(57)【要約】      （修正有）【課題】  ＩＣチップと容器間のバンプの接続状態を、外部から容易に、かつ、確実に、目視検査できる構造を持つ圧電発振器を提供すること。【解決手段】  圧電素子５を気密封止してなる圧電振動子１と、発振回路を構成するＩＣチップ７と、ＩＣチップ７を実装するための電極パッド１２が設けられＩＣチップ７を収容し圧電振動子１を蓋として気密封止しする容器１０とを備え、容器１０がＩＣチップ７を収納するキャビティ部１５と、ＩＣチップ７に設けられるバンプ８の位置と対応してキャビティ部１５の底面に設けられる電極パッド１２とを有し、電極パッド１２の形状が五角形以上の多角形又は楕円形に形成されて構成されている。【選択図】  図２
2007036814.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電素子を気密封止してなる圧電振動子と、発振回路を構成するＩＣチップと、前記ＩＣチップを実装するための電極パッドが設けられ前記ＩＣチップを収容し前記圧電振動子を蓋として気密封止しする容器とを備え、
前記容器が前記ＩＣチップを収納するキャビティ部と、前記ＩＣチップに設けられるバンプの位置と対応して当該キャビティ部の底面に設けられる前記電極パッドとを有し、
前記電極パッドの形状が五角形以上の多角形又は楕円形に形成されて構成されていることを特徴とする圧電発振器。
【請求項２】
前記電極パッドの形状が、
前記五角形以上の多角形に代えて正六角形に形成されて構成されることを特徴とする請求項１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、電子機器に用いられる圧電発振器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、携帯用通信機器等の電子機器には圧電発振器が用いられている。
【０００３】
例えば、図４に示すように、従来の圧電発振器２００は、内部に圧電素子（図示せず）が収容されている圧電振動子２３を、キャビティ部２５内に前記の圧電素子の振動に基づいて発振出力を制御するＩＣチップ２６やコンデンサ（図示せず）等の電子部品素子が収容されている容器２１上に取着させた構造のものが知られており、かかる圧電発振器２００を図示しない電子機器のマザーボード等の外部配線基板上に載置させた上、容器２１の裏面つまり実装面に設けられている外部端子（図示せず）を外部配線基板の配線に半田接合することにより外部配線基板上に実装される（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
なお、圧電振動子２３や容器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ＩＣチップ２６の内部には、圧電振動子２３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圧電発振器２００の発振周波数を補正するための温度補償回路（図示せず）が設けられており、圧電発振器２００を組み立てた後、上述の温度補償データをＩＣチップ２６のメモリ内に格納すべく、容器２１の裏面や外側面等に温度補償データ書込用の書込制御端子２７が設けられていた。この書込制御端子２７に温度補償データ書込装置のプローブ針を当ててＩＣチップ２６内のメモリに温度補償データを入力することにより、温度補償データがＩＣチップ２６のメモリ内に書込まれる。
このようなＩＣチップ２６を容器２１の上に搭載した場合の断面図を図５（a）に示す。図５（ａ）において、高さ数１０μｍ〜数１００μｍ程度のバンプ２８を挟んでＩＣチップ２６と容器２１が対面するように配置されており、バンプ２８を介して電極パッド２９と接続用パッドが接続されている。この接続状態は主として外側からの目視で検査されるが、更に確実な方法として、予めバンプ２８の大きさを変えた検査用バンプ２２をＩＣチップ２６の一部に形成しておき、電気的接続を検査する方法も取られている。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−５４８８１号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した従来の圧電発振器の目視検査方法では、図５（ｂ）に示すように容器２１側の電極パッド２９がバンプ２８と同形状の円形となっており、外部から狭い空間にあるバンプ２８の接合状態を十分に観察することが出来ないという欠点があった。また、検査用バンプ２２を用いた場合、検査は確実になるが、そのための電極パッド２９の面積を検査用バンプ２２の投影面積より大きくする必要があるため、ＩＣチップ２６の小型化が困難であるという欠点があった。
【０００８】
本発明は前記欠点に鑑み考え出されたものであり、ＩＣチップと容器との間のバンプの接続状態を、外部から容易に、かつ、確実に、目視検査できる構造を持つ圧電発振器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の圧電発振器は、圧電素子を気密封止してなる圧電振動子と、発振回路を構成するＩＣチップと、前記ＩＣチップを実装するための電極パッドが設けられ前記ＩＣチップを収容し前記圧電振動子を蓋として気密封止しする容器とを備え、前記容器が前記ＩＣチップを収納するキャビティ部と、前記ＩＣチップに設けられるバンプの位置と対応して当該キャビティ部の底面に設けられる前記電極パッドとを有し、前記電極パッドの形状が五角形以上の多角形又は楕円形に形成されて構成されていることを特徴とする圧電発振器である。
【００１０】
また、本発明の圧電発振器は、上記構成において電極パッドの形状が、前記五角形以上の多角形に代えて正六角形に形成しても良い。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の圧電発振器によれば、圧電素子を気密封止してなる圧電振動子と、発振回路を構成するＩＣチップと、前記ＩＣチップを実装するための電極パッドが設けられ前記ＩＣチップを収容し前記圧電振動子を蓋として気密封止しする容器とを備え、前記容器が前記ＩＣチップを収納するキャビティ部と、前記ＩＣチップに設けられるバンプの位置と対応して当該キャビティ部の底面に設けられる前記電極パッドとを有し、前記電極パッドの形状が五角形以上の多角形又は楕円形に形成されていることから、前記ＩＣチップに設けられるバンプ（円形状）の形状と電極パッド形状が異なるので、バンプの接続状態の確認を容易に行うことが可能となる。
【００１２】
また、本発明の圧電発振器によれば、前記電極パッドの形状が、前記五角形以上の多角形に代えて正六角形に形成されていることから、バンプの外形が円形状であり、バンプの外形（円形状）を正六角形の電極バッドに内接して配置可能となり、正六角形の電極パッドの面積をバンプの外形面積まで近づけることが可能となる。これにより、圧電発振器が小型化され、それに伴い容器が小型となっても、キャビティ部の底面に容易に正六角形の電極パッドを配置可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に、本発明を実施するための最良の形態（以下、「実施形態」という。）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。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。なお、電極パッドの形状を正六角形として説明する。
【００１４】
図１は余剰部を含む容器の一例を示す平面図である。図２は、図１のＸ−Ｘ断面における容器に圧電振動子を接続した状態を示す断面図である。図３は、余剰部を含む容器をウェハの状態で示す平面図である。
【００１５】
図１及び図３に示すように、容器１０は、セラミックウエハー基板３０の状態において、容器部Ａ１−Ａ２部分を切断することによって得られる。また、容器部Ａ１−Ａ２と隣接して余剰部Ｂ１、Ｂ２が設けられている。また、容器部Ａ１−Ａ２と余剰部Ｂ２との境目にまたがって、複数個の書込制御端子１１が形成されている。
【００１６】
図２に示すように、本発明に係る圧電発振器１００は、ＩＣチップ７を収容するキャビティ部１５とこのキャビティ部１５の底面にＩＣチップ７を搭載するための正六角形の電極パッド１２とが形成された容器１０と、バンプ８が設けられた当該ＩＣチップ７と、前記キャビティ部１５を塞ぐように設けられる圧電素子５を収容した圧電振動子１とから主に構成されている。
【００１７】
また、容器１０の底面の裏側、つまり、電子機器（図示せず）のマザーボードと向かい合う面に外部接続電極端子１９が設けられている。また、キャビティ部１５を囲う側面となる枠壁１３、枠壁１３の外側面には複数個の書込制御端子１１が形成されている。なお、本発明の圧電発振器においては枠壁１３の一部には開放部９（図１参照）が形成されている。
【００１８】
また、図２に示すように、枠壁１３の上面には、圧電素子５が収容されている圧電振動子１を載置して固定した構造を有している。また、ＩＣチップ７を収容するキャビティ部１５を有する容器１０とその上面に搭載されたＩＣチップ７の回路形成面（下面）には回路保護材１４が被膜されており、この回路保護材１４によりＩＣチップ７と容器１０間を外部からの塵の浸入から保護している。
【００１９】
つまり、本発明に係る圧電発振器１００の特徴部分は図１、図２に示すように、ＩＣチップ７をバンプ８を介して容器１０に実装固着する場合に、ＩＣチップ７に設けられるバンプ８の位置と対応する容器１０側に形成した電極パッド１２の形状を正六角形に形成した点にある。これにより、ＩＣチップ７に設けられるバンプ８と容器１０上面の電極パッド１２との接合状態を容易に目視またはＸ線検査装置等の外観検査装置で測定することが可能となる。つまり、本発明の電極パッド１２によれば、電極パッド１２が正六角形であるので、半田等からなるバンプ８が熱溶融により変形すると、バンプ８は正六角形状の電極パッド１２上に広がり、電極パッド１２側の形状が正六角形となって電極パッド１２に接合される。このようにバンプ８が変形することにより、バンプ８と電極パッド１２との接続状態を容易に確認することが可能となる。
【００２０】
ここで、図２に示す圧電振動子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基板２と、基板２と同様のセラミック材料から成る側壁３、４２アロイやコバール、リン青銅等の金属から成る蓋体４とから成り、基板２の上面に側壁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圧電振動子１が構成され、側壁３の内側に位置する基板２の上面に圧電素子５が実装されている。
【００２１】
また、図２においてＩＣチップ７を収容するキャビティ部１５を有する容器１０の開放部９は捨代部Ｂ１まで開口されており、捨代部Ｂ１の開放部９は、容器１０のキャビティ部１５に配置されたＩＣチップ７の回路形成面（下面）のバンプ８を保護するための回路保護材１４の形成状態を確認するための確認口とし利用される。この開放部９は、確認の後に埋められることとなる。
【００２２】
また、圧電振動子１は、その内部に、例えば、基板２の上面と側壁３の内面と蓋体４の下面とで囲まれる空間部内に圧電素子５を収容して気密封止されており、基板２の上面には圧電素子５の振動電極に接続される一対の搭載パッド等が、また、基板２の下面には後述する容器１０上の枠壁１３に接続される複数個の接続用端子１７がそれぞれ設けられ、これらのパッドや端子は基板２表面の配線パターンや基板２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。
【００２３】
また、圧電振動子１の内部に収容される圧電素子５は、所定の結晶軸でカットされており、両主面に一対の振動電極を被着・形成されている。この圧電素子５は、外部からの変動電圧が一対の振動電極を介して圧電片に印加されると、所定の周波数で厚みすべり振動を起こす。
【００２４】
ここで圧電振動子１の蓋体４を圧電振動子１の接続用端子１７や容器１０の接続用端子１８を介して後述するグランド端子用の外部接続電極端子１９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、圧電素子５やＩＣチップ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、圧電振動子１の蓋体４は圧電振動子１の接続用端子１７や容器１０の接続用端子１８を介してグランド端子用の外部接続電極端子１９に接続させておくことが好ましい。
【００２５】
そして、上述した圧電振動子１が取着されるＩＣチップ７を収容するキャビティ部１５を有する容器１０は概略矩形状を成しており、ガラス布基材エポキシ樹脂やポリカーボネイト，エポキシ樹脂，ポリイミド樹脂等の樹脂材料やガラス−セラミック，アルミナセラミックス等のセラミック材料等によって平板状を成すように形成されている。
【００２６】
また、ＩＣチップ７を収容するキャビティ部１５を有する容器１０は、容器部Ａ１−Ａ２の下面の四隅部に４つの外部接続電極端子１９（電源電圧端子、グランド端子、発振出力端子、発振制御端子）が形成され、上面の四隅部を囲む周縁には枠壁１３が、また上面の中央域にはフリップチップ型のＩＣチップ７が、更に四隅部間の枠壁１３の外側側面には書込制御端子１１が設けられている。
【００２７】
また、容器１０の裏面つまり実装面に設けられている４つの外部接続電極端子１９は、圧電発振器１００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、圧電発振器１００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半田等の導電性接合材を介して電気的に接続されるようになっている。
【００２８】
また、容器１０の上面に設けられる枠壁１３は、ＩＣチップ７を収容するキャビティ部１５を有する容器１０と圧電振動子１との間に、ＩＣチップ７を配置させるのに必要な所定の間隔を確保しつつ、ＩＣチップ７を収容するキャビティ部１５を有する容器１０の接続用端子１８を圧電振動子１の接続用端子１７に接続するためのものである。
【００２９】
更に、上述したＩＣチップ７を収容するキャビティ部１５を有する容器１０の中央域には、複数個の正六角形の電極パッド１２が設けられており、これら電極パッド１２にＩＣチップ７の接続用パッドをバンプ８を介して電気的、及び機械的に接続させることによってＩＣチップ７がキャビティ部１５を有する容器１０上の所定位置に取着される。
【００３０】
また、ＩＣチップ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、圧電素子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圧電素子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。
【００３１】
なお、上述したＩＣチップ７の表面にはポリイミド等の絶縁材料から成る回路保護材１４が介在されており、この回路保護材１４により、ＩＣチップ７の表面を保護するとともに、ＩＣチップ７とバンプ８との間の電気的ショートを防止している。
【００３２】
これにより、従来はＩＣチップ７と容器１０との間には、ＩＣチップ７表面に形成された回路形成面を大気中の水分等によって腐食されるのを防止するためにアンダーフィル樹脂が充填されていたが、これに代えてＩＣチップ７を保護する回路保護材１４で、アンダーフィル樹脂機能を代用可能とすることができる。その結果、ＩＣチップ７と容器１０間にアンダーフィル樹脂が不要となり、圧電発振器の工数削減が可能となる。
【００３３】
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。
【００３４】
例えば、図２に示す本実施形態においては容器１０上に形成された電極パッド１２の形状を正六角形状に形成したが、これに代えて五角形、七角形、八角形、五角形以上の正多角形、楕円形、星型、シルエット状に現される形状、任意の曲線と直線とで組み合わされて閉領域を形成する形状や、曲線のみの形状、直線を組み合わせた形状など、円と正方形と長方形の三種以外の図形でも実施形態と同様の効果を奏する。
また、キャビティ部１５に、ＩＣチップ７の他にコンデンサなどの電子部品を収納してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の圧電発振器の図２に示すＸ−Ｘ線で切断した場合の断面図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ断面における容器に圧電振動子を接続した状態を示す断面図である。
【図３】余剰部を含む容器をウェハの状態で示す平面図である。
【図４】従来の圧電発振器の概略の斜視図である。
【図５】従来の圧電発振器の容器の概略の断面図と上面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１・・・圧電振動子
２・・・基板
３・・・側壁
４・・・蓋体
５・・・圧電素子
７・・・ＩＣチップ
８・・・バンプ
９・・・開放部
１０・・容器
１１・・書込制御端子
１２・・電極パッド
１３・・枠壁
１４・・回路保護材
１５・・キャビティ部
１７・・圧電振動子の接続用端子
１８・・容器の接続用端子
１９・・外部接続電極端子
３０・・セラミックウエハー基板
【図１】
2007036814.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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