(57)【要約】【課題】圧電振動子と、チップ化したＩＣ部品とを組み合わせて一体化した構成の表面実装型圧電発振器において、占有面積を大型化することなく、絶縁基板母材上に複数の発振器を組み立てた状態で、発振状態でのコンデンサの容量調整を行うことを可能とし、生産性向上、製造コスト低減を図る。【解決手段】底面に底部電極を備えると共に上面にランド４、５を備えた絶縁基板２と、絶縁基板のランド上にフリップチップ実装された圧電振動子１１と、該圧電振動子の直下に相当する絶縁基板上に搭載された発振回路を構成する電子部品２１と、を備えた表面実装型圧電発振器において、電子部品の少なくとも一つとしてレーザーによる被調整電極２２ａのトリミングが可能なコンデンサ２２を備え、絶縁基板には、該コンデンサを搭載する位置に貫通孔２ａを備え、コンデンサの被調整電極を貫通孔内に露出配置した。【選択図】      図１
2005045500.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
底面に底部電極を備えると共に上面にランドを備えた絶縁基板と、絶縁基板のランド上にフリップチップ実装された圧電振動子と、該圧電振動子の直下に相当する絶縁基板上に搭載された発振回路を構成する電子部品と、を備えた表面実装型圧電発振器において、
前記電子部品の少なくとも一つとしてレーザーによる被調整電極のトリミングが可能なコンデンサを備え、
前記絶縁基板には、該コンデンサを搭載する位置に貫通孔を備え、
前記コンデンサの被調整電極を前記貫通孔内に露出配置したことを特徴とする表面実装型圧電発振器。
【請求項２】
請求項１に記載された表面実装型圧電発振器を構成する絶縁基板を複数枚シート状に連結した絶縁基板母材であって、
前記各絶縁基板には、夫々、前記コンデンサを搭載する位置に被調整電極を露出させるための貫通孔を備えていることを特徴とする絶縁基板母材。
【請求項３】
請求項２に記載の絶縁基板母材を構成する各絶縁基板上に、請求項１に記載の圧電振動子と電子部品を搭載した状態で、絶縁基板母材の裏面側から前記各貫通孔内に露出した調整用コンデンサの被調整電極をレーザトリミングすることを特徴とする圧電発振器の周波数調整方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電振動子に対して電子部品を組み付けた表面実装型圧電発振器の改良に関し、特に絶縁基板母材上に圧電振動子と発振回路部品を多数組配列した状態で、レーザトリミングにより要調整部品を発振状態で調整することを可能とした表面実装型圧電発振器、絶縁基板母材、及び周波数調整方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話機等の移動体通信機器の普及に伴う低価格化、及び小型化の急激な進展により、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、従来から圧電振動子をパッケージ化するのみならず、周波数調整回路、周波数温度補償回路等を含む発振回路を集積化、ＩＣ化して部品点数低減による小型化、低価格化を図っている。
このような圧電発振器の構造として、例えば、図３に示したように底部に表面実装用の外部電極を有すると共に上面にランドを備えた絶縁基板１０１上に圧電振動子１０２と発振回路部品１０３を搭載するとともに、これらの搭載部品を含む絶縁基板上の空間を金属キャップ１０４によって包囲したものが知られている。発振回路部品１０３には、例えば要調整部品としてのコンデンサ１０３ａが含まれており、コンデンサ１０３ａの容量を削減することにより発振器の周波数帯を所定の周波数に微調整する作業が必要とされる。この種の用途に使用されるコンデンサとして、レーザー光によって電極面積を削減することによって容量の調整が可能となるレーザートリマブルコンデンサが知られている。
【０００３】
図３に示した発振器に於いては、キャップ１０４の一部に予めコンデンサ１０３ａの電極と対面する開口１０４ａを形成しておき、この開口を介して内部のコンデンサ電極を削減する微調整作業が実施される。
しかし、このように圧電振動子１０２と回路部品１０３を基板１０１上に並置した場合には小型化に限界があり、更なる小型化、小面積化が求められた場合には、十分なサイズの開口部をキャップに確保することが困難となる。
また、図４の従来例に示すように、基板１０１上に接合ボール１０５を介して圧電振動子１０２を二階建て構造で搭載すると共に、圧電発振器直下の絶縁基板上に回路部品１０３を搭載した構造も提案されている。このような圧電発振器に於いては、圧電振動子１０２が占有する領域を越えて絶縁基板面積を拡張し、この拡張領域上にレーザートリマブルコンデンサ１０３ａを搭載することによって、コンデンサの電極に対するレーザトリミングを容易にしている。しかし、この圧電発振器は絶縁基板面積を拡張した分だけ面積が大型化しているため、小型化の要請には対応できない構造である。
このようなところから、図５（ａ）に示すように接続ボール１０５によって形成される空間を利用して絶縁基板１０１上にコンデンサ１０３ａを搭載して占有面積の縮減を図ると共に、矢印で示す側方からレーザーを照射してコンデンサ側面に位置する電極をトリミングすることが行われている。しかし、図５（ｂ）に示すように絶縁基板個片１０１をシート状に連結した大面積の絶縁基板母材１１０を利用して圧電発振器をバッチ処理生産する場合には、隣接する他の圧電振動子や回路部品によって包囲された状態にあるコンデンサ１０３ａに対して側面からレーザーを照射できなくなるという不具合がある。このため、個片に分割したあとでレーザーを側面から照射してコンデンサの電極を削減する必要が生じ、生産効率が著しく低下する。
【０００４】
次に、特開２００２−１７１１５２公報には、セラミック容器内に圧電振動素子と回路部品とを収容した状態で蓋体によって容器上面を気密封止した構造の圧電デバイスを製造する際に、蓋体に形成した貫通穴を介して圧電振動素子上の電極膜に電子ビーム、或いは光ビームを照射してトリミングすることによって周波数を微調整する技術が開示されている。しかし、この技術は、回路部品上にオーバーハングする圧電振動素子上面の電極膜をトリミングする方法に過ぎず、蓋体を固定した後で圧電振動素子の下方に位置する要調整部品に対してトリミングすることは困難である。
【特許文献１】特開２００２−１７１１５２公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、表面実装用の絶縁基板上に圧電振動子をフリップチップ実装するとともに、圧電振動子直下のスペースを利用して絶縁基板上にチップ化したＩＣ部品から成る発振回路部品を搭載した圧電発振器において、占有面積を大型化することなく、絶縁基板母材上に多数の圧電発振器を組立完了した状態で、発振状態での要調整部品の調整を行うことを可能として、生産性向上、製造コスト低減を図ることができる表面実装型圧電発振器、絶縁基板母材、及び周波数調整方法を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１の発明に係る表面実装型圧電発振器は、底面に底部電極を備えると共に上面にランドを備えた絶縁基板と、絶縁基板のランド上にフリップチップ実装された圧電振動子と、該圧電振動子の直下に相当する絶縁基板上に搭載された発振回路を構成する電子部品と、を備えた表面実装型圧電発振器において、前記電子部品の少なくとも一つとしてレーザーによる被調整電極のトリミングが可能なコンデンサを備え、前記絶縁基板には、該コンデンサを搭載する位置に貫通孔を備え、前記コンデンサの被調整電極を前記貫通孔内に露出配置したことを特徴とする。
これによれば、絶縁基板と圧電振動子との間の空間内に収納されたコンデンサに対してレーザービームを照射することにより被調整電極を削減する調整作業を、発振器の側面からではなく絶縁基板の下方から行うことができるので、発振器の大型化を防ぎながら調整作業を含めた生産性を向上できる。
請求項２の発明に係る絶縁基板母材は、請求項１に記載された表面実装型圧電発振器を構成する絶縁基板を複数枚シート状に連結した絶縁基板母材であって、前記各絶縁基板には、夫々、前記コンデンサを搭載する位置に被調整電極を露出させるための貫通孔を備えていることを特徴とする。
これによれば、大面積の絶縁基板母材を用いて発振器を量産する場合に於いても、絶縁基板個片に夫々形成した貫通孔を介して各コンデンサをレーザートリミングできるので、分割前の周波数調整が可能であり、生産性を高めることができる。
請求項３の発明に係る圧電発振器の周波数調整方法によれば、請求項２に記載の絶縁基板母材を構成する各絶縁基板上に、請求項１に記載の圧電振動子と電子部品を搭載した状態で、絶縁基板母材の裏面側から前記各貫通孔内に露出した調整用コンデンサの被調整電極をレーザトリミングすることを特徴とする。
これによれば、バッチ処理時の生産性を高めることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に示した実施の形態にもとづいて詳細に説明する。
なお、以下の実施形態では、表面実装型圧電発振器の一例として表面実装型水晶発振器を用いて説明する。
図１は本発明の一実施態に係る表面実装型水晶発振器の構成説明図である  。
この水晶発振器１は、外底面に底部電極３を備えたガラスエポキシ等から成る絶縁基板２と、絶縁基板２上のランド４上に導体バンプ１６を用いてフリップチップ実装される水晶振動子１１と、水書振動子１１の直下に形成される空間を利用して絶縁基板上面の他のランド５上に搭載される発振回路部品２１と、から概略構成される。
水晶振動子１１は、底部に底部電極１２ａを備えたセラミックパッケージ１２と、セラミックパッケージ１２の上面開口を封止する金属蓋１３と、セラミックパッケージ内に気密封止された図示しない水晶振動素子（水晶基板上に励振電極を形成した素子）と、を備え、底部電極１２ａと導通した内部電極上に水晶振動素子を導電性接着剤等によって固定した構成を備えている。底部電極１２ａは、バンプ１６を介して絶縁基板上のランド４上に電気的機械的に接続固定される。発振回路部品２１には、レーザービームによって被調整電極２２ａをトリミングすることによって容量調整が可能なチップ部品としてのコンデンサ２２が含まれている。この実施形態では、被調整電極２２ａはコンデンサの下面に設けられており、コンデンサ２２は絶縁基板２上のランド５上に半田接続される。
絶縁基板２には、コンデンサ用のランド５上にコンデンサ２２を搭載した際に、下面の被調整電極２２ａを露出させるように貫通孔２ａが形成されている。従って、貫通孔２ａ内に露出した被調整電極２２ａをレーザーによりトリミングすることが可能となる。
このように組立てを完了した状態で、外部からコンデンサに対するトリミングが可能な構成を備えた発振器は、大面積の絶縁基板母材上にバッチ処理にて量産する場合においても、個片に分割する前の段階で個々の圧電発振器を構成するコンデンサに対してレーザーによる容量調整が可能となる。
【０００８】
即ち、図２は図１に示した圧電発振器を複数個、絶縁基板母材上に組み立てた状態を示す断面図である。
この絶縁基板母材３１は、図１に示した表面実装型圧電発振器を構成する絶縁基板２を複数枚シート状に連結した構成を備えており、各絶縁基板２上には、夫々、調整用のコンデンサ２２を搭載する位置に被調整電極２２ａを露出させるための貫通孔２ａを備えている。
調整用コンデンサ２２，他の回路部品２１，及び水晶振動子１１を各絶縁基板個片上に搭載完了した後で、図２に示すように、絶縁基板母材３１の裏面側から各貫通孔２ａ内に露出したコンデンサ２２の被調整電極２２ａをレーザトリミングすることにより、発振器の周波数調整を完了することができる。従って、個片に分割した後で行う煩雑な周波数調整作業が不要となり、小型化、小面積化を図りながら、生産性を高めることが可能となる。
なお、本発明は水晶振動子以外の圧電振動子を備えた発振器にも適用することができる。
【０００９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、圧電振動子と、チップ化したＩＣ部品とを組み合わせて一体化した構成の表面実装型圧電発振器において、占有面積を大型化することなく、絶縁基板母材上に複数の発振器を組み立てた状態で、発振状態でのコンデンサの容量調整を行うことを可能とし、生産性向上、製造コスト低減を図ることができる。
即ち、本発明では、絶縁基板に貫通孔を形成するとともに、この貫通孔内にコンデンサの被調整電極が露出されるようにコンデンサを搭載するように構成したので、バッチ処理によって絶縁基板母材上に複数の発振器を組み付けた状態で、全ての発振器のコンデンサに対するレーザトリミングが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る圧電発振器の構成を示す一部縦断面図。
【図２】本発明の圧電発振器を圧電基板母材を用いて量産した場合の構成を示す図。
【図３】従来例の発振器の断面図。
【図４】他の従来例の発振器の構成図。
【図５】他の従来例の発振器の説明図。
【符号の説明】
１  水晶発振器、２  絶縁基板、２ａ  貫通孔、３  底部電極、４  ランド、５  ランド、１１  水晶振動子（圧電振動子）、１２  パッケージ、１３  金属蓋、１６  導体バンプ、２１  発振回路部品、２２  コンデンサ、２２ａ  被調整電極、３１  絶縁基板母材。
【図１】
2005045500.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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