(57)【要約】 【課題】        本発明の目的は、集積回路素子と第１の容器との電気的接続が異方性導電樹脂塗布による、製造工程を簡略化した水晶発振器の製造方法を提供すること。【解決手段】        上記目的を達成する為本発明は、複数個の第１の空間部をもつ第１のシート基板の載置工程と、異方性導電樹脂が第１の空間部内の絶縁性基体表主面を覆うその注入工程と、異方性導電樹脂が注入された第１の空間部内に上方から加圧、及び加熱しながらの集積回路素子収容工程と、第２の空間部をもつ第２のシート基板載置工程と、第２の空間部内の絶縁性基体表主面上への水晶振動素子の搭載工程と、第２のシート基板に形成された第２の空間部上縁部に個々に蓋体を固着し、第２の空間部の気密封止工程と、第２のシート基板を個割りした水晶振動子形成工程と、第１の空間部上縁部への搭載工程と、第１のシート基板を個割りする水晶発振器形成工程からなり課題を解決する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性基体の表主面に設けられた凹形状の第１の空間部内の該絶縁性基体の表主面上に、発振回路が組み込まれた集積回路素子、及び電子部品素子が搭載され、該絶縁性基体の該第１の空間部上面に形成された凹形状の第２の空間部内に該集積回路素子、及び該電子部品素子と電気的に接続される水晶振動素子が収容され、該第２の空間部の開口上縁部に蓋体が載置され気密封止される水晶発振器の製造方法において、
複数個の該第１の空間部を有する第１のシート基板を載置する工程と、
異方性導電樹脂を該第１の空間部内の該絶縁性基体の表主面を覆うように注入する工程と、
該異方性導電樹脂が注入された該第１の空間部内に上方から加圧、及び加熱しながら該集積回路素子を収容する工程と、
複数個の凹形状の該第２の空間部を有する第２のシート基板を載置する工程と、
該第２の空間部内の該絶縁性基体の表主面上に該水晶振動素子を搭載する工程と、
該第２のシート基板に形成された該第２の空間部の上縁部に個々に蓋体を固着し該第２の空間部を気密封止する工程と、
該第２のシート基板を個割りして水晶振動子を形成する工程と、
該水晶振動子を該第１の空間部の上縁部に搭載する工程と、
該第１のシート基板を個割りして水晶発振器を形成する工程と、
からなる水晶発振器の製造方法。
【請求項２】
該集積回路素子を該第一の空間部に収容する際に、該集積回路素子の上方から加える圧力が３．０ＭＰａ以上４．０ＭＰａ以下、また加熱温度を１２０ ℃以上１８０ ℃以下とする請求項１に記載の水晶発振器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯用通信機器等の電子機器に用いられる水晶発振器等に集積回路素子をフリップチップ実装する水晶発振器の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、携帯用通信機器等の電子機器に水晶発振器が用いられている。
【０００３】
かかる従来の水晶発振器としては、例えば図７に示す如く、内部に図中には示されていないが、水晶振動素子が収容されている水晶振動子２３を、キャビティ部２５内に前記の水晶振動素子の振動に基づいて発振出力を制御する集積回路素子２７やコンデンサ等の電子部品素子が収容されている第１の容器２１上に取着させた構造のものが知られており、かかる水晶発振器をマザーボード等の外部配線基板上に載置させた上、第１の容器２１の下面に設けられている外部端子を外部配線基板の配線にはんだ接合することにより外部配線基板上に実装される。
【０００４】
なお、水晶振動子２３や第１の容器２１は、通常、セラミック材料によって形成されており、その内部や表面には配線導体が形成され、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り製作される。
【０００５】
また、前記集積回路素子２７の回路形成面（下面）には、水晶振動素子の温度特性に応じて作成された温度補償データに基づいて水晶発振器の発振周波数を補正するための温度補償回路が設けられており、集積回路素子２７と第１の容器２１ははんだバンプ２６により、電気的かつ機械的に接続されておりその間には集積回路素子２７の回路形成面を保護する目的で樹脂２８が被着されていた。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１３８３２１号公報
【特許文献２】特開２００２−３２９８３９号公報
【０００７】
なお、出願人は前記した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を、本件出願時までに発見するに至らなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した従来の水晶発振器のキャビティ部２５に集積回路素子２７を搭載する構造の水晶発振器においては、水晶発振器の製造工程において、集積回路素子２７と第１の容器２１との電気的接続にはんだが必要であり、従来の製法においては集積回路素子２７のはんだバンプと対応する第１の容器２１の上面にはんだを１点ずつ塗布しており、製造工程が複雑であり、製造工数の削減が不可能であった。
【０００９】
本発明は上記欠点に鑑み考え出されたものであり、従ってその目的は、水晶発振器の製造工程において、集積回路素子２７と第１の容器２１との電気的接続のためのはんだ塗布工程を不要とし、製造工程の簡略化が可能な水晶発振器の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の水晶発振器の製造方法は、絶縁性基体の表主面に設けられた凹形状の第１の空間部内の該絶縁性基体の表主面上に、発振回路が組み込まれた集積回路素子、及び電子部品素子が搭載され、先の絶縁性基体の第１の空間部上面に形成された凹形状の第２の空間部内に先述の集積回路素子、及び電子部品素子と電気的に接続される水晶振動素子が収容され、第２の空間部の開口上縁部に蓋体が載置され気密封止される水晶発振器の製造方法において、複数個の該第１の空間部を有する第１のシート基板を載置する工程と、異方性導電樹脂を第１の空間部内の絶縁性基体の表主面を覆うように注入する工程と、
異方性導電樹脂が注入された第１の空間部内に上方から加圧、及び加熱しながら集積回路素子を収容する工程と、複数個の凹形状の該第２の空間部を有する第２のシート基板を載置する工程と、第２の空間部内の該絶縁性基体の表主面上に水晶振動素子を搭載する工程と、第２のシート基板に形成された第２の空間部の上縁部に個々に蓋体を固着し第２の空間部を気密封止する工程と、第２のシート基板を個割りして水晶振動子を形成する工程と、水晶振動子を第１の空間部の上縁部に搭載する工程と、第１のシート基板を個割りして水晶発振器を形成する工程とからなることを特徴とする。
【００１１】
また、集積回路素子を第一の空間部に収容する際に、先の集積回路素子の上方から加える圧力が３．０ＭＰａ以上４．０ＭＰａ以下、また加熱温度を１２０ ℃以上１８０ ℃以下とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の水晶発振器の製造方法によれば、第１の空間部の上面に集積回路素子を搭載し、前記第１の空間部の上縁部に水晶振動子を搭載して構成する水晶発振器の製造方法において、従来のはんだ接続構造の集積回路素子に代えて異方性導電樹脂を先の第１の空間部内の異方性導電樹脂を第１の空間部内の絶縁性基体の表主面を覆うように注入する工程により、集積回路素子と絶縁性基体との接続を異方性導電樹脂により行うことで、従来のはんだ塗布工程が不要となるとともに異方性導電樹脂が保護膜とし作用させることも可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、各図においての同一の符号は同じ対象を示すものとする。
【００１４】
図１は、本発明の水晶発振器の製造工程図であり、図２は本発明の水晶発振器の概略の断面図であり、図３は図２の水晶発振器の集積回路素子７搭載面の第１の容器２０の絶縁性基体６上に異方性導電樹脂１１を塗布した状態を示す概略の上面図である。また、図４は本発明の製造方法を示した概略の断面図である。図２に示す水晶発振器は、下面に外部端子１０が設けられ、上面に枠壁部１３、集積回路素子７が取着され搭載されている第１の容器２０上に、水晶振動素子５が収容されている水晶振動子１を載置して固定した構造を有している。また、図２に示す水晶発振器の集積回路素子７搭載面の上面図では、絶縁性基体６の周囲に樹脂注入口３０が形成された枠壁部１３、枠壁部１３の上面にはんだ１９が形成されている。また、枠壁部１３は外部端子１０にビアホール等で接続されている。
【００１５】
図２において水晶振動子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性基体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と同様の金属から成る蓋体４とから成り、絶縁性基体２の上面にシールリング３を取着させ、その上面に蓋体４を載置して固定させることによって水晶振動子１が構成され、シールリング３の内側に位置する絶縁性基体２の上面に水晶振動素子５が実装される。
【００１６】
また、水晶振動子１は、その内部に、具体的には絶縁性基体２の上面とシールリング３の内面と蓋体４の下面とで囲まれる空間内に水晶振動素子５を収容して気密封止するためのものであり、絶縁性基体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電極パッド等が、絶縁性基体２の下面には後述する絶縁性基体６上の枠壁部１３に接続される複数個の接合電極１８がそれぞれ設けられ、これらのパッドや電極は基板表面の配線パターンや基板内部に埋設されているビアホール等を介して、対応するもの同士、相互に電気的に接続されている。
【００１７】
一方、水晶振動子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・形成して成り、外部からの変動電圧が一対の振動電極を介して水晶片に印加されると、所定の周波数で厚みすべり振動を起こす。
【００１８】
ここで水晶振動子１の蓋体４を水晶振動子１の配線導体８や絶縁性基体６の配線導体９を介してグランド端子に接続させておけば、その使用時に、金属から成る蓋体４が基準電位に接続されてシールド機能が付与されることと成るため、水晶振動素子５や集積回路素子７を外部からの不要な電気的作用から良好に保護することができる。従って、水晶振動子１の蓋体４は水晶振動子１の配線導体８や絶縁性基体６の配線導体９を介してグランド端子に接続させておくことが好ましい。
【００１９】
そして、上述した水晶振動子１が取着される第１の容器２０は概略矩形状を成しており、水晶振動子１と同様の基板材料からなり、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性基体６と、絶縁性基板６と同様の材料からなる枠壁部１３が絶縁性基体６の上面周囲に形成されている。また、上述のように枠壁部１３の一部は樹脂注入口３０のために開放された構造となっている。
【００２０】
また、図２、図３に示すように絶縁性基体６には、絶縁性基体６の下面の四隅部に４つの外部端子１０が形成され、絶縁性基体６の上面の枠壁部１３の四隅部の接合電極１８の上面にははんだ１９が設けられている。
【００２１】
絶縁性基体６の下面に設けられている４つの外部端子１０は、水晶発振器をマザーボード等の外部配線基板に接続するための端子として機能するものであり、水晶発振器を外部配線基板上に搭載する際、外部配線基板の回路配線とはんだ等の導電性接合材を介して電気的に接続されるように成っている。
【００２２】
また、前記絶縁性基体６の上面周囲に設けられる枠壁部１３は、絶縁性基体６と水晶振動子１との間に、集積回路素子７を配置させるのに必要な所定の間隔を確保しつつ、絶縁性基体６の配線導体９を水晶振動子１の配線導体８に接続するためのものである。
【００２３】
更に、図示してはいないが枠壁部１３には、枠壁部１３の側面に設けられる複数個の書込制御端子が形成されており、書込制御端子は絶縁性基体６の配線導体９を介して集積回路素子７の電極パッド（不図示）と電気的に接続されている。
【００２４】
更に、上述した絶縁性基体６の中央域には、複数個の電極パッド１７が設けられており、これら電極パッド１７は異方性導電性樹脂１１を介して集積回路素子７の集積回路素子側電極パッド１２に電気的かつ機械的に接続させることによって集積回路素子７が絶縁性基体６上の所定位置に取り付けられる。
【００２５】
前記の集積回路素子７は、その回路形成面（下面）に、周囲の温度状態を検知する感温素子、水晶振動素子５の温度特性を補償する温度補償データを格納するメモリ、メモリ内の温度補償データに基づいて水晶振動素子５の振動特性を温度変化に応じて補正する温度補償回路、先の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おり、この発振回路で生成された発振出力は、外部に出力された後、例えば、クロック信号等の基準信号として利用される。
【００２６】
ここで、本発明の水晶発振器の特徴的な製造工程を説明する。図４は本発明の概略の製造工程を示す水晶発振器の側面方向からみた概略の断面図であり、図５は異方性導電樹脂１１の塗布工程（塗布〜接続）の詳細な工程を示した第１の容器２０の側面方向からみた概略の断面図である。ここで本発明の水晶発振器の製造方法は、凹状の開口部を持つ第１の容器２０に集積回路素子７を搭載し、第１の容器２０の上に密閉容器の水晶振動子５を搭載して構成する水晶発振器の製造方法において、図４に示すように、複数個の第１の空間部１５を有する第１のシート基板３１を載置する工程（記号丸１）即ち、図１のＳ１０１と、異方性導電樹脂１１を第１の空間部１５内の絶縁性基体６の表主面を覆うように注入する工程（記号丸２）即ち、図１のＳ１０２と、異方性導電樹脂１１が注入された第１の空間部１５内に上方から加圧（３〜４ＭＰａ程度）、及び加熱（１２０℃〜１８０℃）しながら集積回路素子７を収容する工程（記号丸３）即ち、図１のＳ１０３と、図５には図示しないが別工程で作成される複数個の凹形状の該第２の空間部１６を有する第２のシート基板（不図示）、を載置する工程、即ち図１のＳ１０４と、第２の空間部内の絶縁性基体２の表主面上に水晶振動素子１２を搭載する工程（図１のＳ１０５）と、第２のシート基板（不図示）に形成された第２の空間部の上縁部に個々に蓋体４を固着し第２の空間部１６を気密封止する工程、即ち図１のＳ１０６と、第２のシート基板（不図示）を個割りして水晶振動子１を形成する工程（図１のＳ１０７）と、水晶振動子１を第１の空間部１５の上縁部に搭載する工程（図３の記号丸２）（図１のＳ１０８）と、第１のシート基板３１を個割りして水晶発振器を形成する工程、即ち図１のＳ１０９とからなることから、異方性導電樹脂１１は集積回路素子７を搭載するパッド領域１４全体に一括して塗布することが可能となり、水晶発振器の製造工数の削減が可能となる。
【００２７】
また、本発明の水晶発振器の製造方法においては、集積回路素子７を搭載するパッド領域１４全面に異方性導電樹脂１１を塗布してから集積回路素子７を搭載すること工程となることから、異方性導電樹脂１１と集積回路素子１７間にボイドの発生がなく接続信頼性の高い水晶発振器を得ることが可能となる。
【００２８】
なお、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。
【００２９】
例えば、上述の実施形態においては、集積回路素子７と絶縁性基体６との間には異方性導電樹脂１１を介在されているが異方性導電性樹脂１１に換えてシート状の異方性導電樹脂シートを用いても構わない。この場合も本発明の技術的範囲に含まれることは言うまでも無い。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の水晶発振器の製造工程図である。
【図２】本発明の実施形態にかかる水晶発振器を側面方向からみた概略の断面図である。
【図３】本発明の実施形態にかかる水晶発振器を構成する第１の容器に異方性導電性樹脂を塗布した状態を示す上方向からみた概略の上面図である。
【図４】本発明の実施形態にかかる水晶発振器の概略の製造方法を示した側面方向からみた概略の断面図である。
【図５】本発明の実施形態にかかる異方性導電樹脂の塗布方法（塗布〜接続）を示した第１の容器の側面方向からみた概略の断面図である。
【図６】本発明の実施形態にかかる第１のシート基板の概略の上面図である。
【図７】従来の水晶発振器を側面方向からみた概略の断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１・・・水晶振動子
２・・・絶縁性基体
３・・・シールリング
４・・・蓋体
５・・・水晶振動素子
６・・・絶縁性基体
７・・・集積回路素子
８・・・水晶振動子の配線導体
９・・・絶縁性基体の配線導体
１０・・・外部端子
１１・・・異方性導電樹脂
１２・・・集積回路素子側電極パッド
１３・・・枠壁部
１４・・・パッド領域
１５・・・第１の空間部
１６・・・第２の空間部
１７・・・電極パッド
１８・・・接合電極
１９・・・はんだ
２０・・・第１の容器
３０・・・樹脂注入口
３１・・・第１のシート基板
【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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