(57)【要約】【目的】安価で小型化を促進する表面実装発振器を提供する。【構成】一主面の周回する外周に金属膜９を有して他主面に実装電極７を有する矩形状のセラミック基板４と、前記金属膜９に開口端面がロウ付けされた凹状の金属カバー５とからなる密閉容器１とを備え、前記密閉容器１内にＩＣチップ２と水晶片３とを収容してなる表面実装用の水晶発振器であって、前記セラミック基板４は両主面ともに水平面とした平板状とし、前記ＩＣチップ２は前記セラミック基板４の一主面に回路機能面がバンプ１２を用いて固着され、前記水晶片３の引出電極１４の延出した長さ方向の一端部は前記ＩＣチップ２の回路機能面とは反対面の一端部上に直接又は補助基板２１を介在させて固着され、前記水晶片３の一端部両側に延出した引出電極１４は前記セラミック基板４上に設けられた中継端子１６と少なくともワイヤーボンディングによる導線２０を経て電気的に接続した構成とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一主面の周回する外周に金属膜を有して他主面に実装電極を有する矩形状のセラミック基板と、前記金属膜に開口端面がロウ付けされた凹状の金属カバーとからなる密閉容器とを備え、前記密閉容器内にＩＣチップと水晶片とを収容してなる表面実装用の水晶発振器であって、前記セラミック基板は両主面ともに水平面とした平板状とし、前記ＩＣチップは前記セラミック基板の一主面に回路機能面がバンプを用いて固着され、前記水晶片の引出電極の延出した長さ方向の一端部は前記ＩＣチップの回路機能面とは反対面の一端部上に直接又は補助基板を介在させて固着され、前記水晶片の一端部両側に延出した引出電極は前記セラミック基板上に設けられた中継端子と少なくともワイヤーボンディングによる導線を経て電気的に接続したことを特徴とする表面実装用の水晶発振器。
【請求項２】
前記セラミック基板と前記水晶片とは長さ方向が一致し、前記中継端子は前記セラミック基板の長さ方向の一端部両側である請求項１の表面実装用の水晶発振器。
【請求項３】
前記水晶片は前記ＩＣチップの回路機能面とは反対面に一端部が絶縁性接着剤によって固着され、前記引出電極と前記中継端子とはワイヤーボンディングによって直接に接続した請求項１の表面実装用の水晶発振器。
【請求項４】
前記水晶片は引出電極の延出した一端部両側が前記補助基板の水晶保持端子に導電性接着剤によって固着され、前記補助基板は前記ＩＣチップの回路機能面とは反対面に絶縁性接着剤によって固着され、前記水晶保持端子は前記中継端子とワイヤーボンディングによって電気的に接続したことを特徴とする表面実装用の水晶発振器。
【請求項５】
前記セラミック基板は単層であって、前記実装電極は前記セラミック基板に設けたビアホールによって前記ＩＣチップと電気的に接続した請求項１の表面実装用の水晶発振器。
【請求項６】
前記セラミック基板は積層であって、前記実装電極は前記セラミック基板の積層面を経て前記ＩＣチップと電気的に接続した請求項１の表面実装用の水晶発振器。
【請求項７】
前記セラミック基板は積層であって、前記セラミック基板の側面には温度補償データの書込端子が設けられた請求項１の表面実装用の水晶発振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は表面実装用水晶発振器(以下、表面実装発振器とする）を技術分野とし、特に小型で安価な表面実装発振器に関する。
【背景技術】
【０００２】
（発明の背景）
表面実装発振器は小型・軽量であることから、特に携帯電話を代表としてコンパクトな移動型の電子機器に、周波数や時間の基準源として内蔵される。このようなものの一つに、本出願人による表面実装発振器がある（特許文献１参照）。
【０００３】
（従来技術の一例）
第３図は一従来例を説明する表面実装発振器の図で、同図（ａ）は断面図、同図（ｂ）はＩＣチップの回路機能面（一主面）の図、同図（ｃ）は水晶片の平面図である。
【０００４】
表面実装発振器は密閉容器１内にＩＣチップ２と水晶片３とを収容してなる。密閉容器１はセラミック基板（実装基板）４と金属カバー５とからなる。セラミック基板４は矩形状とした平板状の第１セラミック４ａと開口部を有して凹部を形成する第２セラミック４ｂとを積層してなる。第１セラミック４ａは積層面側の表面（凹部底面）にＩＣチップ２と電気的に接続する回路端子６を有し、裏面の４角部に実装電極７を有する。
【０００５】
実装電極７はスルーホールによる側面電極及び第１と第２セラミック４（ａｂ）との積層面を経て、ＩＣチップ２のＩＣ端子８が固着される回路端子６に電気的に接続する。側面電極は図示しないセット基板への実装時に半田フィレットを形成する。第２セラミック４ｂは外周に封止用の金属膜９を有し、一端部両側に水晶保持端子１０を有する。金属カバー５は凹状とし、開口端面が第２セラミック４ｂの金属膜９上に接合される。例えば共晶合金ＡuＳn等の金属ロウ１１を用いた熱圧着によって接合される。
【０００６】
ＩＣチップ２は少なくとも発振回路を有し、回路機能面である一主面にＩＣ端子８を有する。そして、第１セラミック４ａ上の回路端子６にバンプ１２を用いた超音波熱圧着によって固着される。これにより、ＩＣチップ２の各ＩＣ端子８と実装電極７及び水晶保持端子１０とが電気的に接続する。
【０００７】
ＩＣ端子８は少なくとも一対の水晶端子、及び実装電極７と電気的に接続する電源、出力、アース、自動制御（ＡＦＣ）端子を有する。水晶片３は両主面に励振電極１３を有し、長さ方向の一端部両側に引出電極１４を延出する。そして、引出電極１４の延出した一端部両側が水晶保持端子１０に導電性接着剤１５等によって固着される。水晶保持端子１０はＩＣチップ２の水晶端子と電気的に接続する。
【０００８】
このようなものでは、図示しない凹状とした積層セラミックからなる容器本体に平板状の金属カバー５を接合したものに比較し、特に金属カバー５を凹状としてセラミック基板４の外周に接合する。したがって、容器本体の枠幅例えば0.35ｍｍに比較して、金属カバー５の厚み例えば0.08ｍｍとして段に小さいので、内積を大きくできる。逆に言えば、小型化を促進できる。
【特許文献１】特開２００３−３１８６９０号公報
【特許文献２】実開平６−４８２１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
（従来技術の問題点）
しかしながら、上記構成の表面実装発振器では、セラミック基板４は第１と第２セラミック４（ａｂ）とを積層するので、単価が下がらない問題があった。特に、第２セラミック４ｂは開口部を有して打ち抜き加工を有するので、割り高になる問題があった。
【００１０】
また、セラミック基板４は水晶片３の一端部両側を保持する段部を要するので、ＩＣチップ２を収容する面積は制限される。特に、付加価値を高める温度補償機構等を集積化した場合は、ＩＣチップ２は大型化するので、段部はセラミック基板４の小型化（小面積化）を阻む問題もあった。
【００１１】
（発明の目的）
本発明は安価で小型化を促進する表面実装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】
【００１２】
本発明は、特許請求の範囲（請求項１）に示したように、一主面の周回する外周に金属膜を有して他主面に実装電極を有する矩形状のセラミック基板と、前記金属膜に開口端面がロウ付けされた凹状の金属カバーとからなる密閉容器とを備え、前記密閉容器内にＩＣチップと水晶片とを収容してなる表面実装用の水晶発振器であって、前記セラミック基板は両主面ともに水平面とした平板状とし、前記ＩＣチップは前記セラミック基板の一主面に回路機能面がバンプを用いて固着され、前記水晶片の引出電極の延出した長さ方向の一端部は前記ＩＣチップの回路機能面とは反対面の一端部上に直接又は補助基板を介在させて固着され、前記水晶片の一端部両側に延出した引出電極は前記セラミック基板上に設けられた中継端子と少なくともワイヤーボンディングによる導線を経て電気的に接続した構成とする。
【発明の効果】
【００１３】
このような構成であれば、セラミック基板は両主面ともに水平面として開口部を有する枠部は設けないので、セラミック基板の単価を低減できる。また、水晶片はＩＣチップ上に設けられるので、セラミック基板には水晶片の一端部両側を固着する段部を要しない。そして、水晶片の一端部両側の引出電極はワイヤーボンディングによって中継端子に接続するので、水晶片の一端部と中継端子との間の距離を短くできる。したがって、セラミック基板の内積を大きくして小型化できる。
【００１４】
（実施態様項）
本発明の請求項２では、前記セラミック基板と前記水晶片とは長さ方向が一致し、前記中継端子は前記セラミック基板の長さ方向の一端部両側とする。これにより、セラミック基板の長さを短縮して小型化できる。
【００１５】
同請求項３では、請求項１の前記水晶片は前記ＩＣチップの回路機能面とは反対面に一端部が絶縁性接着剤によって固着され、前記引出電極と前記中継端子とはワイヤーボンディングによって直接に接続する。これによれば、ＩＣチップに水晶片の対向面が直接に固着されるので、部品点数を少なくできる。
【００１６】
同請求項４では、請求項１の前記水晶片は引出電極の延出した一端部両側が補助基板の水晶保持端子に導電性接着剤によって固着され、前記補助基板は前記ＩＣチップの回路機能面とは反対面に絶縁性接着剤によって固着され、前記水晶保持端子は前記中継端子とワイヤーボンディングによって電気的に接続する。これによれば、補助基板を用いるので、作業性を容易にする。
【００１７】
同請求項５では、請求項１の前記セラミック基板は単層であって、前記実装電極は前記セラミック基板に設けたビアホールによって前記ＩＣチップと電気的に接続する。これによれば、セラミック基板を単層とするので、単価をさらに安価にする。
【００１８】
同請求項６では、請求項１の前記セラミック基板は積層であって、前記実装電極は前記セラミック基板の積層面を経て前記ＩＣチップと電気的に接続する。これによれば、ＩＣチップは積層面を経て実装電極に電気的に接続するので、気密を確実にする。
【００１９】
同請求項７では、請求項１の前記セラミック基板は積層であって、前記セラミック基板の側面には温度補償データの書込端子が設けられる。これにより、安価で小型な温度補償発振器を構成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
（第１実施形態）
第１図は本発明の第１実施形態を説明する図で、同図（ａ）は表面実装発振器の断面図、同図（ｂ）はセラミック基板の平面図である。なお、前従来例と同一部分には同番号を付与してその説明は簡略又は省略する。
【００２１】
表面実装発振器は、前述したように、一主面の周回する外周に金属膜９を有する矩形状のセラミック基板４に、凹状の金属カバー５の開口端面を金属ロウ１１で接合した密閉容器１を備える。そして、密閉容器１内にＩＣチップ２と水晶片３とを収容してなる。
【００２２】
第1実施形態では、セラミック基板４は最小限の一層とし、両主面ともに水平面とした平板状とする。周回する金属膜９は例えば４角部の外周端から離間し、４角部の端面（側面）にはスルーホールによる側面電極７ｂが形成される。そして、セラミック基板４の一主面には回路端子６及び中継端子１６が形成される。また、水晶片３はＩＣチップ２の長さよりも短くする。
【００２３】
回路端子６はＩＣチップ２のＩＣ端子８に対応して長さ方向の両側に４個ずつの計８個が形成される。そして、前述のように、少なくとも一対の水晶端子６（Ｘ1、Ｘ2）、及び電源６（Ｖcc）、出力６（Ｖout）、アース６（Ｅ）、自動周波数制御６（ＡＦＣ）端子を有する。ここでのＩＣチップ２は、発振回路とともに温度補償機構を内臓し、温度補償データを書き込む２個の書込端子を有する。これに対応して、回路端子６は２個の書込端子６（Ｗ1、Ｗ2）を有する。
【００２４】
中継端子１６はセラミック基板４の長さ方向の一端部両側に設けられ、回路端子６中の水晶端子６（Ｘ1、Ｘ2）に導電路１７によって電気的に接続する。セラミック基板４の他主面（外表面、底面）には、側面電極７ｂと接続した実装電極７を有する。そして、ＩＣ端子８（回路端子６）中の電源６（Ｖcc）、出力６（Ｖout）、アース６（Ｅ）、自動周波数制御端子６（ＡＦＣ）と電気的に接続する。
【００２５】
また、他主面には書込端子６（Ｗ1、Ｗ2）に接続して温度補償データ書込み用のプローブが当接する書込表面端子７（Ｗ1、Ｗ2)が設けられる。書込表面端子７（Ｗ1、Ｗ2)は、両長辺の実装電極間６間の中央に設けられる。そして、実装電極７及び書込表面端子７（ａｂ）とこれに対応する各回路端子６とは、ビアホール１８及び一主面の導電路１７によって接続する。金属膜９は実装電極７中のアース端子７（Ｅ）にビアホール１８によって電気的に接続し、ケースアースとする。
【００２６】
ビアホール１８は、回路下地パターン（回路端子６、中継端子１６、導電路１７及び実装電極７）を印刷によって形成時する際、印刷材を貫通孔に充填する。印刷材は例えばモリブテン（Ｍo）やタングステン（Ｗ）からなる。そして、セラミック生地とともに一体的に焼成した後、例えば回路パターン上にメッキによるニッケル（Ｎi）及び金（Ａu）を積層して形成される。これにより、貫通孔は閉塞されて密閉を維持する。
【００２７】
ＩＣチップ２は従来同様にバンプ１２を用いた超音波熱圧着によって、各ＩＣ端子８が回路端子６に接続する。水晶片３はセラミック基板１と長さ方向が一致し、引出電極１４の延出した一端部の対向面が絶縁性接着剤１９によって、ＩＣチップ２の回路機能面とは反対面の一端部に固着される。この場合、水晶片の一端部はＩＣチップ２の面内として外周から突出しない。そして、セラミック基板４の中継端子１６と導線としての金線２０によるワイヤーボンディングによって接続する。
【００２８】
このような構成であれば、セラミック基板４を平板状の単層とする。したがって、セラミック基板４を最小数として平板なので、安価にできる。そして、水晶片３はＩＣチップ２上に直接に固着するので、一端部両側を保持する段部を要しない。したがって、水晶片３の長さを同一とすると、セラミック基板４の長さを短縮できる。逆に、セラミック基板４の長さを同一とすると、内積を大きくできる。
【００２９】
ちなみに、ＩＣチップ２の一端部から金属カバー５の内周面までを約0.3ｍｍにできる。これに対して、従来例での段部は接着剤の塗布面積も必要なので約0.4ｍｍを要し、さらにＩＣチップ２を凹部内に搭載するため約0.15ｍｍの間隙を要する。したがって、従来例では概ね0.55ｍｍを必要とすることから、0.25ｍｍ短縮できる。これにより、金属カバー５としたことによる縮小に加えてさらなる小型化もしくは内積を大きくできる。
【００３０】
また、水晶片３は一端部が絶縁性接着剤１９によってＩＣチップ２上に直接に固着される。したがって、ＩＣチップ２を水晶片３の保持台として兼用するので、部品点数を少なくできる。また、水晶片３はＩＣチップ２の長さよりも短くするので、セラミック基板４の大きさはＩＣチップ３の大きさに依存して小さくできる。
【００３１】
なお、水晶片３は水平に配置したが、他端側を上向きとして傾斜させ、ＩＣチップ２との接触を防止するようにしてもよい。この場合、ワイヤーボンディング（金線２０）のループ高さ程度とすれば、低背化を維持できる。また、底面に設けた書込表面端子６（Ｗ1、Ｗ2）は、セット基板に対する接続強度を高めるため、必要に応じて実装電極として適用できる。
【００３２】
（第２実施形態）
第２図は本発明の第２実施形態を説明する図で、同図（ａ）は表面実装発振器の断面図、同図（ｂ）は補助基板２１の平面図である。なお、第１実施形態と同一部分の説明は省略又は簡略する。
【００３３】
第２実施形態ではＩＣチップ２に水晶片３を直接に固着するのではなく、補助基板２１を介在させて水晶片３をＩＣチップ２上に搭載するもので、その他の構成は第１実施形態と同一とする。ここでの補助基板２１は例えば水晶片３と同一切断角度（ＡＴカット）とした水晶板からなり、一対の水晶保持端子１０を有する。
【００３４】
ここでは、先ず、前述同様の超音波熱圧着によってＩＣチップ２をセラミック基板４上に固着する。次に、絶縁性接着剤１９によって補助基板２１をＩＣチップ２上に固着する。次に、引出電極１４の延出した水晶片３の一端部両側を導電性接着剤１５によって、補助基板２１の水晶保持端子１０に固着する。最後に、ワイヤーボンディングの金線２０によって、水晶保持端子１０とセラミック基板４上の中継端子１６とを接続する。そして、金属ロウ１１を用いた熱圧着によって、金属カバー５の開口端面をセラミック基板４の外周に設けた金属膜９に接合して封止する。
【００３５】
このような構成であれば、補助基板２１を介在させて水晶片３をＩＣチップ２上に搭載する。したがって、補助基板２１はＩＣチップ２上に全面的に固着されるので機械的に安定になる。これにより、水晶保持端子１０と中継端子１６とを接続するワイヤーボンディングの作業を容易にする。また、水晶片３は補助基板２１の厚みによってＩＣチップ２とは間隙を有するので、固着作業等を容易にする。そして、ＩＣチップ２との接触を防止して振動特性を良好に維持する。
【００３６】
また、ここでは補助基板２１を水晶片３と同一切断角度（ＡＴカット）とするので、例えば膨張係数を同じにする。したがって、膨張係数差による歪みの発生を抑制して水晶振動子（水晶片３）の耐熱衝撃特性を良好にする。そして、第２実施形態においても第１実施形態と同様に、セラミック基板４は最小数の単層として平板なので、安価にできる。そして、一端部両側を保持する段部を要しないので、セラミック基板４の長さを短縮できて内積を大きくできる。
【００３７】
（他の事項）
上記第１及び第２実施形態では水晶片３の他端側は自由端なので衝撃があった場合、ＩＣチップ２と衝突して振動特性に悪影響を及ぼす。したがって、水晶片３の他端部の対応する例えばＩＣチップ２及び又は金属カバー５の他端部に柔軟性の接着剤を塗布して、衝撃時の揺れ幅を小さくするようにしてもよい。
【００３８】
また、セラミック基板４はいずれも単層としたが、各層ともに平板状であれば積層であってもよい。この場合でも、枠状のセラミックを使用しないので、打ち抜き加工を要することなく従来に比較して安価にできる。そして、第１実施形態で述べたと同様の効果を奏する。
【００３９】
例えば積層とした場合には、ＩＣチップ２と実装電極７とを積層面を経て電気的に接続して機密を確実にする。また、温度補償型とした場合は、セラミック基板４の側面に、温度補償データの書込端子や水晶振動子の特性検査端子等を形成できる。この場合、積層セラミックの最上位層及び最下位層を無電極極層として電気的短絡を防止できる。
【００４０】
また、実装電極７は４角部に側面電極を設けたが、内積を稼ぐため、側面電極を除去して４角部の底面のみであったとしてもよい。さらに、金属膜９は外周の辺縁にまで設けたが、セラミックシートの分割を容易にするため、辺縁から離間してもよい。そして、温度補償データの書込端子を有する温度補償発振器として説明したが、温度補償機構がなかったとしも適用できることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第１実施形態を説明する図で、同図（ａ）は表面実装発振器の断面図、同図（ｂ）はセラミック基板４の平面図である。
【図２】本発明の第２実施形態を説明する図で、同図（ａ）は表面実装発振器の断面図、同図（ｂ）は補助基板２１の平面図である。
【図３】従来例を説明する表面実装発振器の図で、同図（ａ）は断面図、同図（ｂ）は水晶片３の平面図、同図（ｃ）はＩＣチップ２の回路機能面（一主面）の図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  密閉容器、２  ＩＣチップ、３  水晶片、４  実装基板、５  金属カバー、６  回路端子、７  実装電極、８  ＩＣ端子、９  金属膜、１０  水晶保持端子、１１  金属ロウ、１２  バンプ、１３  励振電極、１４  引出電極、１５  導電性接着剤、１６  中継端子、１７  導電路、１８  ビアホール、１９  絶縁性接着剤、２０  金線、２１  補助基板。
【図１】
2007158419.tif 000003
【図２】
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【図３】
2007158419.tif 000005