(57)【要約】【課題】容器体と一対の脚部との接合信頼性が高く、ＩＣ素子の接合信頼性に優れた表面実装型温度補償水晶発振器を提供する。【解決手段】内部に水晶振動素子５が収容された矩形状容器体１の下面に、一対の脚部６ａ、６ｂを接合して、該一対の脚部６ａ、６ｂとの間に水晶振動素子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を配置した表面実装型水晶発振器である。容器体１と脚部６ａ、６ｂとの電気的な接続及び機械的な接合を、接合領域の接合電極１２、１３及び導電性接合部材１８で行った。【選択図】図３
2005020546.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水晶振動素子が気密封止された容器体と、
前記容器体の下面に接合され、且つ表面実装用外部端子が形成された脚部と、
前記容器体の下面に形成された少なくとも前記水晶振動素子に接続する２つの水晶電極パッド、表面実装用外部端子に接続する発振出力電極パッド、グランド電極パッド及び電源電圧電極パッドと、
該各電極パッドに接続し、且つ所定発振出力を制御するＩＣ素子とを有する表面実装型水晶発振器であって、
前記脚部と前記容器体との接合領域の容器体側には前記発振出力電極パッド、前記グランド電極パッド及び前記電源電圧電極パッドに導通する各容器体側接合電極が形成され、前記接合領域の脚部側には前記各容器体側接合電極と導電性接着材を介して接合する脚部側接合電極が形成されていることを特徴とする表面実装型水晶発振器。
【請求項２】
前記脚部と前記容器体との接合領域の容器体側には、前記水晶電極パッド及び水晶振動素子に接続する容器体側接合電極が形成され、脚部側には該水晶電極パッド及び水晶振動素子に接続する容器体側接合電極に導電性接着材を介して接合する脚部側ダミー接合電極が形成されていることを特徴とする請求項１記載の表面実装型水晶発振器。
【請求項３】
前記脚部と前記容器体との接合領域の容器体側には、前記水晶振動素子及び各電極パッドに接続することがない容器体側ダミー接合電極が形成され、脚部側には、該容器体側ダミー接合電極に導電性接着材を介して接合する脚部側ダミー接合電極が形成されていることを特徴とする請求項１記載の表面実装型水晶発振器。
【請求項４】
前記脚部の下面には、前記容器体との接合領域に形成した前記出力電極パッドに導通する脚部側接合電極、前記電源電圧電極パッドに導通する脚部側接合電極および前記グランド電極パッドに導通する外部端子が形成されていることを特徴とする請求項１記載の表面実装型水晶発振器。
【請求項５】
前記水晶振動素子を封止する容器体は、金属製蓋体を含み、該金属蓋体は、前記脚部と前記容器体との接合領域に形成したグランド電極パッドと接続する容器体側接合電極に導通していることを特徴とする請求項１記載の表面実装型水晶発振器。
【請求項６】
前記ＩＣ素子には、水晶振動素子の固有温度特性を補正する温度補償回路を有するとともに、前記容器体の下面には、該ＩＣ素子の該温度補償回路に所定制御信号を供給する制御電極パッドが形成されていることを特徴とする請求項１記載の表面実装型水晶発振器。
【請求項７】
前記制御電極パッドは、前記容器体と前記脚部との間の接合領域を通過して、前記容器体の外側に導出されていることを特徴とする請求項６記載の表面実装型水晶発振器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯用通信機器等の電子機器に用いられる表面実装型水晶発振器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、携帯用通信機器等の電子機器に表面実装型水晶発振器の１種類である表面実装型温度補償型水晶発振器が用いられている。また、携帯通信機器程、発振出力の平坦特性を要求されない電子機器においては、温度補償機能を省略した水晶発振器が用いられている。
【０００３】
かかる従来の表面実装型温度補償水晶発振器としては、例えば図１０に示す如く、下面に複数個の外部端子２２が被着されている枠状基体２１の上面に、内部に水晶振動素子２４が収容されている容器体２３を取着させるとともに、前記枠状基体２１の内壁面と容器体２３の下面とで囲まれるキャビティー２５に前記水晶振動素子２４の振動に基づいて発振出力を制御するＩＣ素子２６やコンデンサ等の電子部品素子２７を配設し、これらのＩＣ素子２６や電子部品素子２７を前記容器体２３の下面に搭載し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水晶振動素子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る基板の上面にシールリング２８を、該シールリング２８の内側に水晶振動素子をそれぞれ取着させ、前記シールリング２８の上面に金属製蓋体２９をシーム溶接（抵抗溶接）等で接合することによって水晶振動素子２４が収容されている空間を気密封止している。
【０００５】
また、このような容器体２３及び枠状基体２１は、セラミック材料によって一体的に形成されており、その内部及び表面には配線導体が形成されていた。これら、従来周知のセラミックグリーンシート積層法等を採用することによって製作されていた。（特開２０００―１５１２８３号公報）。
【０００６】
また、別の従来技術は、容器体下面に配置された枠状基体の構造として、下面の一対の対向する周辺部分にそれぞれ脚部を形成した表面実装型水晶発振器が提案されている（特開２００２−２７１１４１号公報）。
【０００７】
しかし、特開２００２―２７１１４１号公報に記載された表面実装型水晶発振器においても、容器体の下面に一対の脚部が取着されているものの、この容器体と脚部の形成場合にも、従来周知のセラミックグリーンシート積層法等用い、所定形状の枠状セラミックグリーンシート、平板状セラミックグリーンシートを用いて、各グリーンシートに厚み方向にビアホール導体となる貫通孔を形成し、各グリーンシートの主面に導電性ペーストの印刷による導体膜を非着形成し、導体膜が形成されたグリーンシートを複数枚積層していた。
【０００８】
このような容器体と枠状基体または脚部は、一体成型による一体部材であり、その全体の寸法が小型化し、また複雑化すると、セラミックグリーンシートの一枚一枚の構造が複雑化してしまい生産効率が低下してしまう。
【０００９】
また、セラミックグリーンシートの積層・圧着工程で、積層したセラミックグリーンシートすべてを均一な圧力で圧着することが困難となり、その結果、この圧力の不均一に起因する容器本体や実装基体または脚部に反りなどが発生し、水晶振動素子の配置及び接続及びＩＣ素子の配置及び接続が安定化しないという問題があった。
【００１０】
このような問題を関係するため、水晶振動素子を保持する容器体と、ＩＣ素子の配置するに必要な領域を確保するための一対の脚部とを別部材で構成して、これらの部材を半田や樹脂接着剤などの接着剤を介して機械的に接続することが考えられる。
【００１１】
【特許文献１】
特開２０００―１５１２８３号公報（図２、図５）
【００１２】
【特許文献２】
特開２００２―２７１１４１号公報（図１、図２、図４）
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
水晶振動素子が気密封止される容器体と、一対の脚部とを機械的に接合する場合、如何に機械的な強度を確保するとともに、水晶振動素子をどのようにＩＣ素子に供給し、ＩＣ素子を如何に実装用外部端子に導出させるかが重要な課題となる。
【００１４】
本発明は、上述の問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的は、水晶振動素子を気密封止された容器体と、容器体の下面でＩＣ素子の配置領域を規定する脚部との機械的な接続を向上させるとともに、水晶振動素子とＩＣ素子との電気的な接続及びＩＣ素子と外部端子との接続を簡単な構造で且つ確実に達成できる表面実装型水晶発振器を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するため手段】
本発明は、水晶振動素子が気密封止された容器体と、
前記容器体の下面に接合され、且つ表面実装用外部端子が形成された脚部と、
前記容器体の下面に形成された少なくとも前記水晶振動素子に接続する２つの水晶電極パッド、表面実装用外部端子に接続する発振出力電極パッド、グランド電極パッド及び電源電圧電極パッドと、
該各電極パッドに接続し、且つ所定発振出力を制御するＩＣ素子とを有する表面実装型水晶発振器であって、
前記脚部と前記容器体との接合領域の容器体側には前記発振出力電極パッド、前記グランド電極パッド及び前記電源電圧電極パッドに導通する各容器体側接合電極が形成され、前記接合領域の脚部側には前記各容器体側接合電極と導電性接着材を介して接合する脚部側接合電極が形成されていることを特徴とする表面実装型水晶発振器である。
【００１６】
また、前記脚部と前記容器体との接合領域の容器体側には、前記水晶電極パッドおよび水晶振動素子に接続する容器体側接合電極が形成され、脚部側には、該水晶電極パッドおよび水晶振動素子に接続する容器体側接合電極に導電性接着材を介して接合する脚部側ダミー接合電極が形成されている。
【００１７】
また、前記脚部と前記容器体との接合領域の容器体側には、前記水晶振動素子及び各電極パッドに接続することがない容器体側接合用ダミー電極が形成され、脚部側には、該容器体側接合用ダミー電極に導電性接着材を介して接合する脚部側ダミー接合電極が形成されている。
【００１８】
また、前記脚部の下面には、前記容器体との接合領域に形成した前記出力電極パッドに導通する脚部側接合電極、前記電源電圧電極パッドに導通する脚部側接合電極および前記グランド電極パッドに導通する外部端子が形成されている。
【００１９】
また、前記水晶振動素子を封止する容器体は、金属製蓋体を含み、該金属蓋体は、前記脚部と前記容器体との接合領域に形成したグランド電極パッドと接続する容器体側接合電極に導通している。
【００２０】
また、前記ＩＣ素子には、水晶振動素子の固有温度特性を補正する温度補償回路を有するとともに、前記容器体の下面には、該ＩＣ素子の該温度補償回路に所定制御信号を供給する制御電極パッドが形成されている。
【００２１】
また、前記制御電極パッドは、前記容器体と前記脚部との間の接合領域を通過して、前記容器体の外側に導出されている。
【００２２】
【作用】
本発明によれば、水晶振動素子が気密封止された容器体と、前記容器体の下面に接合され、且つ表面実装用外部端子が形成された脚部と、前記容器体の下面に、少なくとも前記水晶振動素子に接続する２つの水晶電極パッド、表面実装用外部端子に接続する発振出力電極パッド、グランド電極パッド、電源電圧電極パッドに配置されるとともに、該各電極パッドに電気的に接続し、所定発振出力を制御するＩＣ素子とを有する表面実装型水晶発振器である。
【００２３】
即ち、容器体の一部（水晶振動素子が搭載される基板領域）と脚部とを別部材で構成しているため、１つ１つの部材の構成が簡素化することができる。即ち、従来に比較して、１つ１つの部材が簡素な構造であるため、例えば、複雑な形状のセラミックグリーンシートを積層・圧着する際に、この圧着圧力の不均一分布に起因する基板の反りなどを有効に抑えられる。
【００２４】
例えば、水晶振動素子が搭載される容器体の一部である基板は、平板形状とすることができる。または水晶振動素子のみが収容される最も単純なキャビティー形状とすることができる。尚、容器体の水晶振動素子の搭載領域に平板形状の基板を採用する場合には、容器体を構成する封止部材に凹部形状の金属蓋体を用いて、水晶振動素子が封止される空間を確保する。また、平板形状の基板の周囲に水晶振動素子の搭載に必要な空間が確保できる所定厚み以上のシール部材を用いることができる。いずれにしても、非常に容器体を非常に簡素な構造とすることができるため、その容器体に発生する反りを有効に防止できることになる。
【００２５】
これにより、容器体内部、実際に水晶振動素子が搭載される基板領域の上面側で安定して水晶振動素子を搭載することができる。また、その下面、即ち、容器体の下面のＩＣ素子配置領域でも、ＩＣ素子を非常に安定して配置することができる。しかも、これら水晶振動素子と搭載パッドとの接続状態、ＩＣ素子と各種電極パッドとの接続状態及び搭載パッドと電極パッドとの接続状態を安定化させることができる。
【００２６】
また、このような別部材の容器体と脚部とを機械的に接合を行う必要があるが、脚部が接合する容器体の下面側の接合領域（本発明では容器体の下面で脚部の投射影となる平面領域をいい、接着材が存在している領域を含む）には、ＩＣ素子が接続する発振出力電極パッド、前記グランド電極パッド、前記電源電圧電極パッドに導通する容器体側接合電極が形成されている。また、これに対応して脚部の容器体側の上面には前記各容器体側接合電極と導電性接着材を介して接合する脚部側接合電極が形成されている。表面実装型水晶発振器として、外部に供給しなくてはならない信号やＩＣ素子の動作に必要な電位の導通路（配線）の途中で、容器体と脚部との機械的な接合を行っている。これにより、両者の接合で、機械的な接合と電気的な接続が同時に達成できる。さらに、電気的な接続部分を、容器体と脚部との接合領域で隠蔽されることになるため、この部分での短絡などを有効に防止することができる。
【００２７】
また、前記脚部と前記容器体との接合領域の容器体側には、前記水晶電極パッドおよび水晶振動素子に接続する容器体側接合電極が形成され、脚部側には、該水晶電極パッドおよび水晶振動素子に接続する容器体側接合電極に接着材を介して接合する脚部側ダミー接合電極が形成されている。
【００２８】
水晶振動素子は、その出力を、発振回路を具備したＩＣ素子に供給しなくてはならないこの場合、水晶振動素子からＩＣ素子までの間の配線を最短距離、即ち、脚部との接合領域を避けて形成することが考えられる。しかし、本発明では、水晶振動素子からＩＣ素子の配線をあえて容器体と脚部との接合領域に引き回し、その後、上述した電源電圧、発振出力、グランド電位と同様に電極パッドに接続している。
【００２９】
従って、このような構造では、容器体と脚部との間の接合領域で、互いに接合され得る電極の占有率を高めることができるため、接合強度を高めることができる。
【００３０】
なお、このように容器体の下面で、水晶振動素子に接続する接合電極を形成することにより、例えば脚部やＩＣ素子を接合する前に、水晶振動素子の単体の特性を測定する場合、測定パッドとして利用できる。この場合、接合電極を想定して形成されているため、比較的電極面積を広くすることが可能であるため、測定用プローブや測定用電極と接触させる場合には、それとの接触を信頼性高くすることができる。
【００３１】
また、脚部と容器体との接合領域の容器体側には、水晶振動素子及び各電極パッドに接続することがない容器体側ダミー接合電極が形成され、脚部側には、該容器体側ダミー接合電極に接着材を介して接合する脚部側ダミー接合電極が形成されている。
【００３２】
この接合電極では、互いに接着される接合電極の一方または両方が電気的な機能を有する電極を前提としてが、これらの電極が形成されていない接合領域に、ダミー用接合電極を形成すれば、接合領域において、電極の占有面積を飛躍的に高めることができ、容器体と脚部との機械的な接合の強度を向上させることができる。
【００３３】
また、脚部の下面には、容器体との接合領域に形成した出力電極パッドに導通する脚部側接合電極、電源電圧電極パッドに導通する脚部側接合電極およびグランド電極パッドに導通する外部端子が形成されている。
【００３４】
このような構造ではＩＣ素子から外部に導出される又は外部から入力される信号又は電位は容器体と脚部との間の接合領域の接合電極を介して行われ、信号または電位の導通路の引き回しが簡素化し、同時に容器体と脚部との接合強度の向上に寄与できる。
【００３５】
水晶振動素子を封止する容器体は、金属製蓋体を含み、該金属製蓋体は、脚部と容器体との接合領域に形成したグランド電極パッドと接続する容器体側接合電極に導通している。
【００３６】
このような構造では金属製蓋体をグランド電位とすることができ、外来ノイズによる水晶振動素子の誤動作を有効に防止することができる。
【００３７】
また、ＩＣ素子には水晶振動素子の固有温度特性を補正する温度補償回路を有するとともに、容器体の下面には、該ＩＣ素子の該温度補償回路に所定制御信号を供給する制御電極パッドが形成されている。これにより、表面実装型水晶発振器の発振出力を、周囲温度の依存性を低減させることができる。
【００３８】
そして、温度補償回路機能を有するＩＣ素子に接続する制御電極パッドは、容器体と脚部との間の接合領域を通過して、容器体の外側に導出されている。
【００３９】
即ち、表面実装型水晶発振器の実装面ではない、側面側から導出されているため、外部回路基板に実装された後に、制御電極パッドにＩＣ素子の誤動作させる信号が与えられることがない。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の表面実装型水晶発振器を図面に基づいて詳細に説明する。尚、表面実装型水晶発振器を、発振出力の周囲温度依存性を低減させて、少なくとも使用温度範囲において、発振出力の周波数変動がなくした表面実装型温度補償水晶発振器で説明する。
【００４１】
図１は本発明の表面実装型温度補償水晶発振器の実施形態を示す斜視図、図２は表面実装型水晶発振器の側面図であり、図３はその断面図である。図４は、表面実装型水晶発振器の下面図であり、図５は容器体の下面図、図６は脚部の下面側の概略図であり、図７は脚部の上面側の概略図である。
【００４２】
これらの図に示す表面実装型水晶発振器は、内部に水晶振動素子５を収容した容器体１と、容器体１の下面に接合される一対の脚部６ａ，６ｂと、該容器体１の下面領域で一対の脚部６ａ、６ｂとの間に搭載されるＩＣ素子７とから主に構成されている。
【００４３】
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絶縁層が積層した基板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を被覆する金属製蓋体４とから成る。
【００４４】
具体的には、基板２の上面にシールリング３を取着させ、その上面に金属製蓋体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。
【００４５】
これにより、容器体１には、基板２の上面、シールリング３の内面及び蓋体４の下面とで囲まれる空間を有し、この空間内に水晶振動素子５を収容して気密封止している。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、８ｂ（尚、８ｂは図には現れない）が形成されている。
【００４６】
容器体１の基板２の下面は、図５に示すように、脚部６ａ，６ｂが接合する接合領域には、複数の容器体側接合電極１２が形成されている。また、一対の脚部６ａ、６ｂの間の基板２下面には、ＩＣ素子７の接続パッド１１に接続される複数個の電極パッド１０が形成されている。尚、接合領域とは、容器体１の下面で脚部６ａ、６ｂが接合される領域であり、脚部６ａ、６ｂの投射影領域を言い、後述する接着材で接着されている部分を包含する領域を指す。
【００４７】
また、基板２の内部には、図３に示すように第１のビアホール導体９ａ、配線導体９ｂ、第２及び第３のビアホール導体９ｃ、９ｄを有しおり、これらによって信号や所定電位が流れる導電路の一部が形成される。
【００４８】
例えば、基板２の表面の水晶搭載パッド８ａと電極パッド１０の内水晶電極パッド１０ｄが接続され、また、所定電極バッド１０と容器体側接合電極１２が接続される。
【００４９】
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搭載パッド８ａ、８ｂや配線導体９ｂ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、第１乃至第３のビアホール導体９ａ、９ｃ、９ｄとなる導体が形成され、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。尚、この配線導体９ｂ、第１のビアホール導体９ａ、第２のビアホール導体９ｃ、第３のビアホール導体９ｄなどで形成される経路を総じて導電路という。
【００５０】
また前記容器体１のシールリング３及び金属製蓋体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を導電性接合部材を用いて基板２の上面に実装・固定した後、水晶振動素子５の初期周波数を測定しながら、初期周波数調整を行った後、所定雰囲気にして上述の蓋体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。このようなシールリング３と金属製蓋体４とは例えば抵抗溶接などによって接合される。
【００５１】
また、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・形成してなる。
【００５２】
水晶振動素子５は、一対の振動電極を導電性接合材を介して基板２上面の搭載パッド８ａ、８ｂに電気的に接続させることによって、基板２の上面に搭載される。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。
【００５３】
また、容器体１の下面には、一対の脚部６ａ、６ｂが接合され、さらに、この一対の脚部６ａ、６ｂとの間にＩＣ素子７が配置されている。
【００５４】
前記一対の脚部６ａ、６ｂは、各々が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からなり、例えば、図３に示すように、これらの材料からなる絶縁層が厚み方向に複数層積層された形成されている。尚、この脚部６ａ、６ｂを構成する絶縁層の厚みを厚く形成できる場合には、単層形状とすることができる。この一対の脚部６ａ、６ｂは、容器体１の下面の外周辺で、互いに対向する一対の辺に沿って接合される。
【００５５】
前記一対の脚部６ａ、６ｂ間に配置されるＩＣ素子７が配置される領域には、ＩＣ素子７の接続パッド１１と半田などの導電性接合材１７を介して接続する電極パッド１０が配置されている。
【００５６】
この複数の電極パッド１０は、２つの水晶電極パッド１０ｄ、１０ｆ、発振出力電極パッド１０ａ、グランド電極パッド１０ｈ、電源電圧電極パッド１０ｃで構成され、必要に応じて、発振制御電極パッド１０ｉ、少なくもと２以上のＩＣ素子７の特定動作を制御するため信号データが書き込みされる制御用電極パッド１０ｂ、１０ｅ、１０ｇを含んで構成される。尚、ＩＣ素子７の機能として、温度補償回路を省略する場合には信号データが書き込みされる制御用電極パッド１０ｂ、１０ｅ、１０ｇをなくしてもよく、また、例えば、発振動作を途中でリッセットさせる必要がない場合には、発振制御電極パッド１０ｉをなくしてもよい。
【００５７】
上述のように温度補償機能の有無のように、発振器に付加的機能を用いるか否かによって電極パッド１０の数が大きく変化する。例えば、電極パッド１０が減少する場合には、ＩＣ素子７と容器体１との機械的な接合強度を維持するに、ＩＣ素子７側にダミーの接続パッドを設け、また、このダミーの接続パッドに対応する容器体１にダミーの電極パッドを設け、通常の接続パッド１１と電極パッド１０とを導電性接合材１７によって接合するように、ダミーの接続パッドとダミーの電極パッドとを接合させる。
【００５８】
そして、この電極パッド１０の配列形状が、ダミー電極パッドを含んで全体が、図５の点線に示すように３行３例のマトリックス状の配列となる。この電極パッド１０の配列も、３行３列に限定されるものではなく、ＩＣ素子７の付加機能の有無によって、ＩＣ素子の大きさによって接続パッド１１及びそれに対応する電極パッド１０の数が変化し得るものである。また、図５の電極パッド１０を結ぶ仮想点線で示すマトリックスの配列（行数、列数）数ともに任意に設定できる。
【００５９】
尚、図５のマトリックスを示す点線の交点には、電極パッド１０（ダミー電極パッドを含む）が存在しており、ＩＣ素子７の容器体２の配置領域で電極パッド１０を均一に分散でき、ＩＣ素子７の搭載後の安定性が保てることになる。
【００６０】
また、基板２は、図３に示すように、配線導体９ｂと、配線導体９ｂに接続し、基板２の上方に延びる第１のビアホール導体９ａと、この配線導体９ｂから下方に延びる第２のビアホール導体９ｃ及び第３のビアホール導体９ｄが形成されている。これらの配線導体９ｂや第１乃至第３のビアホール導体９ａ、９ｃ、９ｄは、通常の積層基板２の製造方法によって形成される。
【００６１】
ここで、第１のビアホール導体９ａは、絶縁層間の平面方向に延びる配線導体９に対して、基板２の上面側に延びるビアホール導体であり、例として水晶振動素子５が接続される搭載パッド８と所定配線導体９ｂとを接続するためのビアホール導体やグランド電位となる配線導体９ｂから容器体１の上方に延びシールリング３及び金属製蓋体４を接続するビアホール導体である。
【００６２】
また、第２のビアホール導体９ｃは、絶縁層間に平面方向に延びる配線導体９ｂに対して、基板２の下面側に延びて、所定の電極パッド１０に接続するビアホール導体である。このビアホール導体９ｃは各電極パッド１０の形成領域の厚み方向に形成されることが好ましい。これにより、容器体１の基板２の下面に露出する電極や配線を減少させることができる。
【００６３】
さらに、第３のビアホール導体９ｄは、絶縁層間に平面方向に延びる配線導体９ｂに対して、基板２の下面側に延びて、所定の容器体側接合電極１２に接続するビアホール導体である。
【００６４】
従って、この所定配線導体９ｂの引き回しによって、また、第１乃至第３のビアホール導体９ａ、９ｃ、９ｄの形成によって、容器体１の内部に複数の導電経路が構成されることになる。
【００６５】
例えば、図５に示す電極パッド１０のうち水晶電極パッド１０ｄは、図３の左側のように第２のビアホール導体９ｃ、配線導体９ｂ、第１のビアホール導体９ａを介して水晶振動素子５の搭載パッド８ａに接続している。そして、この配線導体９ｂ、第３のビアホール導体９ｄを介して脚部６ａの接合領域に形成された容器体側接合電極１２のうち１つの容器体側接合電極１２ｅに接続している。水晶電極パッド１０ｆは、図には現れないが、第２のビアホール導体９ｃ、配線導体９ｂ、第１のビアホール導体９ａを介して水晶振動素子５の搭載パッド８ｂに接続し、さらに、この配線導体９ｂ、第３のビアホール導体９ｄを介して脚部６ｂの接合領域に形成された容器体側接合電極１２のうち１つの容器体側接合電極１２ｅに接続している。
【００６６】
また、発振出力電極パッド１０ａは、第２のビアホール導体９ｃ、配線導体９ｂ、第３のビアホール導体９ｄを介して、例えば脚部６ａの接合領域に形成された容器体側接合電極１２のうち１つの容器体側接合電極１２ａに接続している。
【００６７】
グランド電極パッド１０ｈは、第２のビアホール導体９ｃ、配線導体９ｂ、第３のビアホール導体９ｄを介して、例えば脚部６ａの接合領域に形成された容器体側接合電極１２のうち１つの容器体側接合電極１２ｂに接続している。また、この配線導体９ｂは、第１のビアホール導体９ａを介してシールリング３に接続している。
【００６８】
電源電圧電極パッド１０ｃ、発振制御電極パッド１０ｉは、図３の右側の導電経路のように、第２のビアホール導体９ｃ、配線導体９ｂ、第３のビアホール導体９ｄを介して脚部６ｂの接合領域に形成された容器体側接合電極１２のうち、１つの容器体側接合電極１２ｃ、１２ｄに各々接続している。
【００６９】
また、そして、脚部６ａが接合される領域には、容器体側接合電極１２ａ、１２ｂが配置され、さらに、水晶電極パッド１０ｄに導通する容器体側接合電極１２ｅ、電気的に機能を果たさない２つの容器体側ダミー接合電極１２が配置されている。また、脚部６ｂが接合される領域には、容器体側接合電極１２ｃ、１２ｄが配置され、さらに、水晶電極パッド１０ｆに導通する容器体側接合電極１２ｅ、電気的に機能を果たさない２つの容器体側ダミー接合電極１２が配置されている。
【００７０】
また、一対の脚部６ａ、６ｂの下面には、図４や図６に示すように、外部端子１４が形成されている。この例えば、４つの外部端子１４は、発振出力端子１４ａ、グランド端子１４ｂ、電源電圧端子１４ｃ、発振制御端子１４ｄが例示でき、１対の脚部６ａ、６ｂに分かれて２個ずつ設けられている。
【００７１】
また、一対の脚部６ａ，６ｂの上面、即ち、容器体１の下面に接合される領域には、図７示すように、容器体１下面に形成された複数の容器体側接合電極１２ａ〜１２ｄ、１２ｅ、１２に電気的及びまたは機械的に接続される複数個の脚部側接合電極１３（図６では点線で示す）が形成されている。
【００７２】
複数の脚部側接合電極１３は、発振出力電極パッド１０ａに導通する容器体側接合電極１２ａに対応する発振出力用脚部側接合電極１３ａ、グランド電極パッド１０ｈに導通する容器体側接合電極１２ｂに対応するグランド用脚部側接合電極１３ｂ、電源電圧電極パッド１０ｃに導通する容器体側接合電極１２ｃに対応する電源電圧用脚部側接合電極１３ｃ、発振制御電極パッド１０ｉに導通する容器体側接合電極１２ｄに対応する発振制御用脚部側接合電極１３ｄはそれぞれ電気的な機能を有する。
【００７３】
さらに水晶電極パッド１０ｄ、１０ｆに導通する容器体側接合電極１２ｅに対応する脚部側接合電極１３ｅ、及び電気的に全く機能しない容器体側接合電極１２に対応する脚部側接合電極１３はダミー接合電極に相当し、１対の脚部６ａ，６ｂに分かれて設けられている。
【００７４】
脚部６ａ，６ｂの下面には４つの外部端子１４（１４ａ〜１４ｄ：発振出力端子１４ａ、グランド端子１４ｂ、電源電圧端子１４ｃ、発振制御端子１４ｄ）が１対の脚部６ａ、６ｂに分かれて２個ずつ設けられており、これらの脚部側接合電極１３ａ〜１３ｄと外部端子１４ａ〜１４ｄとは各脚部６ａ、６ｂは互いに対向しあい、図３に示すビアホール導体１５を介して接続される。尚、脚部６ａ、６ｂの角部に形成した溝部内面の導体膜等を介して電気的に接続してもよい。
【００７５】
このような構造の容器体１と一対の脚部６ａ、６ｂは、接合領域に形成された容器体１の下面の容器体側接合電極１２（１２ａ〜１２ｅ、１２）と脚部６ａ、６ｂの脚部側接合電極１３（１３ａ〜１３ｅ、１３）とが、その間に導電性接着材１８を介して強固に接合される。実施例では、１つの脚部６ａ、６ｂには５つの容器体側接合電極１２と５つの脚部側接合電極１３が形成されている。これら合計１０つの脚部側接合電極１３のうち、脚部６ａ、６ｂの下面に形成した外部端子１４に接続する脚部側接合電極１３は、上述のようにグランド電極パッド１０ｈに接続した脚部側接合電極１３ｂ、電源電圧電極パッド１０ｃに接続した脚部側接合電極１３ｃ、発振制御電極パッド１０ｉに接続した脚部側接合電極１３ｂ及び発振出力電極パッド１０ａに接続した脚部側接合電極１３ａのみであり、その他の水晶電極パッド１０ｄ、１０ｆに接続する脚部側ダミー接合電極１３ｅや脚部側ダミー接合電極１３は、脚部６ａ、６ｂの下面に延出されていない。
【００７６】
また、書き込み制御用電極パッド１０ｂ、１０ｅ、１０ｇは、図５においては、容器体側ダミー接合電極１２のうち３つを用いて接続してもよい。
【００７７】
尚、別の構造として、図８の容器体１は、制御用電極パッド１０ｂ、１０ｅ、１０ｇに接続する容器側接合電極１２を符号１２ｆで示している。そして、図９はこの図８の容器側接合電極１２ｆに接着する脚部６ａ、６ｂの接合電極１３の構造を示している。即ち、容器側接合電極１２ｅ、１２ｆに対応する脚部側接合電極１３ｅ、１３ｆはいずれもダミー接合電極であり、外部端子１４に導出されないものである。
また、図８の構造では、容器体１と脚部６ａ、６ｂとの接合領域において、接合電極の占有面積を増大させるため、各接合電極１２ｅ、１２ｆを取り囲むようにダミー接合電極１２が形成されている。また、これに対応して、脚部６ａ、６ｂ側の同様に接合電極１３ｅ、１３ｆを取り囲むようにダミー接合電極１３が形成されている。
【００７８】
また、図８、図９の構造では、重要なことは、容器体１の下面の各接合電極１２、１２ａ〜１２ｆ及び脚部６ａ、６ｂの上面の各接合電１３、１３ａ〜１３ｆが、容器体１の外周辺、脚部６ａ、６ｂの外周の辺に接して形成されている。これは、両接合電極１２、１２ａ〜１２ｆ、１３、１３ａ〜１３ｆを半田や導電性樹脂接着材などの導電性接着材１８に介して接合した状態で、この導電性接着材１８の存在状態、接着状態を、容器体１の側面側から目視確認でき、機械的な強度不足、電気的接続不良を容易に確認することができる。
【００７９】
容器体１の各電極パッド１０に接続されるＩＣ素子７は、半導体素子と再配線を施した再配線層とを有した矩形状のフリップチップ型ＩＣが用いられている。半導体素子は、周囲の温度状態を検知する感温度素子、水晶振動素子５の温度特性を補償する温度補償データが書き込まれる記憶素子、周囲の温度に対応する所定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いる。仮に、温度補償回路を省略する場合には、水晶振動素子５の信号を発振出力として生成する発振回路を備えていればよい。
【００８０】
半導体素子の実装面には、複数の絶縁層、所定配線層（絶縁層の厚み方向のビアホール導体を含む）及び接続パッド１１を有する再配線層が形成される。これによりＩＣ素子７の実質的な実装面である再配線層の実装面には、規則がなく形成された内部接続電極を電極パッド１０の形成位置に対応するように縦横に変換した接続パッドが１１形成されている。しかも、これらの接続パッド１１は、実装面に均一に分散して形成されることになり、電極パッド１０に接合されたときに、接合部分を均等に分散でき、接合強度の向上を図ることができる。
【００８１】
以上のように、本発明の表面実装型水晶発振器では、容器体１と脚部６ａ、６ｂとを別部材で構成し、両者を導電性接着材１８を介して接着している。従って、各々の構成が簡素化でき、また、その製造工程を確実に分けることができる。従って、容器体１の自身の構造を非常に簡素化、例えば、実質的に矩形状のセラミックグリーンシートを積層・圧着で形成でき、構造の複雑化に起因するセラミックグリーンシートを積層・圧着の圧着圧力の不均一分布を抑制でき、基板２の反りなどを有効に抑えられる。これにより、水晶振動素子５が搭載される容器体１の基板２領域の上面側で安定して水晶振動素子を搭載することができ、その下面、即ち、容器体１の下面のＩＣ素子７の配置領域でも、ＩＣ素子７を非常に安定して配置することができる。
【００８２】
しかも、基板２内の配線導体９ｂ、ビアホール導体９ａ、９ｃ、９ｄ、さらに、ビアホール導体１５などからなる所定導電路の形成も安定し、ＩＣ素子７と各種電極パッド１０との接続状態を安定化させることができる。
【００８３】
また、このような別部材の容器体１と脚部６ａ、６ｂとの両者を接着材を介して機械的に接合を行う必要があるが、脚部６ａ、６ｂが接合する容器体１の下面側の接合領域には、ＩＣ素子７が接続する発振出力電極パッド１０ａ、前記グランド電極パッド１０ｈ、電源電圧電極パッド１０ｃに導通する容器体１側接合電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃが形成されている。また、これに対応して脚部６ａ、６ｂの上面には各容器体側接合電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃと導電性接合部材１８を介して接合する脚部側接合電極１３ａ、１３ｂ、１３ｃが形成されている。
【００８４】
従って、表面実装型水晶発振器として、外部に供給しなくてはならない信号やＩＣ素子の動作に必要な電位の導通路（配線）の途中で、容器体と脚部との機械的な接合おこなっている。これにより、機械的な接合と電気的な接続が同時に達成できる。さらに、電気的な接続部分を、容器体１と脚部６ａ、６ｂとの接合領域ですることができるため、その導通部分での短絡などを有効に防止することができる。
【００８５】
また、容器体１の接合領域に、水晶電極パッド８ａ、８ｂおよび水晶振動素子５に接続する容器体側接合電極１２ｅに対応させるように、脚部６ａ、６ｂには、電気的に動作しないダミー接合電極１３ｅを設け、両接合電極１２ｅ、１３ｅも接着材１８によって接合されている。さらに、全く電気的に機能しないダミー接合電極１２や１３を形成し、これらを接着材１８を介して接合させることにより、容器体１と脚部６ａ、６ｂとの間の接合領域で、互いに接合に寄与する電極の占有率を高めることができるため、接合強度を高めることができる。
【００８６】
尚、このように容器体１の下面で、水晶振動素子５に接続する接合電極１２ｅは、例えば脚部６ａ、６ｂやＩＣ素子７を接合する前に、水晶振動素子５の単体の特性を測定する場合、測定パッドとして利用できる。この場合、接合電極１２ｅを想定して形成されているため、比較的電極面積を広くすることが可能であるため、測定用プローブや測定用電極と接触させる場合には、それとの接触を信頼性高くすることができる。
【００８７】
また、脚部６ａ、６ｂと容器体１との接合領域の容器体１には、図８のように、全く電気的な動作しない容器体側ダミー接合電極１２が形成され、脚部６ａ、６ｂ側には、図９に示すように脚部側ダミー接合電極１３が形成されている。これにより、接着される電極の占有面積を飛躍的に高めることができ、容器体１と脚部６ａ、６ｂとの機械的な接合の強度を向上させることができる。
【００８８】
温度補償回路機能を有するＩＣ素子７に接続する制御電極パッド１０ｂ、１０ｄ、１０ｆは、容器体１と脚部６ａ、６ｂとの間の接合領域を通過して、前記容器体１の外側にその一部が導出されている。即ち、表面実装型水晶発振器の実装面ではない、側面側から導出されているため、外部回路基板に実装された後に、制御電極パッド１０ｂ、１０ｅ、１０ｇなどを介してＩＣ素子８に誤動作させる信号が与えられることはない。
【００８９】
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。
【００９０】
上述した実施形態においては、脚部６ａ，６ｂの間には、ＩＣ素子７のみを配置しているが、電源電圧の配線導体とグランド電位との間や、発振出力の配線導体とグランド電位との間に接続されるコンデンサなどの電子部品素子を配置させるようにしても構わない。
【００９１】
【発明の効果】
本発明の表面実装型水晶発振器によれば、水晶振動素子が気密的に封止された容器体と、実装用外部端子が形成され、且つ容器体の下面に配置された一対の脚部とを、それぞれ別部材で構成し、両者を導電性接合材を介して接着している。従って、各々の構成が簡素化とすることができる。これにより、例えば、複雑な形状のセラミックグリーンシートを積層・圧着する際にこの圧着圧力の不均一分布に起因する反りなどを有効に抑えられる。
【００９２】
また、このような別部材から成る容器体と一対の脚部とを機械的に接合する必要があるが、この接合領域には、各電極パッドに導通する容器体側接合電極が形成され、また、これに対応して脚部の上面には各容器体側接合電極と導電性接着材を介して接合する脚部側接合電極が形成されている。表面実装型水晶発振器として、外部に供給しなくてはならない信号やＩＣ素子の動作に必要な電位の導通路（配線）の途中で、容器体と脚部との機械的な接合がされ、この機械的な接合と電気的な接続が同時に達成できる。さらに、電気的な接続部分を、容器体と脚部との接合領域ですることができるため、その導通部分での短絡などを有効に防止することができる。また、容器体の接合領域に、水晶電極パッドに接続する容器体側接合電極を形成し、脚部には、電気的に動作しないダミーの接合電極を設け、両接合電極も接合材によって接合されている。
【００９３】
従って、容器体と脚部との間の接合領域で、互いに接合に寄与する電極の占有率を高めることができるため、接合強度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明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側面図である。
【図３】図１の表面実装型水晶発振器の断面図である。
【図４】図１の表面実装型水晶発振器の下面図である。
【図５】図１の表面実装型水晶発振器を構成する容器体を下方より見た平面図である。
【図６】図１の表面実装型水晶発振器を構成する脚部を下方より見た平面図である。
【図７】図１の表面実装型水晶発振器を構成する脚部を上方より見た平面図である。
【図８】別の表面実装型水晶発振器を構成する容器体を下方より見た平面図である。
【図９】図８に対応する脚部を下方より見た脚部を上方より見た平面図である。
【図１０】従来の表面実装型水晶発振器の断面図である。
【符号の説明】
１・・・容器体
２・・・積層基板
３・・・シールリング
４・・・金属製蓋体
５・・・圧電振動子（水晶振動素子）
６ａ，６ｂ・・・一対の脚部
７・・・ＩＣ素子
１１・・・接続パッド
９ａ・・・第１のビアホール導体
９ｂ・・・基板の配線導体
９ｃ・・・第２のビアホール導体
９ｄ・・・第３のビアホール導体
１０・・・電極パッド
１２・・・容器体側接合電極
１３・・・脚部側接合電極
１４・・・外部端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2005020546.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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