するには、内部配線１０７と振動子接続パッド１０６ａとの間の間隔を拡大することが有効ではあるが、ＩＣ部品の厚さ方向寸法を増大させる必要があるため、そのような方法を採ることはできない。
従って、発振器の低背化が進む中で、ＩＣ部品の振動子接続パッド１０６ａに形成される寄生容量と、それに起因した発振器特性の悪化という問題を解決することが急務とされている。
このような不具合は、図３（ａ）に図示した構造のセラミック容器に限らず、圧電振動子に対してＩＣ部品を直接、又は間接的に組み付けた構造の発振器一般に発生する問題である。
なお、ＩＣ部品が備える全ての接続パッドと内部回路との間には、静電対策用のＥＳＤ素子を挿入して静電気が回路にダメージを与えることを防止しており、振動子接続パッド１０６ａに設けたＥＳＤ素子による容量が発振回路に与える影響も無視できないが、静電対策の重要性に鑑みると、ＥＳＤ素子を振動子接続パッドから取り外すことはできない。このような事情から、振動子接続パッド１０６ａ自体が内部配線との間で形成する寄生容量を削減することが更に重要となる。
【特許文献１】特開２００１−１２７５５１公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、圧電振動子の絶縁容器等に設けた外部電極に発振回路等を構成するＩＣ部品をフリップチップ接続によって搭載する場合に、ＩＣ部品側の接続パッド側に発生する寄生容量が圧電振動素子と発振回路のループ回路内に介在して発振器の特性不良をもたらすことを防止することができる発振回路用ＩＣ部品、及び圧電発振器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、請求項１の発明に係る発振器用ＩＣ部品は、絶縁容器内に圧電振動素子を気密封止した圧電振動子と、該絶縁容器の一部を延長形成するか、或いは絶縁容器に外付けされるＩＣ部品収納部と、該ＩＣ部品収納部内に収納され且つ圧電振動素子と導通した振動子用外部電極と導体バンプを用いて接続される振動子接続用パッドを備えた発振回路用ＩＣ部品と、を備えた圧電発振器において使用される前記ＩＣ部品において、前記ＩＣ部品に設けた振動子接続用パッドの形状を、使用する導体バンプ径よりも若干大径の円形、又は多角形としたことを特徴とする。
請求項２の発明に係る圧電発振器は、上記発振器用ＩＣ部品を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、フリップチップやワイヤーボンディング時に金バンプ（導体バンプ）によって、ＩＣ部品上の振動子接続用パッドと、圧電振動子側の振動子用外部電極とを接続する際に、振動子接続用パッドの形状を、金バンプの接続に必要な領域のみを残し、不要な部分を削除するように構成することによって、振動子接続用パッドの寄生容量を削減することができる。このため、寄生容量が発振回路の起動時に必要な負性抵抗をロスさせる働きや、発振周波数を制御する際の可変感度（容量変化に対する周波数変化）を鈍らせる働きを低減することが可能となる。つまり、負性抵抗や可変感度の損失を低減し、性能劣化を少しでも低減することが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明を図面に示した実施の形態により詳細に説明する。
図１（ａ）及び（ｂ）は本発明の一実施形態に係る表面実装型圧電発振器の外観斜視図、及びＡ−Ａ断面図である。
この圧電発振器１は、縦断面形状がＨ型のセラミック容器（絶縁容器）２の上部凹所３内に水晶振動素子等の圧電振動素子１１を収容して金属蓋１２によって気密封止することによって圧電振動子１０を形成し、下部凹所（ＩＣ部品収納部）４内には発振回路、温度補償回路等を構成するＩＣ部品３０を組み付けた構成を備えている。
即ち、セラミック容器２は、その底面に複数の実装電極５を備えると共に、上部凹所３内には２つの内部電極１４を備え、各内部電極１４上に圧電振動素子１０を導電性接着剤１５により支持した構成を有する。圧電振動素子１０は、圧電基板の表裏両面に夫々励振電極と、各励振電極から基板端縁に延びるリード電極を形成した構成を備えている。２つの内部電極１４は、夫々圧電振動素子１０上の２つのリード電極と一対一にて接続されている。
下部凹所４の天井面には、ＩＣ部品３０を金バンプ３５等によってフリップチップ実装するための外部電極２０が配列されており、外部電極２０のうちの２個は導体２１を介して各内部電極１４（圧電振動素子の２つのリード電極）と導通した振動子用外部電極２０ａであり、他の外部電極２０ｂは実装電極５等と導通している。
【０００８】
図２（ａ）はＩＣ部品３０の接続パッド形成面を示す斜視図であり、（ｂ）、（ｃ）は接続パッドの比較図である。接続パッド３１は、下部凹所４の天井面に設けた外部電極２０のうちの２つの振動子用外部電極２０ａと金バンプ（導体バンプ）３５によってフリップチップ接続される振動子接続用パッド３１ａと、その他の接続パッド３１ｂとから成る。
各接続パッド３１と、ＩＣ部品３０内部の内部配線との間で寄生容量が発生することは上述の通りであるが、振動子接続用パッド３１ａと内部配線との間に形成される寄生容量に関しては、可能な限り削減することが発振器の特性を維持する上で肝要である。
本発明の特徴的な構成は、圧電振動素子上のリード電極と導通した振動子用外部電極２０ａとフリップチップ接続される２つの振動子接続用パッド３１ａの形状を、使用するバンプ径よりも若干大径の円形（（ｂ））、又は多角形（（ｃ））とした点である。他の接続パッド３１ｂは、従来と同様に１００μｍ□程度の正方形状であるが、振動子接続用パッド３１ａは例えばこの正方形状のパッド形状の内接円（直径１００μｍ）として構成すれば十分である。更に具体的には従来の正方形の接続パッドに対して、振動子接続用パッド３１ａの面積を２０％以上小さくすることにより、寄生容量を２０％以上削減できるように構成する。また、上記面積に関する条件を満たしていれば、必ずしも真円である必要はなく、円に近い多角形であってもよいし、不定形であってもよい。つまり、通常、パッド内における金バンプの占有面積はパッド面積の６０％程度あれば十分であるため、振動子接続用パッド３１ａの形状、面積を、金バンプ３５を用いた接続のために必要な領域を残し、不要な個所（例えばコーナー部）を削除することによって、振動子接続用パッド３１ａ自体の寄生容量を削減するようにしたものである。
なお、ワイヤーボンディングにおいても金ワイヤーをボール状にしたバンプを用いて接続を行うため、本発明の接続パッドの形状は、ワイヤーボンディングに際しても使用することができる。
【０００９】
このように本発明によれば、フリップチップやワイヤーボンディング時に金バンプ（導体バンプ）によって、ＩＣ部品上の振動子接続用パッドと、圧電振動子側の振動子用外部電極とを接続する際に、振動子接続用パッドの形状を、金バンプの接続に必要な領域のみを残し、不要な部分を削除するように構成することによって、振動子接続用パッドの寄生容量を削減した。このため、寄生容量が発振回路の起動時に必要な負性抵抗をロスさせる働きや、発振周波数を制御する際の可変感度（容量変化に対する周波数変化）を鈍らせる働きを低減することが可能となる。
なお、本発明の振動子接続用パッドを備えたＩＣ部品は、図１に示したＨ型パッケージを備えた圧電発振器のみならず、図３に示した二階建て構造の発振器等々、あらゆるタイプの発振器に適用することができる。即ち、図１に示したＨ型パッケージは、圧電振動子を構成する絶縁容器の一部を延長形成したＩＣ部品収納部としての下部凹所内にＩＣ部品を収容しているが、全く別部材のＩＣ部品収納部を圧電振動子に連設したタイプの圧電発振器にも本発明のＩＣ部品の振動子接続用パッド構造は適用することができる。
また、本発明は、水晶発振器のみならず、水晶以外の圧電振動子を使用した圧電発振器一般に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】（ａ）及び（ｂ）は本発明の一実施形態に係る表面実装型圧電発振器の外観斜視図、及びＡ−Ａ断面図。
【図２】（ａ）及び（ｂ）は本発明のＩＣ部品の構成を示す斜視図、及び接続パッドの説明図。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は従来例の説明図。
【符号の説明】
【００１１】
１  圧電発振器、２  セラミック容器（絶縁容器）、３  上部凹所、４  下部凹所、５  実装電極、１０  圧電振動子、１１  圧電振動素子、１２  金属蓋、１０  圧電振動素子、１４  内部電極、２０  外部電極、２０ａ  振動子用外部電極、３０  ＩＣ部品、３１ａ  振動子接続用パッド。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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