(57)【要約】【課題】  パッケージ内部を引き回される導電パターンに生じる浮遊容量を少なくするとともに、圧電振動片と、該圧電振動片にワイヤボンディングで直接導通される電子部品との導通を確保する圧電発振器を提供する。【解決手段】  圧電発振器１０は、パッケージ内に収納した圧電振動片１４と電子部品とが、一端を前記電子部品に接合したワイヤ３６を介して電気的に接続されている圧電発振器１０において、前記ワイヤ３６の他端を接合する電極と前記圧電振動片１４を接合するマウント電極３２とが同一平面に形成した構成である。また前記ワイヤ３６の他端を前記圧電振動片１４に形成された接続電極３８に接合した構成にもできる。【選択図】    図１
2005167792.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パッケージ内に収納した圧電振動片と電子部品とが、一端を前記電子部品に接合したワイヤを介して電気的に接続されている圧電発振器において、前記ワイヤの他端を接合する電極と前記圧電振動片を接合するマウント電極とが同一平面に形成してあることを特徴とする圧電発振器。
【請求項２】
パッケージ内に収納した圧電振動片と電子部品とが、一端を前記電子部品に接合したワイヤを介して電気的に接続されている圧電発振器において、前記ワイヤの他端を前記圧電振動片に形成された接続電極に接合したことを特徴とする圧電発振器。
【請求項３】
前記ワイヤの周囲に導電性接着剤を塗布するとともに、前記導電性接着剤を用いてマウント電極上に前記圧電振動片を実装し、前記導電性接着剤を介して前記ワイヤと前記圧電振動片とを電気的に接続したことを特徴とする請求項１または２に記載の圧電発振器。
【請求項４】
電子部品の上方に前記圧電振動片を設けたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の圧電発振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は圧電発振器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
圧電発振器は様々な電子機器に搭載され、電子機器の基準信号源や基準周波数源等として利用されている。図５に圧電発振器の構造の一例を示す。圧電発振器１００はパッケージベース１０１内に、圧電振動片１０２と、発振回路を構成する半導体集積回路（ＩＣ）チップ１０３が実装され、パッケージベース１０１の上面にリッド１０４を接合した構成である。詳しくは、平面絶縁シート１０５上に枠幅の異なる複数の枠型絶縁シート１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃを、枠幅の広いシートを下にして順に積層していき、階段状の側壁を備えた凹陥部１０７を有するパッケージベース１０１を形成している。すなわちパッケージベース１０１の最下層となる第１層は平面絶縁シート１０５であり、第２層、第３層および第４層は枠型絶縁シート１０６が積層されている。このパッケージベース１０１に設けられた凹陥部１０７の第１層の上面には接着剤を用いてＩＣチップ１０３が実装され、第２層の上面に設けられたセカンド電極１０８とＩＣチップ１０３に設けられたパッド（不図示）にワイヤボンディングが施されて導通している。
【０００３】
また第３層の上面に設けられたマウント電極１０９には、導電性接着剤１１０を用いて圧電振動片１０２が実装されている。このマウント電極１０９は、第３層に設けられたスルーホール等および第２層と第３層の間に設けられたメタライズパターンからなる導通パターン１１１を介して、セカンド電極１０８と導通している。
【０００４】
このようなパッケージベースに導通パターンを設けたことについて開示されたものとして、例えば特許文献１が挙げられる。
【特許文献１】特開平１１−１６３６７０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、パッケージベース内に導通パターンが引き回される場合、導通パターンに浮遊容量が生じて、圧電発振器の発振特性が悪くなる等の悪影響を及ぼす虞がある。また導通パターンが引き回される距離が長くなる程、浮遊容量が大きくなる問題点がある。さらに圧電発振器が搭載される電子機器によっては、高周波数を必要とするものがあるが、電子機器で使用する周波数帯域が高周波数になればなるほど、導通パターンに生じる浮遊容量が大きくなる問題点がある。
【０００６】
またマウント電極やセカンド電極は、絶縁シート上にタングステンやモリブデン等の金属をメタライズ印刷した後に、ニッケルやクロム等のメッキを施し、最後に金メッキを施して形成される。しかしパッケージベースに接着剤を用いてＩＣチップを実装し、前記接着剤を熱硬化させると、マウント電極およびセカンド電極を構成するニッケルまたはクロムが金表面、すなわちマウント電極およびセカンド電極の表面に析出してしまう問題点がある。このニッケルまたはクロムが析出したパッケージベースを空気に曝すと、析出したニッケルまたはクロムが酸化されて抵抗が高くなる問題点がある。すると圧電振動片とマウント電極、およびＩＣチップとセカンド電極の導通、すなわち圧電振動片とＩＣチップの導通が悪くなる問題点がある。
【０００７】
本発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになされたもので、導通パターンに生じる浮遊容量を少なくするとともに、圧電振動片と電子部品の導通を確保する圧電発振器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、本発明に係る圧電発振器は、パッケージ内に収納した圧電振動片と電子部品とが、一端を前記電子部品に接合したワイヤを介して電気的に接続されている圧電発振器において、前記ワイヤの他端を接合する電極と前記圧電振動片を接合するマウント電極とが同一平面に形成してあることを特徴としている。また前記ワイヤの他端を前記圧電振動片に形成された接続電極に接合した構成にできる。
【０００９】
これによりパッケージ上に導通パターンを引き回すことなく圧電振動片と接合するマウント電極、または圧電振動片に形成された接続電極と、電子部品とを、ワイヤを介して電気的に接続できるので、導通パターンに生じる分の浮遊容量をなくすことができる。またパッケージにマウント電極と導通するセカンド電極を設ける必要がないので、セカンド電極を設けるのに必要であったパッケージベースを構成する絶縁シートを１層少なくすることができ、圧電発振器を薄型化することができる。
【００１０】
また前記ワイヤの周囲に導電性接着剤を塗布するとともに、前記導電性接着剤を用いてマウント電極上に前記圧電振動片を実装し、前記導電性接着剤を介して前記ワイヤと前記圧電振動片とを電気的に接続したことを特徴としている。これにより導電性接着剤を介して、および導電性接着剤とマウント電極とを介して、圧電振動片とワイヤを導通できる。よってマウント電極において導通不良が発生しても、導電性接着剤を介して圧電振動片とワイヤの導通を確保することができる。
【００１１】
また前記電子部品の上方に前記圧電振動片を設けたことを特徴としている。これにより電子部品の側方に圧電振動片を設ける場合に比べて、圧電発振器を小型化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明に係る圧電発振器の好ましい実施の形態を説明する。まず第１の実施形態について説明する。図１に第１の実施形態に係る圧電発振器の説明図を示す。図１（ａ）は圧電発振器の断面図であり、同図（ｂ）は平面図である。なお図１（ｂ）ではリッドを省略して記載している。第１の実施形態に係る圧電発振器１０は、パッケージベース１２内に圧電振動片１４と半導体集積回路（ＩＣ）チップ１６が実装され、パッケージベース１２の上面にリッド１８を接合した構成である。
【００１３】
パッケージベース１２は絶縁シートを３層積層してなる構造である。すなわちパッケージベース１２は、このパッケージベース１２の最下層となる矩形の平面絶縁シート２０を有している。この最下層上に、平面絶縁シート２０と外形が同じであり、一方の短辺側によって穴部を形成した枠型絶縁シート２２が積層されている。この枠型絶縁シート２２はパッケージベース１２の中間層となる。この中間層上に、平面絶縁シート２０と外形が同じであり、周縁部のみを残して中央部全体に穴部を形成した枠型絶縁シート２４が積層されている。この枠型絶縁シート２４はパッケージベース１２の最上層になる。そして上述した絶縁シートを積層することにより穴部は凹陥部となり、パッケージベース１２の中間層に第１凹陥部２６を、最上層に第２凹陥部２８を形成した構成となる。すなわちパッケージベース１２は階段状の凹陥部を備えている。
【００１４】
このパッケージベース１２の中間層の上面に、第１凹陥部２６よりも前記一方の短辺側、および第１凹陥部２６よりもパッケージベース１２の長手方向に沿う辺の側に、ワイヤボンディングが施されるセカンド電極３０が形成されている。また前記一方の短辺に対向する他方の短辺側における第１凹陥部２６の近傍の中間層上面に、圧電振動片１４を実装するマウント電極３２が形成されている。このマウント電極３２はワイヤボンディングが施される電極と同一平面で形成されている。そしてセカンド電極３０およびマウント電極３２は、例えば絶縁シート上にタングステンやモリブデン等の金属をメタライズ印刷した後に、ニッケルやクロム等の金属のメッキを施し、最後に金メッキを施して形成される。
【００１５】
このようなパッケージベース１２の第１凹陥部２６に、接着剤を用いて発振回路を構成するＩＣチップ１６が実装されている。このＩＣチップ１６上には複数のパッド３４が形成され、前記パッド３４とセカンド電極３０にワイヤボンディングが施されて、ワイヤ３６を介してＩＣチップ１６とセカンド電極３０が導通している。なお図１においては電子部品としてＩＣチップ１６のみを記載しているが、電子部品は圧電振動片１４とワイヤ３６を介して導通されるものであれば如何なるものでもよく、例えば電子部品としてＩＣチップ１６とバリキャップを実装し、圧電振動片１４、ＩＣチップ１６およびバリキャップにワイヤボンディングを施して導通させることができる。
【００１６】
また圧電振動片１４に設けられた接続電極３８をＩＣチップ１６側に向けて、導電性接着剤４０を用いてマウント電極３２上に圧電振動片１４が実装されている。そしてＩＣチップ１６に形成された前記パッド３４と、圧電振動片１４を実装するマウント電極３２、または圧電振動片１４に設けられた接続電極３８とにワイヤボンディングが施されて、圧電振動片１４とＩＣチップ１６が導通されている。このとき、マウント電極３２にワイヤ３６が接続される箇所、または接続電極３８にワイヤ３６が接続される箇所におけるワイヤ３６の周囲に導電性接着剤４０が塗布されて、ワイヤ３６を導電性接着剤で封止している。すなわち導電性接着剤４０により圧電振動片１４を実装するとともに、導電性接着剤４０がワイヤ３６に塗布されて、ワイヤ３６を封止している。
【００１７】
ところで圧電振動片１４には、振動片の両面に形成された励振電極４２と導通する接続電極３８が設けられているので、ＩＣチップ１６にも接続電極３８に対応して２つのパッド３４が設けられている。そして一方のパッド３４が一方の接続電極３８と導通し、他方のパッド３４が他方の接続電極３８と導通している。
【００１８】
なお図１では矩形の圧電振動片１４を用いた形態で記載しているが、圧電振動片１４としてＡＴカットやＢＴカット等の厚み滑り振動を生じる矩形の圧電振動片の他に、屈曲振動を生じる音叉型圧電振動片等を用いることができる。
【００１９】
そしてパッケージベース１２の上面にリッド１８が接合されて、パッケージ内部が気密封止される。なおガラス製リッドが接合されるときは低融点ガラスを介してパッケージベース１２上に接合され、金属製リッドが接合されるときはシーム溶接により接合される。
【００２０】
次に、マウント電極３２上に圧電振動片１４を実装するとともに、ワイヤボンディングを施す実装方法について説明する。まずマウント電極３２上にワイヤボンディングを施す第１の実装方法について説明する。図２に第１の実装方法に係るマウント電極部分の断面図を示す。なお図２では圧電振動片に設けられる励振電極を省略して記載している。最初に、ボンディング装置を用いてマウント電極３２に金等からなるワイヤ３６がボンディングされる。そしてマウント電極３２上に導電性接着剤４０が塗布される。このときワイヤ３６の周囲にも導電性接着剤４０が塗布されるので、ワイヤ３６が導電性接着剤４０で封止される。導電性接着剤４０が塗布された後に、マウント電極３２上に圧電振動片１４が実装される。このとき圧電振動片１４の下方および側方に形成された接続電極３８が導電性接着剤４０と接触し、導通される。また圧電振動片１４とワイヤ３６が直接に接触することはない。そして導電性接着剤４０が硬化すると、導電性接着剤４０により圧電振動片１４とワイヤ３６が固定される。これにより、圧電振動片１４とワイヤ３６は導電性接着剤４０を介して、および導電性接着剤４０とマウント電極３２を介して導通される。
【００２１】
次に、圧電振動片１４の接続電極３８にワイヤボンディングを施す第２の実装方法について説明する。図３に第２の実装方法に係るマウント電極部分の断面図を示す。なお図３では圧電振動片に設けられる励振電極を省略して記載している。まずマウント電極３２上に、圧電振動片１４の下方に形成された接続電極３８と接合する量の導電性接着剤４０が塗布される。そして導電性接着剤４０上に圧電振動片１４が載置されて、圧電振動片１４の下方に形成された接続電極３８とマウント電極３２が導電性接着剤４０を用いて接合固着される。そして圧電振動片１４の上方に形成された接続電極３８にワイヤボンディング装置を用いて、金等からなるワイヤ３６がボンディングされる。この後、マウント電極３２上にさらに導電性接着剤４０を塗布して、圧電振動片１４の側方および上方に形成された接続電極３８、およびワイヤ３６の周囲を封止すると、導電性接着剤４０により圧電振動片１４とワイヤ３６が固定される。これにより、圧電振動片１４とワイヤ３６は直接、および導電性接着剤４０を介して導通される。
【００２２】
このような圧電発振器１０では、圧電振動片１４とＩＣチップ１６とを導通させる配線をワイヤ３６にするとともに、マウント電極３２または接続電極３８にワイヤボンディングを施したので、導通パターンを介して導通させるよりも配線が短く、かつ配線距離が最短になっている。このため従来技術に係る圧電発振器のように、パッケージベース内に導通パターンを引き回した場合に比べて、導通パターンに生じる分の浮遊容量をなくすことができる。このとき幅が０．２５ｍｍの導通パターンを１ｍｍ削減することができれば、０．１ｐＦの浮遊容量を削減することができる。
【００２３】
またマウント電極３２にワイヤボンディングを施した場合、圧電振動片１４とワイヤ３６は導電性接着剤４０を介して、および導電性接着剤４０とマウント電極３２を介して導通される。このため、マウント電極３２の表面に金メッキの下地層の金属、すなわちニッケルやクロムが析出して酸化したとしても、導電性接着剤４０を介して圧電振動片１４とワイヤ３６の導通を確保できる。
【００２４】
またワイヤ３６を介して圧電振動片１４とＩＣチップ１６を直接に導通できるので、従来技術に係る圧電発振器のようにマウント電極と導通するセカンド電極を必要とせず、パッケージベースを構成する絶縁シートを１層削減できる。これにより圧電発振器１０を薄型化できるとともに、圧電発振器１０の製造コストを削減することができる。
【００２５】
次に、第２の実施形態について説明する。図４に第２の実施形態に係る圧電発振器の説明図を示す。図４（ａ）は圧電発振器の断面図であり、図４（ｂ）は平面図である。なお図４（ｂ）ではリッドを省略して記載している。また第１の実施形態に係る圧電発振器１０と構成が同じ部分の説明は省略または簡略する。第２の実施形態に係る圧電発振器５０は、パッケージベース５２内にＩＣチップ５４と、このＩＣチップ５４の上方に圧電振動片５６とを実装し、パッケージベース５２の上面にリッド７４を接合した構成である。
【００２６】
パッケージベース５２は３層構造であり、パッケージベース５２の中央部における中間層に第１凹陥部５８を、最上層に第２凹陥部６０が形成され、パッケージベース５２の内壁は階段状に形成されている。中間層の上面における、ある一辺にマウント電極６２が形成されている。このマウント電極６２は圧電振動片５６に形成された接続電極６４の位置に対応して設けられるとともに、圧電振動片５６の外側へ向かって延設されている。すなわちマウント電極６２は圧電振動片５６よりもはみ出して形成されている。また中間層の上面における他の三辺にセカンド電極６６が形成されている。
【００２７】
このようなパッケージベース５２の第１凹陥部５８に、接着剤を用いてＩＣチップ５４が実装されている。ＩＣチップ５４上には複数のパッド６８が形成されている。このパッド６８はＩＣチップ５４の周縁付近に設けられているが、マウント電極６２が設けられた側の中央部にはパッドが設けられていない。
【００２８】
また前記マウント電極６２には、導電性接着剤７０を用いて圧電振動片５６が実装されている。このとき接続電極６４をパッケージベース５２の外側へ向けて実装され、ＩＣチップ５４上に圧電振動片５６が設けられた構成となる。なお図４では圧電振動片５６を音叉型圧電振動片として記載しているが、ＡＴカットやＢＴカット等の圧電振動片であってもよい。
【００２９】
そして圧電振動片５６からの最短位置、すなわち圧電振動片５６の外側へ延設された部分のマウント電極６２と前記パッド６８、およびセカンド電極６６と前記パッド６８にワイヤボンディングが施され、これらのワイヤ７２を介して圧電振動片５６とＩＣチップ５４、およびＩＣチップ５４とセカンド電極６６が導通している。このとき前記パッド６８はＩＣチップ５４の周縁部に設けられ、かつ圧電振動片５６の下方に設けられていないので、圧電振動片５６とワイヤ７２が接触することはない。
【００３０】
このような圧電発振器５０はＩＣチップ５４上に圧電振動片５６を設けているので、圧電発振器５０を小型化することができる。また第１の実施形態に係る圧電発振器１０と同様の効果を得ることができる。なお第２の実施形態においても、電子部品としてＩＣチップ５４ばかりでなく、バリキャップ等の圧電振動片５６と直接導通される電子部品を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】第１の実施形態に係る圧電発振器の説明図である。
【図２】第１の実装方法に係るマウント電極部分の断面図である。
【図３】第２の実装方法に係るマウント電極部分の断面図である。
【図４】第２の実施形態に係る圧電発振器の説明図である。
【図５】従来技術に係る圧電発振器の断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０………圧電発振器、１２………パッケージベース、１４………圧電振動片、１６………半導体集積回路（ＩＣ）チップ、２６………第１凹陥部、２８………第２凹陥部、３０………セカンド電極、３２………マウント電極、３６………ワイヤ、５０………圧電発振器、５２………パッケージベース、５４………半導体集積回路（ＩＣ）チップ、５６………圧電振動片、５８………第１凹陥部、６０………第２凹陥部、６２………マウント電極。
【図１】
2005167792.tif 000003
【図２】
2005167792.tif 000004
【図３】
2005167792.tif 000005
【図４】
2005167792.tif 000006
【図５】
2005167792.tif 000007