(57)【要約】      （修正有）【課題】水晶振動子と実装基板との接合強度を高める表面実装発振器を提供する。【解決手段】外底面の４角部に振動子用端子６を有する容器本体３内に水晶片４を収容して密閉封入してなる水晶振動子１と、前記水晶振動子１の底面に対向する一主面側にＩＣチップ９を収容する凹部を有して、前記凹部の開口端面の４角部に接続端子７を有する実装基板２とを備え、前記振動子用端子６と前記接続端子７とを半田によって接合してなる表面実装用の水晶発振器において、前記振動子用端子６又は前記接続端子７の少なくともいずれか一方には電極厚みの異なる１個又は複数の凸部１４を有する構成とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外底面の４角部に振動子用端子を有する容器本体内に水晶片を収容して密閉封入してなる水晶振動子と、前記水晶振動子の底面に対向する一主面側にＩＣチップを収容する凹部を有して、前記凹部の開口端面の４角部に接続端子を有する実装基板とを備え、前記振動子用端子と前記接続端子とを半田によって接合してなる表面実装用の水晶発振器において、前記振動子用端子又は前記接続端子の少なくともいずれか一方には電極厚みの異なる１個又は複数の凸部を有することを特徴とする表面実装用の水晶発振器。
【請求項２】
請求項１において、前記凸部は前記振動子用端子と前記接続端子のいずれにも形成され、前記振動子用端子の凸部と前記接続端子の凸部とは非対向とした水晶発振器。
【請求項３】
請求項１において、前記実装基板の４側面の枠壁のうちのいずれかに、前記ＩＣチップを保護する樹脂を注入する又はチップ素子を配置する切欠部あるいは開放部が設けられた水晶発振器。
【請求項４】
請求項１において、前記実装基板の側面には温度補償データの書込端子又は水晶振動子の特性検査端子を有する請求項１の水晶発振器。
【請求項５】
前記接続電極は前記振動子用端子と対向する主電極部と実装基板の長さ方向に延出した補助部とからなる請求項１の水晶発振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は水晶振動子と実装基板とを接合してなる表面実装用の水晶発振器（以下、表面実装発振器とする）を技術分野とし、特に小型化に対応して接合強度を高めた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、例えば携帯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、ＩＣチップを収容した実装基板を水晶振動子の底面に接合したものがある。近年では、さらなる小型化が進行して接合面積も小さくなり、その強度が求められている。
【０００３】
（従来技術の一例）
第３図及び第４図は一従来例を説明する図で、第３図は表面実装発振器の分解組立断面図、第４図（ａ）は水晶振動子の底面図、同図（ｂ）は実装基板の平面図である。
【０００４】
表面実装発振器は水晶振動子１と実装基板２とからなる。水晶振動子１は積層セラミックからなる凹状とした容器本体３内に水晶片４を収容し、金属カバー５を接合して密閉封入してなる。容器本体３の４角部となる外底面には側面を経ての振動子用端子６を有する。振動子用端子６は水晶片４と電気的に接続する一組の対角部に設けられた一対の水晶端子６（ａｂ）、及び他組の対角部に設けられた金属カバー５と接続する２個のアース端子６（ｃｄ）からなる。
【０００５】
実装基板２は同様に積層セラミックからなり、水晶振動子１の底面に対向する一方の主面に凹部を有する。凹部の開口端面の４角部には振動子用端子６（ａｂｃｄ）に対応した接続端子７（ａｂｃｄ）を有する。接続端子７は振動子用端子６に対向する主電極部７ｘと長辺方向に沿った補助部７ｙからなる。また、凹部の閉塞面における４角部の外底面にはＩＣチップ９と電気的に接続する実装端子８を有する。
【０００６】
実装基板の凹部にはＩＣチップ９が収容され、例えばＩＣチップ９の回路機能面が例えばバンプ１０を用いた超音波熱圧着によって凹部底面に固着する。一般には、アンダーフィルとしての保護樹脂１１が凹部底面と回路機能面との間に塗布される。この場合、小型になると保護樹脂１１を凹部に注入する図示しないノズルの先端が挿入できない。このことから、特許文献１に示されるように例えば長辺方向の両端側（図示）あるいは一端側（不図示）に切欠部１２を設ける。
【０００７】
そして、水晶振動子１の振動子用端子６と実装基板２の接続端子７とが鉛フリー半田を含む図示しない半田によって接合する。このようなものでは、水晶振動子１と実装基板２とを別個に平行して形成できるとともに、水晶振動子１の不良品を接合する前に排除できるので、高価なＩＣチップ９を無駄にすることなく生産性を高められる。また、接続端子７は補助部７ｙを設けたので、半田量を多くして実装基板２との接合強度を高める。
【特許文献１】特開２００３−２６４４２９号公報
【特許文献２】特許第３６８５６８３号
【特許文献３】特開２００４−７２６４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
（従来技術の問題点）
しかしながら、上記構成の水晶発振器では、水晶振動子１の底面に実装基板２の開口面側を接合するので、小型化が進行すると特に実装基板２の接続端子７の特に主端子部７ａの電極面積が小さくなって接合強度が低下する問題があった。すなわち、小型化が進行するほど凹部枠壁の幅も狭くなり、凹部の開口面側を接続する場合には必然的に接続端子７の電極面積も小さくなって接合強度が小さくなる問題があった。
【０００９】
なお、凹状とした実装基板２の閉塞面側を水晶振動子１の底面に固着すれば、接続端子７の電極面積を大きくできるが、この場合には開口面側がセット基板に対向して実装端子８の電極面積が小さくなる。したがって、小型化が進行するほど、開口面側を水晶振動子１の底面に接合する。
【００１０】
（発明の目的）
本発明は水晶振動子と実装基板との接合強度を高める表面実装発振器を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
（発明の着目点）
本発明は、特許文献２に示される技術、即ち表面実装電極を凹凸面として回路基板に対する接合強度を高めた表面実装発振器に着目した。
【００１２】
（解決手段）
本発明は、特許請求の範囲（請求項１）に示したように、外底面の４角部に振動子用端子を有する容器本体内に水晶片を収容して密閉封入してなる水晶振動子と、前記水晶振動子の底面に対向する一主面側にＩＣチップを収容する凹部を有して、前記凹部の開口端面の４角部に接続端子を有する実装基板とを備え、前記振動子用端子と前記接続端子とを半田によって接合してなる表面実装用の水晶発振器において、前記振動子用端子又は前記接続端子の少なくともいずれか一方には電極厚みの異なる１個又は複数の凸部を有する構成とする。
【発明の効果】
【００１３】
このような構成であれば、小型化が進行して実装基板の凹部を形成する枠壁の幅が狭くなっても、振動子用端子又は接続端子の少なくともいずれか一方には電極厚みの異なる１個又は複数の凸部を設けたので、実質的な電極面積を大きくする。したがって、水晶振動子と実装基板との接合強度を高められる。
【００１４】
（実施態様項）
本発明の実施態様項である請求項２では、請求項１の前記凸部は前記振動子用端子と前記接続端子のいずれにも形成され、前記振動子用端子の凸部と前記接続端子の凸部とは非対向とする。これにより、振動子用端子と接続端子のいずれも電極面積を大きくする。そして、両者は非対向とするので、互い対面する対向面積を大きくできる。したがって、接合強度をさらに高める。
【００１５】
同請求項３では、請求項１の前記実装基板の４側面の枠壁のうちのいずれかに、前記ＩＣチップを保護する樹脂を注入する又はチップ素子を配置する切欠部あるいは開放部が設けられる。同求項４では、請求項１の前記実装基板の側面には温度補償データの書込端子又は水晶振動子の特性検査端子を有する。同請求項５では、前記接続電極は前記振動子用端子と対向する主電極部と実装基板の長さ方向に延出した補助部とからなる。
【００１６】
これらの請求項３〜５の場合は、実装基板の補助部を含む接続端子の電極面積は切欠部、開放部又は書込端子、特性検査端子によって制約されるので、請求項１及び２の効果は顕著になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
（第１実施形態）
第１図は本発明の一実施形態を説明する表面実装発振器の分解組立断面図である。但し、実装基板は一部正面図を含む断面図であり、前従来例と同一部分の説明は簡略又は省略する。
【００１８】
表面実装発振器は、前述したように、外底面の４角部に振動子用端子６を有する容器本体３に水晶片４を収容して密閉封入した水晶振動子１の底面に、枠壁の両端側に切欠部１２を有してＩＣチップ９を収容した実装基板２の開口面側を接合してなる。実装基板２は開口端面の４角部に接続端子７を有し、閉塞面における外底面の４角部にはセット基板に対する実装端子８を有する。実装端子８は、前述同様に各振動子用端子６に対応した４角部の主電極部７ｘと、それぞれ長さ方向に延出した補助部７ｙとからなる。
【００１９】
ここでの表面実装発振器の平面外形は、設計値で3.2×2.5ｍｍであり、水晶振動子１と実装基板２との外形寸法は同一とする。但し、実装基板２の長辺に沿った両側面には、スルーホール（電極貫通孔）によるそれぞれ２個ずつの温度補償データの書込端子１３を有する。また、水晶振動子１の振動子用端子６は例えば0.9×0.6ｍｍであり、実装基板２の接続端子７は主端子部を0.4×0.4ｍｍ、補助部を0.5×0.4ｍｍとする。
【００２０】
そして、この実施形態では、実装基板２の開口端面に設けた接続端子７は主電極部７ｘに凸部１４を有する。凸部１４を有する接続端子７は特許文献２に示されるように、例えば下地電極としてのＷ（タングステン）を印刷によって形成する際、これを二層として形成する。すなわち、一層目７ｐは平坦とする。そして、一層目７ｐ上に孔を有する図示しないマスクを設けて印刷する。
【００２１】
これにより、平坦とした一層目７ｐ上に二層目７ｑからなる凸部１４を有する下地電極が形成される。例えば一層目は10〜20μｍとして、凸部１４の高さとなる二層目は20〜30μｍとする。そして、容器本体３とともに一体的に焼成した後、下地電極上にＮiやＡuを電界メッキによって形成して接続端子７が形成される。なお、電界メッキによるＮiやＡu層はÅ単位なので、ここではその厚みは無視する。
【００２２】
このような構成であれば、表面実装発振器の小型化が進行して振動子用端子６と対向する接続端子７部の主電極部７ｘが小さくなっても、凸部１４によって表面面積が増加することから実質的な電極面積を大きくできる。したがって、水晶振動子１と実装基板２との対向面積が増加して接合強度を高めることができる。
【００２３】
特に、両端側に切欠部１２を有する場合は、接続端子７の電極面積に制約を受けることから、その効果は大きい。そして、ここでは、実装基板２の長辺に沿った両側面に書込端子１３を有するので、接続端子７の補助部７ｙの長さは短絡防止のために制限される。したがって、補助部７ｙが短くなって接合強度に対する影響は小さくなるので、凸部１４による効果は相対的に大きくなる。
【００２４】
また、この実施形態では、水晶振動子１の振動子用端子６は従来通りに平坦として、実装基板２の接続端子７に凸部１４を形成する。したがって、既存の水晶振動子１をそのまま適用できるので、本実施形態専用の水晶振動子１を製造することなく生産性を高められる。なお、水晶振動子１は、水晶振動子１単独としても販売されることから、新たな水晶振動子１を製造する必要がない。
【００２５】
（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表面実装発振器の一部正面図を含む組立断面図であり、第１実施形態と同一部分の説明は省略又は簡略する。
【００２６】
第２実施形態では、水晶振動子１の振動子用端子６と実装基板２の接続端とのいずれにも凸部１４を設ける。各凸部１４は前述したように印刷による下地電極を二層として形成される。但し、振動子用端子６と接続端子７との凸部１４は異なる位置に形成されて非対向とする。
【００２７】
このような構成であれば、水晶振動子１の振動子用端子６と実装基板２の接続端子７との電極面積は前述同様に実質的に大きくできる。そして、振動子用端子６と接続端子７とは非対向とするので、凸部１４の垂直面を含めた互いに対面する対向面積を増加する。したがって、半田による接合面積も増加して、水晶振動子１と実装基板２との接合強度をさらに高める。
【００２８】
なお、この場合は既存の水晶振動子１をそのままでは転用できない。しかし、振動子用端子６に凸部１４を設けた水晶振動子１は単独で販売しても、セット基板に対する接合強度を同様に高めることができるので、特許文献２の趣旨を踏襲して新たな市場を開発できる。
【００２９】
（他の事項）
上記実施形態では容器本体３は凹状として金属カバー５を平板状としたが、容器本体３は振動子用端子６を有する平板状として金属カバー５を凹状としてもよい。そして、水晶振動子１の振動子用端子６又は及び実装基板２の接続端子７は４角部に設けて全てに凸部１４を設けたが、いずれか一箇所でも効果を奏する。但し、４角部の全てに設けた場合は、高さが一定して安定度が高い。
【００３０】
また、実装基板２は凹部の枠壁に樹脂を注入する切欠部１２を有するとしたが、切欠部１２にはコンデンサ等のチップ素子を配置してもよい。また、切欠部１２に代えて枠壁を除去した開放部を設けてもよい。要は、４面の枠壁の少なくともいずれかに切欠部又は開放部を設けて、樹脂を注入したり、チップ素子を配置したりしてもよい（例えば特許文献３参照）。
【００３１】
勿論、凹部枠壁の全側面に開放部を設けて４角部の脚柱のみとすることもできる。この場合、接続端子７の面積はさらに制限を受けるので、凸部１４の効果はさらに高まる。なお、凹部枠壁に切欠部１２や開放部がなかったとしても、小型化の進行とともに有用となる。そして、振動子用端子６及び接続端子７の凸部１４は１個としたが、複数個であってもよいことは勿論である。
【００３２】
また、実装基板２の側面には書込端子を有するとしたが、これに加えて水晶振動子の測定検査端子があってもよく、これらの端子が多いほど接続端子７の電極面積に制限を受けるのでその効果は大きい。但し、これらの端子がなかったとしても有用であることは勿論である。そして、接続端子７は主電極部７ｘのみであっても同様に適用できる。さらに、第１及び第２図では、凸部の形状は角形としたが、半円状や台形状等であってもよいことも勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１実施形態を説明する表面実装発振器の一部正面図を含む分解組立断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態を説明する表面実装発振器の一部正面図を含む分解組立断面図である。
【図３】一従来例を説明する表面実装発振器の分解組立断面図である。
【図４】一従来例を説明する表面実装発振器中の水晶振動子の底面図、同図（ｂ）は実装基板の平面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  水晶振動子、２  実装基板、３  容器本体、４  水晶片、５  金属カバー、６  振動子用端子、７  接続端子、８  実装端子、９  ＩＣチップ、１０  バンプ、１１  保護樹脂、１２  切欠部、１３  書込端子、１４  凸部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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