(57)【要約】【課題】外部接続用パッドに設けた接地用パッド、及び電源用パッドと各機能ブロックに形成した所定の配線との配線距離を短縮するＩＣチップのパッド配列方法とそれを用いた水晶発振器とを提供する。【解決手段】本実施例は接地用パッド５をＩＣチップの中央部に配置して、四つの機能ブロックに形成した接地用配線と接地用パッドとを金属膜配線により接続したものである。そこで、機能ブロック６ａに形成した接地用配線は金属膜配線７ａを用いて接地用パッド５と接続され、機能ブロック６ｂに形成した接地用配線は金属膜配線７ｂを用いて接地用パッド５と接続され、機能ブロック６ｃに形成した接地用配線は金属膜配線７ｃを用いて接地用パッド５と接続され、機能ブロック６ｄに形成した接地用配線は金属膜配線７ｄを用いて接地用パッド５と接続され、四つの機能ブロック６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄと接地用パッド５との配線距離を短く、且つ均等にした。【選択図】    図１
2005268342.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に複数の機能ブロックが配置され、夫々の機能ブロックに形成した接地用配線、及び電源用配線を、一つの外部接続のための接地用パッド、及び一つの外部接続のための電源用パッドに金属膜配線を用いて接続した集積回路チップにおいて、
集積回路チップの中央部周辺に前記外部接続のための接地用パッドを配置し、各機能ブロックに形成した接地用配線と短距離で金属膜配線を用いて接続したことを特徴とする集積回路チップ。
【請求項２】
内部に複数の機能ブロックが配置され、夫々の機能ブロックに形成した接地用配線、及び電源用配線を、一つの外部接続のための接地用パッド、及び一つの外部接続のための電源用パッドに金属膜配線を用いて接続した集積回路チップにおいて、
集積回路チップの中央部周辺に前記外部接続のための接地用パッド及び外部接続のための電源用パッドを配置し、各機能ブロックに形成した接地用配線と前記接地用パッドとを、及び各機能ブロックに形成した電源用配線と前記電源用パッドとを、短距離で金属膜配線を用いて接続したことを特徴とする集積回路チップ。
【請求項３】
前記集積回路チップが、水晶発振回路を構成する水晶発振器用集積回路チップであることを特徴とする請求項１又は２記載の集積回路チップ。
【請求項４】
請求項３に記載の水晶発振器用集積回路チップの外部接続用のパッドにバンプを形成し、水晶発振器を構成するセラミックパッケージに設けた所定のパッドに、フリップチップ実装にて搭載したことを特徴とする水晶発振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は集積回路チップ（以降、ＩＣチップと称す）とこれを用いた水晶発振器に関し、特にＩＣチップ内部に形成する接地用配線、及び電源用配線のインピーダンスを低減するようパッドを配列したＩＣチップの外部接続用のパッド配列と、この配列を採用した水晶発振器用ＩＣチップを用いた水晶発振器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話器等の移動体通信機器は、低価格化及び、小型化が急激に進み、この為、これに使用される水晶発振器への低価格化及び、小型化の要求が強まっている。このような要求に対して、水晶発振回路を集積化して部品点数を削減することが行われている。水晶発振器用ＩＣチップの内部回路はその機能を満足させるため、アナログ回路とメモリー回路（ディジタル回路）とを有する構造となっており、複数の機能ブロックから構成される。そこで以降、ＩＣチップの例として水晶発振器用ＩＣチップを用いて説明する。
【０００３】
図５に、従来の水晶発振器用ＩＣチップの外観構造例を示す。図５は底面図を示し、水晶発振器用ＩＣチップは、底面の長辺方向の端部に複数の外部接続用パッド１を配列している。又、水晶発振器用ＩＣチップの内部回路は、機能ブロック毎に分散配置されており、例えば図５に示す如く２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄのように４つの機能ブロックが配置されているものとする。機能ブロックにおけるアナログ回路は、厳しい特性が要求されるが、電源電圧の低電圧化の流れや、チップサイズの小型化により要求される仕様を満足することが厳しくなっている。特に、チップサイズを小型化すると内蔵される素子が微細となり、素子間を接続する配線が細くなることによる配線抵抗を無視することが出来なくなり、配線抵抗の増加等が性能の劣化を招く原因ともなっていた。
【０００４】
又、外部接続用の各パッドは、パッドと素子間の配線を短くするため、各機能ブロックに対応するパッドを、各機能ブロックの近辺に配置するのが一般的であり、図５に示した水晶発振器用ＩＣチップでは、水晶発振器用ＩＣチップの長辺方向の端面に沿って各機能ブロックに対応するパッドを配置している。各パッドと素子間の距離が長いと配線抵抗や配線容量を生ずる共に、水晶発振器用ＩＣチップが高周波信号用のものであるとカップリングによる周辺回路への影響や自身の特性劣化の原因となることがある。そこで、各パッドと素子間の距離を短くすることで性能の劣化を防止している。
【特許文献１】特開２００１−２９１７４３号公報
【特許文献２】特開平６−１６３７００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、全てのパッドと各機能ブロックを構成する素子間の配線距離を最短とするように配列することは困難である場合が多く、特に、外部接続用のパッドに設けた接地用パッド、及び電源用パッドと各機能ブロックに形成した接地用配線、及び電源用配線間の接続については、機能ブロック毎に全て配線が必要であり、例えば四つの機能ブロックに形成した接地用配線、及び電源用配線の夫々と一箇所の接地用パッド、及び一箇所の電源用パッドとを配線すると、機能ブロックの位置により長い配線と短い配線とが生じる。
【０００６】
図６は、従来の水晶発振器用ＩＣチップにおいて、各機能ブロックに形成した接地用配線と接地用パッドとの接続を示す図である。図６に示すように、外部接続用の接地用パッド３と各機能ブロック２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄに形成した接地用配線とを接続する金属膜配線において、ブロック２ａに形成した接地用配線から接地用パッド３へ接続する金属膜配線４ａと、及びブロック２ｃに形成した接地用配線から接地用パッド３へ接続する金属膜配線４ｃは短いが、ブロック２ｂに形成した接地用配線から接地用パッド３へ接続する金属膜配線４ｂ及び、ブロック２ｄに形成した接地用配線から接地用パッド３へ接続する金属膜配線４ｄは長くなってしまうという問題が生じていた。接地用配線はインピーダンスが低いことが重要であり、インピーダンスが高いと流れる電流により電位差が生じ各機能ブロックの回路の特性に影響を及ぼすことがある。
【０００７】
このような問題を解決する手段として特開平６−１６３７００号公報により開示されている発明があり、これによると、接地用パッド、或いは電源用パッドを複数基板四辺に分散して設け、各機能ブロックに形成した接地用配線、及び電源用配線との距離が最短となる接地用パッド、及び電源用パッドとを接続することにより、抵抗値の大きい金属膜配線を短くして配線抵抗を減少させるものであるが、ＩＣのチップサイズに余裕がある場合は複数の接地用パッド、電源用パッドを設けることも可能であるものの、更なる小型化を要求されている水晶発振器用ＩＣチップにおいては得策ではない。
本発明は上述したような問題を解決するためになされたものであって、外部接続用パッドに設けた接地用パッド、及び電源用パッドと各機能ブロックに形成した接地用配線、及び電源用配線との配線距離を短縮するＩＣチップのパッド配列方法とそれを用いた水晶発振器とを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明に係わるＩＣチップのパッド配列方法とそれを用いた水晶発振器は、以下の構成をとる。
請求項１に記載したＩＣチップは、内部に複数の機能ブロックが配置され、夫々の機能ブロックに形成した接地用配線、及び電源用配線を、一つの外部接続のための接地用パッド、及び一つの外部接続のための電源用パッドに金属膜配線を用いて接続した集積回路チップにおいて、集積回路チップの中央部周辺に前記外部接続のための接地用パッドを配置し、各機能ブロックに形成した接地用配線と短距離で金属膜配線を用いて接続するよう構成する。
【０００９】
請求項２に記載したＩＣチップは、内部に複数の機能ブロックが配置され、夫々の機能ブロックに形成した接地用配線、及び電源用配線を、一つの外部接続のための接地用パッド、及び一つの外部接続のための電源用パッドに金属膜配線を用いて接続した集積回路チップにおいて、集積回路チップの中央部周辺に前記外部接続のための接地用パッド及び外部接続のための電源用パッドを配置し、各機能ブロックに形成した接地用配線と前記接地用パッドとを、及び各機能ブロックに形成した電源用配線と前記電源用パッドとを、短距離で金属膜配線を用いて接続するよう構成する。
【００１０】
請求項３に記載したＩＣチップは、前記集積回路チップが、水晶発振回路を構成する水晶発振器用集積回路チップで構成する。
【００１１】
請求項４に記載した水晶発振器は、請求項３に記載の水晶発振器用集積回路チップの外部接続用パッドにバンプを形成し、水晶発振器を構成するセラミックパッケージに設けた所定のパッドに、フリップチップ実装にて搭載するよう構成する。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載の発明は、接地用パッドをＩＣチップの中央部に配置したので、各機能ブロックに形成した接地用配線と接地用パッド間の配線を短縮することが出来、接地用配線のインピーダンスを低下することから、各機能ブロックの回路の特性を向上する上で大きな効果を発揮する。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、接地用パッド及び電源用パッドとをＩＣチップの中央部周辺に配置したので、各機能ブロックに形成した接地用配線と接地用パッド間、及び各機能ブロックに形成した電源用配線と電源用パッド間の配線を短縮することが出来、接地用配線、及び電源用配線のインピーダンスを低下することから、各機能ブロックの回路の特性を向上する上で大きな効果を発揮する。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、本発明におけるＩＣチップのパッド配列を用いて水晶発振器用ＩＣを構成したため、水晶発振器の小型化、及び特性の向上を図る上で大きな効果を発揮する。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、本発明における水晶発振器用ＩＣを使用して水晶発振器を構成したため、水晶発振器の小型化、及び特性の向上を図る上で大きな効果を発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図示した実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。
本実施例においては、水晶発振器用ＩＣチップの長辺方向の端面に沿って設けていた接地用パッド、及び電源用パッドをＩＣチップの中央部に配置し、全ての機能ブロックに形成した接地用配線、及び電源用配線と短距離で接地用パッド、及び電源用パッドとを接続した。
【００１７】
図１は、本発明に係る水晶発振器用ＩＣチップの外部接続用パッド配列の第一の実施例を示す図である。図１は水晶発振器用ＩＣチップの底面図を示し、本実施例は接地用パッド５をＩＣチップの中央部に配置して、四つの機能ブロックに形成した接地用配線と接地用パッドとを金属膜配線により接続したものである。そこで、機能ブロック６ａに形成した接地用配線は金属膜配線７ａを用いて接地用パッド５と接続され、機能ブロック６ｂに形成した接地用配線は金属膜配線７ｂを用いて接地用パッド５と接続され、機能ブロック６ｃに形成した接地用配線は金属膜配線７ｃを用いて接地用パッド５と接続され、機能ブロック６ｄに形成した接地用配線は金属膜配線７ｄを用いて接地用パッド５と接続され、四つの機能ブロック６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄに形成した接地用配線と接地用パッド５との配線距離を短く、且つ均等にした。従って本第一の実施例によれば、接地用パッドの数を増やすことなく、接地用配線のインピーダンスを低下させ、接地用配線のインピーダンスが各機能ブロックの回路の特性に影響を及ぼすことを低減する。
【００１８】
又、本水晶発振器用ＩＣチップは水晶発振器に搭載する際、フリップチップ実装が可能であり、接地用パッド５と、他の外部接続用パッド８には金、又はハンダ等からなるバンプを形成し、水晶発振器用ＩＣチップを水晶発振器を構成するパッケージに設けた所定の電極に超音波等を印加してフリップチップ実装することが出来る。
【００１９】
図２は、本発明に係る水晶発振器用ＩＣチップの外部接続用パッド配列の第二の実施例を示す図である。図２は水晶発振器用ＩＣチップの底面図を示し、本実施例は接地用パッド９と電源用パッド１０とをＩＣチップの中央部に配置して、四つの機能ブロックに形成した接地用配線、及び電源用配線と、接地用パッド、及び電源用パッドとを金属膜配線により接続したものである。そこで電源用パッドへの接続について説明すると、機能ブロック６ａに形成した電源用配線は金属膜配線１１ａを用いて電源用パッド１０と接続され、機能ブロック６ｂに形成した電源用配線は金属膜配線１１ｂを用いて電源用パッド１０と接続され、機能ブロック６ｃに形成した電源用配線は金属膜配線１１ｃを用いて電源用パッド１０と接続され、機能ブロック６ｄに形成した電源用配線は金属膜配線１１ｄを用いて電源用パッド１０と接続され、四つの機能ブロック６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄに形成した電源用配線と電源用パッド１０との配線距離を短く、且つほぼ均等にしたものである。
【００２０】
一方、四つの機能ブロックに形成した接地用配線と接地用パッド９との接続も、四つの機能ブロックに形成した電源用配線と電源用パッド１０との接続の場合と同様に処理されて、四つの機能ブロック６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄに形成した接地用配線と接地用パッド９との配線距離を短く、且つほぼ均等にすることが出来る。（図２において、接地用パッドと四つの機能ブロックに形成した接地用配線との金属膜配線は図示を省略している。）従って本第二の実施例によれば、接地用パッドや電源用パッドの数を増やすことなく、接地用配線及び電源用配線のインピーダンスを低下させ、接地用配線及び電源用配線のインピーダンスが各機能ブロックの回路の特性に影響を及ぼすことを低減する。
【００２１】
又、水晶発振器用ＩＣチップは水晶発振器に搭載する際、フリップチップ実装が可能であり、接地用パッド９、電源用パッド１０、及び他の外部接続用パッド８には金、又はハンダ等からなるバンプを形成し、水晶発振器用ＩＣチップを水晶発振器を構成するパッケージに設けた所定の電極に超音波等を印加してフリップチップ実装することが出来る。
【００２２】
次に、本発明に係わる水晶発振器用ＩＣチップを用いた水晶発振器の構造について説明する。
図３は、本発明に係わる水晶発振器用ＩＣチップを搭載した水晶発振器の断面図を示す第一の実施例である。本実施例による水晶発振器は、本発明に係わるパッド配列を有する水晶発振器用ＩＣチップを、セラミックパッケージの所定のパッドにフリップチップ実装した構造であり、セラミックパッケージ本体の上面に形成された凹陥部内に、水晶振動素子と、発振回路を構成する回路部品である水晶発振器用ＩＣチップを搭載した状態で凹陥部開口部を金属蓋により封止したシングルシール構造である。そこで、水晶発振器１２は、セラミックパッケージ１３の上面に形成した凹陥部１４内に水晶振動素子１５と発振回路を構成する水晶発振器用ＩＣチップ１６とを搭載した上で、前記凹陥部１４の開口部を金属蓋１７によって気密封止する。
【００２３】
水晶振動素子１５は、凹陥部１４内の段差部１８上に設けたパッド上に導電性接着剤１９によって一端を片持ち支持されており、水晶発振器用ＩＣチップ１６は、外部接続用パッドに金、又はハンダ等からなるバンプ２０を形成し、超音波等を印加して凹陥部１４の底面に設けたパッドにフリップチップ実装により固定しており、各パッドと外部接続用端子２１との間はパッケージ内部において導体によって接続されている。
【００２４】
図４は、本発明に係わる水晶発振器用ＩＣチップを搭載した水晶発振器の断面図を示す第二の実施例である。本実施例による水晶発振器は、セラミックパッケージの上下両面に凹陥部を設け、上面側には水晶振動素子を搭載し、本発明に係わるパッド配列を有する水晶発振器用ＩＣチップを、下面の凹陥部にフリップチップ実装した構造である。そこで、水晶発振器２２は、セラミックパッケージ２３の上下両面に夫々凹陥部２４、２５を備えており、水晶振動素子１５は、上部凹陥部２４内の段差部２６上に設けたパッド上に導電性接着剤１９によって一端を片持ち支持され、金属蓋２７にて気密封止する。
【００２５】
又、水晶発振器用ＩＣチップ１６は、外部接続用パッドに金、又はハンダ等からなるバンプ２０を形成し、超音波等を印加して下部凹陥部２５の天井面に設けたパッドにフリップチップ実装により固定され、各パッドと外部接続用端子２８との間はパッケージ内部において導体によって接続されている。このように水晶振動素子１５と水晶発振器用ＩＣチップ１６を、一つのパッケージの両面に分離して設けられた凹陥部内に分離配置することにより、水晶振動素子１５を搭載した後で、水晶発振器用ＩＣチップ１６を組み込むことが可能となり、水晶発振器の組み立ての自由度が向上する。
以上、本発明を水晶発振器用ＩＣを例として説明したが、本発明は他の汎用ＩＣ、固有の機能を有するＩＣ等についても適応可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る水晶発振器用ＩＣチップの外部接続用パッド配列の第一の実施例を示す図である。
【図２】本発明に係る水晶発振器用ＩＣチップの外部接続用パッド配列の第二の実施例を示す図である。
【図３】本発明に係わる水晶発振器用ＩＣチップを搭載した水晶発振器の断面図を示す第一の実施例である。
【図４】本発明に係わる水晶発振器用ＩＣチップを搭載した水晶発振器の断面図を示す第二の実施例である。
【図５】従来の水晶発振器用ＩＣチップの外観構造例を示す。
【図６】従来の水晶発振器用ＩＣチップにおいて、各機能ブロックに形成した接地用配線と接地用パッドとの接続を示す図である。
【符号の説明】
【００２７】
１・・外部接続用パッド、              ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ・・機能ブロック、
３・・接地用パッド、                  ４・・金属膜配線、
５・・接地用パッド、                  ６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ・・機能ブロック、
７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ・・金属膜配線、８・・外部接続用パッド、
９・・接地用パッド、                １０・・電源用パッド、
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ・・金属膜配線、
１２・・水晶発振器、                  １３・・セラミックパッケージ、
１４・・凹陥部、                      １５・・水晶振動素子、
１６・・水晶発振器用ＩＣチップ、      １７・・金属蓋、
１８・・段差部、                      １９・・導電性接着剤、
２０・・バンプ、                      ２１・・外部接続端子、
２２・・水晶発振器、                  ２３・・セラミックパッケージ、
２４・・上部凹陥部、                  ２５・・下部凹陥部、
２６・・段差部、                      ２７・・金属蓋、
２８・・外部接続端子
【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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