(57)【要約】【課題】  薄型化および平面サイズが小型化された電子デバイス用パッケージおよび圧電デバイスを提供する。【解決手段】  圧電デバイスの一例である圧電発振器１０は、第１段差部２６と第２段差部３４によって側面が階段状に形成された凹陥部１４を有するパッケージ１２に、圧電振動片２２と、この圧電振動片２２を駆動させるＩＣチップ２４を実装した構成であり、特に吸着手段で保持されて前記凹陥部１４の底面２０に実装された前記ＩＣチップ２４と、前記第２段差部３４の上面に接合された前記圧電振動片２２とを有し、前記第１段差部２６の高さは、前記吸着手段に保持されて前記ＩＣチップ２４が前記底面２０に実装されたときの前記吸着手段の下面から前記底面２０までの高さよりも低く、前記第２段差部３４の側面から前記ＩＣチップ２４の側面までは、前記ＩＣチップ２４の実装精度およびワイヤボンディング用のキャピラリに応じた距離を有する構成である。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１段差部と、この第１段差部の上側に設けられた第２段差部によって側面が階段状に形成された凹陥部を有する電子デバイス用パッケージであって、
前記第１段差部の底面からの高さは、吸着手段に保持された電子部品を前記底面に実装したときに、前記底面から前記吸着手段までの高さよりも低く、
前記第２段差部の側面から前記電子部品の側面までは、前記電子部品の実装精度に応じた距離を有する、
ことを特徴とする電子デバイス用パッケージ。
【請求項２】
ワイヤが接合されるボンディング電極を前記第１段差部の上面に設け、
前記第２段差部の側面から前記電子部品の側面までは、ワイヤボンディング用のキャピラリの大きさに応じた距離を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の電子デバイス用パッケージ。
【請求項３】
前記凹陥部の底面は、前記電子部品の平面サイズと、前記電子部品の実装精度に応じた大きさを有することを特徴とする請求項１または２に記載の電子デバイス用パッケージ。
【請求項４】
第１段差部と、この第１段差部の上側に設けられた第２段差部によって側面が階段状に形成された凹陥部を有するパッケージに、圧電振動片と、この圧電振動片を駆動させるＩＣチップを実装した圧電デバイスであって、
吸着手段で保持されて前記凹陥部の底面に実装された前記ＩＣチップと、前記第２段差部の上面に接合された前記圧電振動片とを有し、
前記第１段差部の高さは、前記吸着手段に保持されて前記ＩＣチップが前記底面に実装されたときの前記吸着手段の下面から前記底面までの高さよりも低く、
前記第２段差部の側面から前記ＩＣチップの側面までは、前記ＩＣチップの実装精度およびワイヤボンディング用のキャピラリに応じた距離を有する、
ことを特徴とする圧電デバイス。
【請求項５】
請求項４に記載の圧電デバイスを備えたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子デバイス用パッケージ、圧電デバイスおよび電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
圧電デバイスには、圧電振動片と、この圧電振動片を駆動させる回路を備えた集積回路（ＩＣ）チップを、内部に凹陥部が形成されたパッケージに実装した構成のものがある。この圧電デバイスの一例である圧電発振器の具体的な構成は、次のようになっている。すなわちパッケージは、パッケージベースと、この上面に接合される蓋体を備えている。パッケージベースに設けられた凹陥部の底面には、ＩＣチップが接合されている。また凹陥部の側面は階段状に形成されており、最下に設けられた第１段差部の上面にボンディング電極が設けられている。そしてＩＣチップの上面に設けられたパッドとボンディング電極がワイヤにより接合されている。また第１段差部上に設けられた第２段差部の上面にマウント電極が設けられ、このマウント電極上に圧電振動片が実装されている（特許文献１，２を参照）。なお圧電発振器の構成によっては、パッケージベースに第１段差部が設けられておらず、ボンディング電極が凹陥部の底面に設けられている場合もある（特許文献２を参照）。
【０００３】
図４は従来技術に係り、ＩＣチップをパッケージに実装するときの説明図である。パッケージベース１にＩＣチップ２を実装する場合は、ＩＣチップ２を吸着手段３により保持して凹陥部の底面４に移動し、接着剤等で固着していた。吸着手段３は、下面に四角錘の誘い込み部５を有しており、ＩＣチップ２をこの誘い込み部５の内部に入れて真空吸着するものである。このため第１段差部６が吸着手段３に接触するのを防止するために、凹陥部の底面４は吸着手段３の平面サイズよりも大きな面積が必要になっていた。
【特許文献１】特開２００１−２７４６５３号公報
【特許文献２】国際公開第９６／０１５２４号  実施例７，８を参照
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年は、圧電発振器が搭載される電子機器が小型化されているのに伴い、圧電発振器にも薄型化および平面サイズの小型化が要求されている。ところが圧電発振器を構成するＩＣチップやパッケージ等は、その機能を確保するためや強度確保のため等の理由により薄型化および小型化に限界がある。このため圧電発振器の内部に少しでも隙間がある場合は、その隙間を詰める必要がある。
【０００５】
そして上述した圧電発振器では、凹陥部の底面、すなわち第１段差部の側面同士の距離は、ＩＣチップの実装精度と、吸着手段の平面サイズが必要となる。このため従来の圧電発振器では、第１段差部の間に吸着手段を挿入させるためのスペースが必要になり、平面サイズの小型化ができなかった。
【０００６】
またパッケージベースにおける凹陥部の底面にワイヤが接合されるボンディング電極を設けた場合は、ＩＣチップを固着する接着剤が流れ出してきて、ボンディング電極を覆ってしまう可能性がある。ボンディング電極が接着剤で覆われてしまった場合には、ボンディング電極にワイヤを打ちにくくなって、ボンディング電極とワイヤが接合できなくなる虞がある。この場合には、圧電発振器が不良品となるので、廃棄しなければならない。このような問題を回避するためには、ボンディング電極を第１段差部上に設ければよいが、圧電発振器が厚くなってしまう。
本発明は、薄型化および平面サイズが小型化された電子デバイス用パッケージおよび圧電デバイスを提供することを目的とする。
また、この圧電デバイスを用いた電子機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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係る電子デバイス用パッケージは、第１段差部と、この第１段差部の上側に設けられた第２段差部によって側面が階段状に形成された凹陥部を有する電子デバイス用パッケージであって、前記第１段差部の底面からの高さは、吸着手段に保持された電子部品を前記底面に実装したときに、前記底面から前記吸着手段の下面までの高さよりも低く、前記第２段差部の側面から前記電子部品の側面までは、前記電子部品の実装精度に応じた距離を有する、ことを特徴としている。
【０００８】
電子部品が凹陥部に実装されるときは第１段差部の上方に吸着手段が位置しているが、第１段差部は薄型化されて吸着手段に接触することのない高さに設定されている。このため第１段差部を薄型化したことにより、電子デバイス用パッケージを薄型化することができる。また第２段差部の側面から電子部品の側面までの距離は、電子部品の実装精度を考慮した最低限の距離に設定されているので、第２段差部と吸着手段が接触するのを防止できる。そして第２段差部と電子部品との距離を短くしたため、電子デバイス用パッケージの平面サイズを小型化することができる。
【０００９】
そしてワイヤが接合されるボンディング電極を前記第１段差部の上面に設け、前記第２段差部の側面から前記電子部品の側面までは、ワイヤボンディング用のキャピラリの大きさに応じた距離を有する、ことを特徴としている。ボンディング電極が第１段差部上に設けられているので、電子部品を凹陥部に固着する接着剤が流れ出したとしても接着剤がボンディング電極を覆うことがない。これによりワイヤをボンディング電極に確実に接合することができる。また向い合う第２段差部の側面同士の間は、吸着手段が入る最低限の間隔を有しているとともに、キャピラリが入る最低限の間隔を有しているので、電子デバイス用パッケージの平面サイズを小型化することができる。
【００１０】
また前記凹陥部の底面は、前記電子部品の平面サイズと、前記電子部品の実装精度に応じた大きさを有することを特徴としている。凹陥部の底面は、電子部品を実装するための最低限の大きさを有しているので、電子部品を実装するときは、吸着手段の周縁部が第１段差部の上方に位置することになる。これにより電子デバイス用パッケージの平面サイズを小型化することができる。
【００１１】
また本発明に係る圧電デバイスは、第１段差部と、この第１段差部の上側に設けられた第２段差部によって側面が階段状に形成された凹陥部を有するパッケージに、圧電振動片と、この圧電振動片を駆動させるＩＣチップを実装した圧電デバイスであって、吸着手段で保持されて前記凹陥部の底面に実装された前記ＩＣチップと、前記第２段差部の上面に接合された前記圧電振動片とを有し、前記第１段差部の高さは、前記吸着手段に保持されて前記ＩＣチップが前記底面に実装されたときの前記吸着手段の下面から前記底面までの高さよりも低く、前記第２段差部の側面から前記ＩＣチップの側面までは、前記ＩＣチップの実装精度およびワイヤボンディング用のキャピラリに応じた距離を有する、ことを特徴としている。
【００１２】
ＩＣチップが凹陥部に接合されるときは第１段差部の上方に吸着手段が位置しているが、第１段差部は薄型化されて吸着手段に接触することのない高さに設定されている。このため第１段差部を薄型化したことにより、圧電デバイスを薄型化することができる。また第２段差部の側面からＩＣチップの側面までの距離は、ＩＣチップの実装精度を考慮した最低限の距離、およびキャピラリが入る最低限の距離に応じて設定されているので、第２段差部と吸着手段、キャピラリと第２段差部およびキャピラリとＩＣチップが接触するのを防止できる。そして第２段差部とＩＣチップとの距離を短くしたため、圧電デバイスの平面サイズを小型化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明に係る電子デバイス用パッケージ、圧電デバイスおよび電子機器の最良の実施形態について説明する。なお以下の実施形態では、電子部品であるＩＣチップと圧電振動片を電子デバイス用パッケージ（以下、パッケージという）に実装した圧電発振器（圧電デバイス）について説明する。
【００１４】
図１は圧電発振器の概略断面図である。圧電発振器１０に用いられるパッケージ１２は、内部に凹陥部１４が設けられたパッケージベース１６と、この上面に接合された蓋体１８を備えている。パッケージベース１６の裏面には、外部端子３２が設けられている。パッケージベース１６に設けられた凹陥部１４は、パッケージベース１６の上面側に開口している。そして凹陥部１４の底面２０には、圧電振動片２２を発振（駆動）させる回路を備えたＩＣチップ２４が実装されている。この底面２０の面積は、ＩＣチップ２４の面積と、ＩＣチップ２４の実装精度を考慮して設定されている。なおＩＣチップ２４は、圧電振動片２２から出力される周波数の安定度を高めるために温度補償を行う回路や、圧電振動片２２から出力される周波数を設定電圧に応じて制御する回路等を備えることもできる。
【００１５】
また凹陥部１４の側面は階段状に形成されており、図１に示される形態では３段の段差部が形成されている。凹陥部１４の最下部に設けられた第１段差部２６の高さは、ＩＣチップ２４が吸着手段６０に保持されて底面２０に実装されたときに、吸着手段６０の下面から凹陥部１４の底面２０までの高さよりも低く設定されている（図２参照）。これにより第１段差部２６と吸着手段６０が接触することがない。
【００１６】
また第１段差部２６の上面には、ワイヤ３０が接合されるボンディング電極２８が設けられている。これによりボンディング電極２８とＩＣチップ２４にワイヤ３０が接合されると、これらが導通される。なおボンディング電極２８は複数設けられており、そのうちの一部が外部端子３２と導通している。
【００１７】
この第１段差部２６の上側に第２段差部３４が設けられている。第２段差部３４の上面にマウント電極３６が設けられている。そして外部端子３２と導通していないボンディング電極２８とマウント電極３６が導通している。マウント電極３６には、導電性接着剤３８等を用いて圧電振動片２２が実装されている。圧電振動片２２は、ＡＴカット等の圧電振動片、音叉型圧電振動片または弾性表面波共振片等であればよい。
【００１８】
そして第２段差部３４の上面は、ＩＣチップ２４や、ＩＣチップ２４とボンディング電極２８を導通させるワイヤ３０のループ高さよりも高い位置にあり、圧電振動片２２の上下方向の振れ等を考慮して高さが設定されている。また向い合っている第２段差部３４の側面同士の距離は、ＩＣチップ２４を保持する吸着手段６０が入る距離を有しており、吸着手段６０の幅とＩＣチップ２４の実装精度に応じた距離を有している（図２参照）。さらにＩＣチップ２４を底面２０に搭載した後は、ＩＣチップ２４とボンディング電極２８にワイヤ３０が接合されるので、ＩＣチップ２４の側面と第２段差部３４の側面の間は、ワイヤボンディング用のキャピラリ４０が入る距離を有している（図３参照）。したがって第２段差部３４の側面からＩＣチップ２４の側面までは、吸着手段６０が入る距離と、ＩＣチップ２４の実装精度に応じた距離を有するとともに、キャピラリ４０の大きさに応じた距離を有している。
このような第２段差部３４の上側に第３段差部４２が設けられている。第３段差部４２の高さは、圧電振動片２２の上下方向の振れ等を考慮して設定されている。そして第３段差部４２の上面に蓋体１８が接合されている。
【００１９】
次に、圧電発振器１０の製造方法について説明する。図２はパッケージベースにＩＣチップを実装するときの説明図である。図３はＩＣチップとボンディング電極にワイヤボンディングを施すときの説明図である。まずパッケージベース１６は、平板の絶縁シートと枠幅の異なる複数の枠型の絶縁シートを積層させて形成される。具体的には、図２に示されるように平板の絶縁シートは、パッケージベース１６のボトム層５０を形成するものであり、裏面に外部端子３２が形成されている。そして枠幅が広く、厚さが薄く設定されたセカンド層５２がボトム層５０の上面に接合されて、第１段差部２６を形成している。このセカンド層５２の上面には、ボンディング電極２８が形成されている。
【００２０】
そして枠幅がセカンド層５２よりも狭く設定されたマウント層５４がセカンド層５２の上面に接合されて第２段差部３４を形成している。マウント層５４の上面には、マウント電極３６が形成されている。そして枠幅がマウント層５４よりも狭く設定されたトップ層５６がマウント層５４の上面に接合されて第３段差部４２を形成している。なお外部端子３２とボンディング電極２８、およびマウント電極３６とボンディング電極２８は、前記絶縁シートに形成された導通パターン（不図示）により接続されている。そして各絶縁シートが接合されたものを焼成し、各電極２８，３２，３６にメッキ等を施すことによってパッケージベース１６が形成される。
【００２１】
このようなパッケージベース１６には、ＩＣチップ２４および圧電振動片２２が実装される。より具体的には、ＩＣチップ２４は、吸着手段６０の下面から内部に向けて設けられた四角錘の誘い込み部６２に誘い込まれ、吸引されることにより保持される。そして吸着手段６０をパッケージベース１６の底面２０に移動させて、接着剤等を用いてＩＣチップ２４を底面２０に固着する。このとき第１段差部２６の上方に吸着手段６０の周縁部が位置することになる。そしてセカンド層５２が所定の厚さに薄く形成されているので、吸着手段６０の下面とセカンド層５２の上面が接触することがない。またマウント層５４は、所定の距離だけ底面２０の側辺から離れているので、吸着手段６０と接触することがない。なお吸着手段６０は、ＩＣチップ２４を真空吸引することで吸着し保持する治具であり、例えばコレットであればよい。
【００２２】
この後、ＩＣチップ２４の上面に設けられたパッド２５とボンディング電極２８にワイヤボンディングが施される。より具体的には、次のようになっている。すなわち図３に示されるキャピラリ４０は、ワイヤボンディングを施すときに用いられるものであり、下側の先端部を介してワイヤ３０が通されている。そしてキャピラリ４０の下端をパッド２５やボンディング電極２８に接触させることにより、ワイヤ３０をパッド２５等に超音波接合している。このときマウント層５４は、所定の距離だけ底面２０の側辺から離れているので、ボンディング電極２８にワイヤ３０を打つ時にキャピラリ４０やＩＣチップ２４と接触することがない。
【００２３】
この後、マウント電極３６の上に導電性接着剤３８を用いて圧電振動片２２を実装する。そしてトップ層５６の上面に蓋体１８を接合し、真空や不活性ガスにより凹陥部１４を気密封止する。
【００２４】
このような圧電発振器１０は、第１段差部２６の高さが吸着手段６０に接触することのない高さまで薄型化されている。すなわち第１段差部２６の高さは、ＩＣチップ２４が吸着手段６０に保持されている場合において、この吸着手段６０から下側に出ているＩＣチップ２４の高さよりも薄くなっている。このため圧電発振器１０を薄型化することができる。
【００２５】
またボンディング電極２８を第１段差部２６の上面に設けているので、ＩＣチップ２４を凹陥部１４に接合する接着剤によってボンディング電極２８が覆われることがなくなり、ボンディング電極２８にワイヤ３０を確実に接合することができる。したがってワイヤボンディングの不良によって、圧電発振器１０が不良品になってしまうことがない。
【００２６】
さらにパッケージベース１６に設けられた凹陥部１４の底面２０は、ＩＣチップ２４の大きさと、ＩＣチップ２４の実装精度を考慮して設定されているので、ＩＣチップ２４を搭載する最低限の大きさを有している。そしてマウント層５４の側面同士の距離は、吸着手段６０が入る距離と、ＩＣチップ２４を実装した後にボンディング電極２８にワイヤ３０を打つキャピラリ４０が入る距離とを考慮した最小の距離を有している。このため圧電発振器１０の平面サイズを小型化することができる。
【００２７】
そして上述した圧電発振器１０は、例えばディジタル式携帯電話や、パーソナルコンピュータ、ワークステーション、携帯情報端末等の、制御用のクロック信号を必要とする電子機器等に搭載される。ここで圧電発振器１０がディジタル式携帯電話に搭載された場合、圧電発振器１０は、例えば送受信信号の送信部および受信部を制御する中央演算装置（ＣＰＵ）に接続される。そして圧電発振器１０の出力周波数を前記ＣＰＵに内蔵された所定の分周回路等により、制御内容に適合したクロック信号として利用するようになっている。また圧電発振器１０に温度補償回路を搭載して温度補償型圧電発振器とした場合、この温度補償型圧電発振器は、例えば前記ＣＰＵの出力側に接続されるとともに、前記送信部および前記受信部に接続される。そして環境温度が変化して前記ＣＰＵからの基本クロックが変動しても、温度補償型圧電発振器により修正されて、前記送信部および前記受信部に与えられるようになっている。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】圧電発振器の概略断面図である。
【図２】パッケージベースにＩＣチップを実装するときの説明図である。
【図３】ＩＣチップとボンディング電極にワイヤボンディングを施すときの説明図である。
【図４】従来技術に係り、ＩＣチップをパッケージに実装するときの説明図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０………圧電発振器、１２………パッケージ、１４………凹陥部、２２………圧電振動片、２４………ＩＣチップ、２６………第１段差部、３４………第２段差部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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