(57)【要約】【課題】基板上に実装される電子部品の実装面積を小さくした表面実装パッケージを提供する。【解決手段】表面実装パッケージ１０は、平面絶縁基板１２と、前記平面絶縁基板１２の一側面に設けた電子部品の実装部と、前記平面絶縁基板１２の他側面に設けた枠部（枠型絶縁基板１４ａ）と、前記枠部の底面に形成した段差部と、前記段差内に設けられて、実装基板に接合する外部電極２８とを有する構成とし、特に前記枠部の底面は真空吸着が可能な平面とした構成とした。【選択図】        図１
2005051357.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面絶縁基板と、前記平面絶縁基板の一側面に設けた電子部品の実装部と、前記平面絶縁基板の他側面に設けた枠部と、前記枠部の底面に形成した段差部と、前記段差内に設けられて、実装基板に接合する外部電極とを有することを特徴とする表面実装パッケージ。
【請求項２】
前記枠部の底面は真空吸着が可能な平面であることを特徴とする請求項１に記載の表面実装パッケージ。
【請求項３】
請求項１または２に記載の表面実装パッケージの前記実装部に圧電振動片を取付けてあることを特徴とする圧電振動子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は表面実装パッケージおよび圧電振動子に係り、特に基板上へ実装される電子部品の実装面積を低減するのに好適な表面実装パッケージおよび圧電振動子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
圧電デバイス等の、電子部品をパッケージに実装したデバイスは様々な電子機器に搭載されている。前記パッケージには平面絶縁基板の上側に枠型絶縁基板を積層してなる構造のものがある。圧電デバイスを用いる電子機器では、圧電デバイスを工場で製造した後に客先へ出荷し、客先で電子機器に搭載される基板の上へ圧電デバイスを実装している。この実装するときには、電子機器の種類や電子機器に用いられる回路との関係で、コンデンサ、インダクタ、または抵抗等の部品を圧電デバイスとともに基板上へ実装している。
【０００３】
そして表面実装型のパッケージの例として特許文献１の発明が挙げられる。このパッケージには圧電振動片、ＩＣチップおよびコンデンサが実装され、パッケージの底面の四隅に外部電極を形成したものである。この外部電極は、底面に矩形の窪みを設けておき、該窪みと窪み近傍のパッケージ底面にパターンを形成してなる構成である。すなわち該構成はパッケージの底面と外部電極からなる段差を有し、パッケージ底面は平面でない構成となっている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−９４３７８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年は電子機器の機能の増加により基板へ実装される部品の数が増加傾向にあるのに伴い、基板上へ実装される電子部品の実装面積が狭くなり、実装面積を確保するのが困難になってきている。このため実装面積を確保するために、圧電デバイスのパッケージにコンデンサ、インダクタ、または抵抗等の部品を実装した構造がある。
【０００６】
この構造は、例えば平面絶縁基板の上下面に枠型絶縁基板を積層してＨ構造パッケージを形成し、このＨ構造パッケージの上側凹部に圧電振動片を実装して上側凹部を蓋体で気密封止するとともに、下側凹部に前記部品を実装してなる構成である。しかし前記部品を実装する場合には、前記部品には１辺の長さが１ｍｍ未満の部品があるために、正確な塗布量を制御して接合材となる半田を塗布することができない問題点を有していた。また接合材として導電性接着剤を用いた場合には、パッケージと前記部品の接合強度が弱い問題点を有していた。さらに近年の電子機器は多くの種類があり、ライフサイクルの短いものが多い。ところが前記部品の種類は非常に多くあるので、パッケージに実装される前記部品の組み合わせが非常に多くなり、製造される圧電デバイスの種類も非常に多くなる。すなわち、圧電デバイスのパッケージに前記部品を実装した構成とすると、圧電デバイスの製造業者が非常に多くの種類の部品を有しなければならず、また非常に多くの種類の圧電デバイスを製造することになり、こられを短期間でしか製造できないため、前記製造業者の負担が大きくなる問題点を有している。
【０００７】
本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、基板上に実装される電子部品の実装面積を低減するとともに、パッケージに電子部品を実装するときに損品の発生を抑えた表面実装パッケージおよび圧電振動子を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る表面実装パッケージは、平面絶縁基板と、前記平面絶縁基板の一側面に設けた電子部品の実装部と、前記平面絶縁基板の他側面に設けた枠部と、前記枠部の底面に形成した段差部と、前記段差内に設けられて、実装基板に接合する外部電極とを有することを特徴としている。表面実装パッケージの下側には平面絶縁基板と枠部とからなるキャビティが形成される。このキャビティは、表面実装パッケージが接合固着される基板上に実装された部品を収容する。すなわち、基板上に実装された部品と、表面実装パッケージに実装された電子部品とで２層の実装箇所を有している。これにより基板上に実装される電子部品および部品の実装面積を低減できる。
【０００９】
また前記枠部の底面は真空吸着が可能な平面であることを特徴としている。これにより表面実装パッケージの底面は平面を形成しているので、前記底面を用いて真空吸着によるチャッキングを行うことができる。この真空吸着によるチャッキングは、機械的なチャッキングのように表面実装パッケージへ力を加えないので、表面実装パッケージのワレ、カケ等の不良発生を抑えることができる。
【００１０】
また本発明に係る圧電振動子は、上述した表面実装パッケージの前記実装部に圧電振動片を取付けてあることを特徴としている。これにより圧電振動片を表面実装パッケージに実装して圧電振動子とすることができる。そして、圧電振動子の下側にゲートコンデンサおよびドレインコンデンサ、負荷抵抗またはインダクタ等の部品を実装し、基板上に実装される電子部品および部品の実装面積を低減できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る表面実装パッケージおよび圧電振動子の実施の形態について説明する。なお以下に記載するものは本発明の実施の一形態にすぎず、本発明はこれに限定されるものでない。図１に本実施の形態に係る表面実装パッケージの断面図を示す。また図２に本実施の形態に係る表面実装パッケージの底面図を示す。表面実装パッケージ１０は積層した平面絶縁基板１２の上下面に、それぞれ枠型絶縁基板１４ａ，１４ｂを積層してなり、平面絶縁基板１２および枠型絶縁基板１４ａ，１４ｂはセラミック等により形成されている。詳しくは、中央部に第一孔部１６を設けた第一平面絶縁基板１２ａの上側に、前記第一孔部１６と中心位置が同じで、第一孔部１６よりも開口面積が狭い第二孔部１８を設けた第二平面絶縁基板１２ｂを積層して平面絶縁基板１２を形成している。また第二平面絶縁基板１２ｂには、該第二平面絶縁基板１２ｂ上に実装される圧電振動片２０が振動したときに接触するのを防止するための開口部が設けられ、第一平面絶縁基板１２ａと第二平面絶縁基板１２ｂとを積層することにより前記開口部は凹陥部２２となる。さらに第二平面絶縁基板１２ｂの上側には圧電振動片２０の実装部となるパッケージ側マウント電極２４、および該パッケージ側マウント電極２４から第二平面絶縁基板１２ｂの角部へ向けて引出されるパターン（不図示）が設けられている。表面実装パッケージ１０に圧電振動片２０を実装する場合、パッケージ側マウント電極２４および前記パターンは、圧電振動片２０におけるゲート用およびドレイン用が形成される。そして前記パターンの一方が短辺の一角部に、他方が他の短辺の一角部に向けて設けられている。
【００１２】
平面絶縁基板１２の上下面には、それぞれ枠型絶縁基板１４ａ，１４ｂが積層されている。平面絶縁基板１２の下側に積層された枠型絶縁基板１４ａが枠部となり、前記枠型絶縁基板１４ａの底面にはパッケージの両側短辺の内側および両側の長辺が凸になり、両側短辺の外側が凹になるよう段差２７が設けられている。この段差２７は、セラミックシートを積層して形成する、セラミックペーストを印刷して形成する、または薄膜を成膜して形成する等のいずれかの方法を用いて形成される。そして前記段差２７の凸になる部分の底面２６は、真空吸着によるチャッキングが可能な平面に形成されている。また前記段差２７の凹になる部分に、メタライズおよび成膜により外部電極２８を形成している。この外部電極２８の高さは前記段差２７の高さと同じまたは前記段差２７の高さよりも低い、すなわち前記段差２７の高さをｔとすると外部電極２８の高さｈは０＜ｈ≦ｔの条件を満たす高さである。この外部電極２８はパッケージ角部の高さ方向に沿って形成されたキャスタレーション３０を介してパッケージ側マウント電極２４と導通されている。なおキャスタレーション３０にかえてスルーホールまたはビアホールを用いることもできる。
【００１３】
また外部電極２８の個数は表面実装パッケージ１０の設計により適宜変更することができる。図３および図４に外部電極２８の変形例を説明する表面実装パッケージ１０の底面図を示す。外部電極２８は、例えば４個設ける形状（図３参照）や、３個設ける形状（図４参照）にでき、これらの外部電極２８のうち２個はパッケージ側マウント電極２４と上述したキャスタレーション３０を介して導通し、他の外部電極２８はグランドまたは空端子とすればよい。そして外部電極２８を４個または３個設けた構成としても、外部電極２８の高さは、パッケージ底面２６に設けられた前記段差２７の高さと同じまたは前記段差２７の高さよりも低く形成されている。
【００１４】
次に、表面実装パッケージ１０へ電子部品である圧電振動片２０を実装する工程について説明する。これは表面実装パッケージ１０の製造者が行う工程である。まず上述した構成の表面実装パッケージ１０の底面２６を真空吸着によりチャッキングして移動する。そしてパッケージ側マウント電極２４に導電性接着剤３２を用いて圧電振動片２０を実装した後に、熱を加えて前記導電性接着剤３２を硬化させる。硬化が終了すると、表面実装パッケージ１０の上端面に低融点ガラス３４を介してガラス製のリッド３６を接合する。なお表面実装パッケージ１０の上端面に金−錫封止材等のロウ材を介して金属製のリッドをシーム溶接することもできる。リッドを接合した後は表面実装パッケージ１０を真空容器の中に載置し、前記真空容器の内部を真空にするとともに表面実装パッケージ１０の内部を真空にする。そして第一孔部１６に載置した金−ゲルマニウムや金−錫等からなる封止材にレーザを照射して溶融させ、表面実装パッケージ１０を真空封止する。そして表面実装パッケージ１０の底面２６を真空吸着によるチャッキングして移動し、表面実装パッケージ１０の上側からガラス製のリッド３６を介してレーザを照射し、圧電振動片２０の周波数調整を行う。なお金属製のリッドを用いた場合は、第一孔部１６および第二孔部１８を介してレーザを照射して周波数調整を行い、その後表面実装パッケージ１０を真空容器の中に載置し、前記封止材を用いて表面実装パッケージ１０を真空封止してもよい。圧電振動片２０の周波数調整が終わると表面実装パッケージ１０の底面２６を真空吸着によるチャッキングして移動し、周波数特性やクリスタルインピーダンス値等の特性を検査する。このようにして圧電振動子が完成し、その後表面実装パッケージ１０の底面２６を真空吸着によるチャッキングして移動し、テーピングを行って出荷する。
【００１５】
このような構成の表面実装パッケージ１０では、底面２６と同じ高さ或いは底面２６よりも凹になるように外部電極２８を設けた構成としているので、前記底面２６が平面となり、前記底面２６を用いて真空吸着によるチャッキングができる。このため自動製造工程へ表面実装パッケージ１０の供給を行うことができ、生産性を上げることができる。またチャッキングに真空吸着を用いることができるので、機械的な方法でチャッキングするときに発生するキャスタレーション角部の破損等の不良発生を抑えることができる。
【００１６】
次に、圧電振動片２０を有する表面実装パッケージ１０を基板に実装する工程について説明する。この工程は電子機器の製造者、すなわち客先で行われる。図５に基板上に表面実装パッケージ１０と、コンデンサ、インダクタ、または抵抗等の部品とを実装したときの断面図を示す。実装基板４０上に、表面実装パッケージ１０を実装するためのパッケージ実装パターン（不図示）を外部電極２８の位置に合わせて形成するとともに、前記パッケージ実装パターンにより囲まれる範囲の内側に前記部品４２を実装するための部品実装パターン（不図示）を形成する。そして実装基板４０上に形成された前記部品実装パターン上に半田、導電性接着剤、バンプ等の導電性接合材を用いて前記部品４２を実装する。部品４２の実装が終わった後は、前記パッケージ実装パターン上に半田等の導電性接合材を用いて表面実装パッケージ１０を実装し、前記部品４２の上側に表面実装パッケージ１０を設けた構造になる。
【００１７】
このような構成の表面実装パッケージ１０では、底面２６と同じ高さ或いは底面２６よりも凹になるように外部電極２８を設けた構成としているので前記底面２６が平面となり、前記底面２６を用いて真空吸着によるチャッキングができる。このため自動製造工程へ表面実装パッケージ１０の供給を行うことができ、生産性を上げることができる。またチャッキングに真空吸着を用いることができるので、機械的な方法でチャッキングするときに発生するキャスタレーション角部の破損等の不良発生を抑えることができる。
【００１８】
また表面実装パッケージ１０には圧電振動片２０のみ実装され、ゲートコンデンサおよびドレインコンデンサ、負荷抵抗またはインダクタ等の部品４２は表面実装パッケージ１０に実装されていない。このため前記部品４２は実装基板４０へ直接実装されるが、実装された部品４２の上側に表面実装パッケージ１０が設けられるので、圧電振動片２０と前記部品４２が実装される部分は２層構造となる。よって、本実施の形態に係る表面実装パッケージ１０は、電子機器の製造者が前記電子機器に合わせて前記部品４２を適宜選択して実装することができるとともに、実装基板４０における実装面積を小さくすることができる。また表面実装パッケージ１０および前記部品４２は電子機器の製造者が実装するので、前記部品４２を交換することにより様々な電子機器に対応することが可能となり、ライフサイクルの短い電子機器においてもすぐに設計変更が可能になる。さらに表面実装パッケージ１０の製造者は、電子機器に合わせて多種多様な部品４２を有する必要はなく、電子機器に合わせて表面実装パッケージ１０へ前記部品４２を実装する必要がないので、表面実装パッケージ１０の製造者側の負担を小さくすることができる。
【００１９】
また表面実装パッケージ１０は、圧電振動片２０を実装する平面絶縁基板１２の下側に枠型絶縁基板１４ａを積層し、前記枠型絶縁基板１４ａと実装基板４０とが接合する構成となっているので、前記実装基板４０にねじれ作用が発生しても、前記枠型絶縁基板１４ａにおいて圧電振動片２０への応力伝達を緩和することができる。また表面実装パッケージ１０は平面絶縁基板１２および該平面絶縁基板１２下側の枠型絶縁基板１４ａにより、実装基板４０上へ部品４２を実装可能にするためのキャビティを形成している。そして前記キャビティを形成したことにより、前記部品４２から発生する熱の影響を小さくすることができる。
【００２０】
本実施の形態では表面実装パッケージ１０に圧電振動片２０を実装し、表面実装パッケージ１０の上部にリッド３６を接合した構成としたが、表面実装パッケージ１０に実装する電子部品によってはリッドを設けない構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る表面実装パッケージの断面図である。
【図２】本実施の形態に係る表面実装パッケージの底面図である。
【図３】外部電極の第一変形例を説明するための表面実装パッケージの底面図である。
【図４】外部電極の第二変形例を説明するための表面実装パッケージの底面図である。
【図５】本実施の形態に係る表面実装パッケージと部品とを基板に実装した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１０………表面実装パッケージ、１２（１２ａ，１２ｂ）………平面絶縁基板、１４ａ，１４ｂ………枠型絶縁基板、２０………圧電振動片、２６………底面、２７………段差、２８………外部電極、４０………基板、４２………部品。
【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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