(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電基板上に少なくとも櫛形電極を設けて形成されたＳＡＷ共振子と、このＳＡＷ共振子を駆動させる発振回路を集積回路化させたＩＣチップとからなるＳＡＷ発振器において、
前記圧電基板の前記櫛形電極が設けられた面の反対面を、前記ＩＣチップを実装するＩＣチップ実装領域とし、このＩＣチップ実装領域内に前記ＩＣチップを実装するようにしたことを特徴とするＳＡＷ発振器。
【請求項２】
前記ＩＣチップの実装は、フリップチップ実装であることを特徴とする請求項１に記載のＳＡＷ発振器。
【請求項３】
前記ＳＡＷ共振子を形成させるとともに前記ＩＣチップを実装させた前記圧電基板をパッケージ内に収納するとともに、前記圧電基板の前記パッケージ内への固定は、前記ＩＣチップ実装領域に設けた外部入出力端子と前記パッケージ内に設けた外部入出力端子とを導電性接着剤によって接続することにより行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＳＡＷ発振器。
【請求項４】
前記ＩＣチップは、前記発振回路の他に前記ＳＡＷ共振子の温度を検出する温度センサと、この温度センサの検出温度により前記ＳＡＷ共振子の温度補償を行う温度補償回路とを含むことを特徴とする請求項１、請求項２、または請求項３に記載のＳＡＷ発振器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＳＡＷ共振子と、このＳＡＷ共振子を駆動するＩＣチップ（集積回路チップ）とからなり、小型ワイヤレス機器のような無線通信機器などに適用されるＳＡＷ発振器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のＳＡＷ発振器の一例としては、圧電基板上に櫛形電極などが設けられたＳＡＷ共振子と、このＳＡＷ共振子を駆動させる発振回路を集積回路化させたＩＣチップとからなり、パッケージ内にＳＡＷ共振子とＩＣチップとを個別に収納させたものが知られている。そして、ＳＡＷ共振子とＩＣチップとの電気的な接続や、ＩＣチップの電極とパッケージの外部接続電極との電気的な接続は、金やアルミニウムなどのワイヤで接続するワイヤボンディングにより行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のようにパッケージ内にＳＡＷ共振子およびＩＣチップを独立して収納するとともに、ＳＡＷ共振子とＩＣチップの配線をワイヤボンディングにより行う場合には、以下のような問題がある。
【０００４】
第１には、配線が長くなるのが一般的であり、この場合に浮遊インダクタンスや浮遊容量の影響により高周波特性が悪くなる。
【０００５】
第２には、ワイヤボンディングの加工精度のばらつきにより、電気特性にばらつきが生じるおそれがある。
【０００６】
第３には、ＳＡＷ共振子とＩＣチップとが相当に離れて実装されている場合には、ＳＡＷ共振子とＩＣチップの温度にばらつきが発生し、ＩＣチップ上に温度センサを設けてその温度センサの検出温度によりＳＡＷ共振子の温度補償を行うような場合には好ましくない。
【０００７】
本発明は、上述の点に鑑みなされたものであり、その目的は、高周波特性などの電気特性の向上、小型化、組み立て工数の削減、低コスト化、対衝撃性の向上を図るようにしたＳＡＷ発振器を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し、本発明の目的を達成するために、請求項１から請求項４に記載の各発明は、以下のように構成した。
【００１３】
また、請求項１に記載の発明は、圧電基板上に少なくとも櫛形電極を設けて形成されたＳＡＷ共振子と、このＳＡＷ共振子を駆動させる発振回路を集積回路化させたＩＣチップとからなるＳＡＷ発振器において、前記圧電基板の前記櫛形電極が設けられた面の反対面を、前記ＩＣチップを実装するＩＣチップ実装領域とし、このＩＣチップ実装領域内に前記ＩＣチップを実装させたものである。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のＳＡＷ発振器において、前記ＩＣチップの実装は、フリップチップ実装としたものである。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のＳＡＷ発振器において、前記ＳＡＷ共振子を形成させるとともに前記ＩＣチップを実装させた前記圧電基板をパッケージ内に収納するとともに、前記圧電基板の前記パッケージ内への固定は、前記ＩＣチップ実装領域に設けた外部入出力端子と前記パッケージ内に設けた外部入出力端子とを導電性接着剤によって接続するようにした。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項１、請求項２、または請求項３に記載のＳＡＷ発振器において、前記ＩＣチップは、前記発振回路の他に前記ＳＡＷ共振子の温度を検出する温度センサと、この温度センサの検出温度により前記ＳＡＷ共振子の温度補償を行う温度補償回路とを含むようにした。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１８】
図１は、本発明のＳＡＷ発振器の第１実施形態の全体の構成を示す斜視図である。図２は、図１のＡ−Ａ線の断面図である。図３は、発振器本体の斜視図である。図４は、ＩＣチップの実装状態を示す図である。
【００１９】
この第１実施形態のＳＡＷ発振器は、図３に示すように、圧電基板１上にＳＡＷ共振子２を形成させるとともに、圧電基板１上にＳＡＷ共振子２を駆動するためのＩＣチップ３を実装させた発振器本体４を備え、図１および図２に示すように、発振器本体４の表側を下向きにしてパッケージ５内に収納して固定し、パッケージ５の上部開口を蓋６により封止させたものである。
【００２０】
発振器本体４は、図３に示すように、水晶、ランガサイト、ＬＢＯ、サファイア、ダイアモンドなどからなる圧電基板１上に、ＳＡＷ共振子２が形成されるＳＡＷ共振子形成領域１Ａと、このＳＡＷ共振子形成領域１Ａに隣接しＩＣチップ３を実装するＩＣチップ実装領域１Ｂとが設けられ、ＳＡＷ共振子形成領域１ＡにはＳＡＷ共振子２が形成され、ＩＣチップ実装領域１ＢにはＩＣチップ３がフリップチップ実装されている。
【００２１】
ここで、圧電基板１上にＳＡＷ共振子形成領域１Ａの他にＩＣチップ実装領域１Ｂを設けるようにしたのは、ＳＡＷ共振子形成領域１Ａに形成されるＳＡＷ共振子２により発生する表面弾性波の振動はＳＡＷ共振子形成領域１Ａ内に限定され、その振動の影響が表面弾性波の搬送方向と直交するＩＣチップ実装領域１Ｂには殆ど及ばないからである。
【００２２】
ＳＡＷ共振子形成領域１Ａ内の表面上であって圧電基板１の幅方向には、フォトリソグラフ法により所定のライン幅とライン間隔を有するアルミニウムなどからなる一対の櫛形電極７、８と、一対の反射器９、１０が設けられ、これによりＳＡＷ共振子２が形成されている。
【００２３】
ＩＣチップ３は、ＳＡＷ共振子２を駆動する発振回路の他に、ＳＡＷ共振子２の温度を測定する温度センサと、この温度センサの検出温度によりＳＡＷ共振子２の温度補償を行う温度補償回路とを備え、これらをワンチップ上に集積回路化したものである。ＩＣチップ３は、図４に示すようにその下面側に取付け用の複数のバンプ（突起電極）１７を有している。
【００２４】
また、ＩＣチップ領域１Ｂ内の表面上には、図３に示すように、ＩＣチップ３と接続する導電パターン１１〜１４が設けられ、この導電パターン１１〜１４は、その表面上の端部に設けられた外部入出力端子１１Ａ〜１４Ａに接続されている。また、ＩＣチップ領域１Ｂ内の表面上とＳＡＷ共振子形成領域１Ａ内の表面上には、ＩＣチップ３と櫛形電極７、８とを接続する導電パターン１５、１６がそれぞれ設けられている。そして、図４に示すように、ＩＣチップ３の下面に設けられた各バンプ１７は、対応する導電パターン１１〜１６の各一部と半田１８によって接続され、これにより、ＩＣチップ３はＩＣチップ領域１Ｂ内にいわゆるフリップチップ実装されている。
【００２５】
図１に示すように、パッケージ５内の長さ方向には、直方体状の一対の端子台２５、２６が所定間隔をおいてそれぞれ設けられ、その端子台２５、２６上には複数の外部入出力端子２０〜２３が設けられている。そして、発振器本体４をその表側を下に向けてパッケージ５内に収納させるとともに、圧電基板１に設けた外部入出力端子１１Ａ〜１４Ａと、これらに対向する外部入出力端子２０〜２３とを導電性接着剤２４によって電気的に接続させ、これによりパッケージ５内に発振器本体４を支持固定させている。
【００２６】
以上説明したように、この第１実施形態のＳＡＷ発振器では、圧電基板１上に、ＳＡＷ共振子形成領域１Ａの他に、ＩＣチップ３を実装するＩＣチップ実装領域１Ｂを設け、このＩＣチップ実装領域ＢにＩＣチップ３をフリップチップ実装するようにした。このため、ＳＡＷ共振子２とＩＣチップ３などの電気的な接続距離が短縮されるので、浮遊インダクタンスや浮遊容量を減少でき、高周波特性などの電気特性が向上する。
【００２７】
また、この第１実施形態のＳＡＷ発振器では、ＩＣチップ３に温度センサを設け、この温度センサとＳＡＷ共振子２とを接近させるようにしたので、温度センサによるＳＡＷ共振子２の検出精度が向上し、これにより温度補償回路によるＳＡＷ共振子２の温度補償がより適切なものとなる。
【００２８】
さらに、この第１実施形態のＳＡＷ発振器では、ＩＣチップ実装領域１ＢにＩＣチップ３をフリップチップ実装するとともに、圧電基板１のパッケージ５内への実装に際して導電性接着剤を使用するようにしたので、組み立て工数の削減、制作費用の低減、耐衝撃性の向上などが図れる。
【００２９】
次に、本発明のＳＡＷ発振器の第２実施形態について、図５を参照して説明する。
【００３０】
この第２実施形態のＳＡＷ発振器は、図３に示す第１実施形態の発振器本体４を、図５に示すような発振器本体４Ａに置き換えたものである。
【００３１】
すなわち、この発振器本体４Ａは、図５に示すように、圧電基板１のＳＡＷ共振子形成領域１Ａ内の表面上であって圧電基板１の長さ方向に、一対の櫛形電極７、８と、一対の反射器９、１０とを設けるようにしたものである。そして、櫛形電極７、８とＩＣチップ３とを接続する導電パターンパターン２７、２８を、圧電基板１上にその長さ方向に対して左右対称に設けるとともに、その導電パターンパターン２７、２８の各長さを同一にし、第１実施形態と比べて高周波特性の向上を図るようにしたものである。
【００３２】
なお、この第２実施形態の他の部分の構成は、第１実施形態と同様であるのでその説明は省略するとともに、図５では図３と同一部分には同一符号を付している。
【００３３】
次に、本発明のＳＡＷ発振器の第３実施形態について、図６から図９を参照して説明する。
【００３４】
図６は、本発明のＳＡＷ発振器の第３実施形態の全体の構成を示す斜視図である。図７は、図６のＢ−Ｂ線の断面図である。図８は、発振器本体の表側の斜視図である。図９は、同発振器本体の裏側の斜視図である。
【００３５】
この第３実施形態のＳＡＷ発振器は、図６および図７に示すように、水晶、ランガサイト、ＬＢＯ、サファイア、ダイアモンドなどからなる圧電基板３１の表面側にＳＡＷ共振子３２を形成する一方、圧電基板３１の裏面側にＳＡＷ共振子３２を駆動するためのＩＣチップ３３を実装させた発振器本体３４を備え、この発振器本体３４はその裏側を下向きにしてパッケージ３５内に収納して固定し、パッケージ３５の上部開口を蓋３６により封止させたものである。
【００３６】
ここで、圧電基板３１の裏面側にＩＣチップ３３を実装するようにしたのは、圧電基板３１の表面上に形成されるＳＡＷ共振子３２により発生する表面弾性波の振動はその表面上に限定され、その振動の影響が圧電基板３１の裏面上（裏面側）には殆ど及ばないからである。
【００３７】
圧電基板３１の表面上であってその長さ方向には、図８に示すように、フォトリソグラフ法により所定のライン幅とライン間隔を有するアルミニウムからなる一対の櫛形電極３７、３８と、一対の反射器３９、４０が設けられ、これによりＳＡＷ共振子３２が形成されている。
【００３８】
圧電基板３１の裏面上の右半部には、図９に示すように、ＩＣチップ３３と接続する導電パターン４１〜４４が設けられ、この導電パターン４１〜４４は、その裏面上の幅方向の両端部に設けられた外部入出力端子４１Ａ〜４４Ａと接続されている。さらに、図８および図９に示すように、圧電基板３１の表面上、その対向する側面上、およびその裏面上には、櫛形電極３７、３８とＩＣチップ３３とを電気的に最短距離で接続する導電パターン４５、４６がそれぞれ設けられている。
【００３９】
そして、ＩＣチップ３３の下面に設けたバンプは、対応する導電パターン４１〜４６の各一部と半田によって接続され、これにより、ＩＣチップ３３は圧電基板３１の裏面側にいわゆるフリップチップ実装されている。この実装は、図４に示すＩＣチップ３の圧電基板１上への実装と同様である。
【００４０】
ＩＣチップ３３は、ＳＡＷ共振子３２を駆動する発振回路の他に、ＳＡＷ共振子３２の温度を測定する温度センサと、この温度センサの検出温度によりＳＡＷ共振子３２の温度補償を行う温度補償回路とを備え、これらをワンチップ上に集積回路化したものである。
【００４１】
図６に示すように、パッケージ３５内の長さ方向には、直方体状の一対の端子台５１、５２が所定の間隔をおいて設けられ、その端子台５１、５２上には複数の外部入出力端子５３〜５６が設けられている。そして、発振器本体３４をその裏側を下に向けてパッケージ３５内に収納させるとともに、圧電基板３１の裏面上に設けた外部入出力端子４１Ａ〜４４Ａと、これらに対向する外部入出力端子５３〜５６とを導電性接着剤５７によって電気的に接続させ、これによりパッケージ３５内に発振器本体３４を支持固定させている（図７参照）。
【００４２】
以上説明したように、この第３実施形態のＳＡＷ発振器では、圧電基板３１の表面側にＳＡＷ共振子３２を形成する一方、圧電基板３１の裏面側にＩＣチップ３３をフリップチップ実装するようにした。このため、ＳＡＷ共振子３２とＩＣチップ３３などの電気的な接続距離が短縮されるので、浮遊インダクタンスや浮遊容量を減少でき、高周波特性などの電気特性が向上する。
【００４３】
また、この第３実施形態のＳＡＷ発振器では、ＩＣチップ３３上に温度センサを設け、温度センサとＳＡＷ共振子３２とを接近させるようにしたので、温度センサによるＳＡＷ共振子３２の検出精度が向上し、これにより温度補償回路によるＳＡＷ共振子３２の温度補償がより適切なものとなる。
【００４４】
さらに、この第３実施形態のＳＡＷ発振器では、圧電基板３１の裏面側にＩＣチップ３３をフリップチップ実装するとともに、圧電基板３１のパッケージ３５内への実装に際して導電性接着剤を使用するようにしたので、組み立て工数の削減、制作費用の低減、耐衝撃性の向上などが図れる。
【００４５】
また、この第３実施形態のＳＡＷ発振器では、ＳＡＷ共振子３２を形成する圧電基板３１の裏面側を利用してＩＣチップ３３を実装するようにしたので、小型化が可能となる。
【００４６】
次に、本発明のＳＡＷ発振器の第４実施形態について、図１０〜図１２を参照して説明する。
【００４７】
この第４実施形態のＳＡＷ発振器は、図６および図７に示す第３実施形態の発振器本体３４を、図１０および図１１に示すような発振器本体３４Ａに置き換え、この発振器本体３４Ａはその裏側を下向きにしてパッケージ３５内に収納して固定し、パッケージ３５の上部開口を蓋３６により封止させたものである。
【００４８】
発振器本体３４Ａは、図８および図９に示す第３実施形態の発振器本体３４と基本的に同一の構成であるが、圧電基板３１の裏面側の構成のみが図１２に示すように異なるものである。すなわち、図１２に示すように、圧電基板３１の裏面上にはＩＣチップ３３と接続する導電パターン６１〜６４が設けられ、この導電パターン６１〜６４は、その裏面上の長さ方向の両端部に設けられた外部入出力端子６１Ａ〜６４Ａに接続されている。
【００４９】
なお、発振器本体３４Ａの裏側の他の部分の構成は図９と同一であるので、図１２ではその同一部分には同一符号を付してその説明を省略するとともに、その表側の構成は図８と同一であるので図面および説明を省略する。
【００５０】
また、この第４実施形態では、図１０に示すように、パッケージ３５内の幅方向に直方体状の一対の端子台６５、６６が所定の間隔をおいて設けられ、その端子台６５、６６上には複数の外部入出力端子６７〜７０が設けられている。そして、発振器本体３４Ａをその裏側を下に向けてパッケージ３５内に収納させるとともに、圧電基板３１の裏面上に設けた外部入出力端子６１Ａ〜６４Ａと、これらに対向する外部入出力端子６７〜７０とを導電性接着剤５７によって電気的に接続させ、これによりパッケージ３５内に発振器本体３４Ａを支持固定させている（図１１参照）。
【００５１】
この第４の実施形態によれば、発振器本体３４Ａの両側部分の４ヶ所（６１Ａ〜６４Ａ）にて、導電性接着剤５７によってパッケージ３５内に固定されるので、耐衝撃性という点から見ると、非常に安定して固定することが可能である。
【００５２】
次に、本発明のＳＡＷ発振器の第５実施形態について、図１３を参照して説明する。
【００５３】
この第５実施形態のＳＡＷ発振器は、図１２に示す第４実施形態にかかる発振器本体３４Ａを、図１３に示すような発振器本体３４Ｂに置き換えたものである。すなわち、この発振器本体３４Ｂは、図１２に示すように、圧電基板３１の裏面上の長さ方向の一方の端部のみに外部入出力端子７１Ａ〜７４Ａを設け、この外部入出力端子７１Ａ〜７４Ａは、ＩＣチップ３３と接続するためにその裏面上に設けた導電パターン７１〜７４と接続されている。
【００５４】
このように構成される発振器本体３４Ｂは、図１０に示す発振器本体３４Ａと同様にパッケージ３５内に収納されるが、この場合には、端子台６６にのみ４つの外部入出力端子が設けられ、発振器本体３４Ｂの外部入出力端子７１Ａ〜７４Ａと、これらに対向する４つの外部入出力端子とを導電性接着剤によって電気的に接続させ、これによりパッケージ３５内に発振器本体３４Ｂを支持固定させることになる。
【００５５】
次に、本発明のＳＡＷ発振器の第６実施形態について、図１４および図１５を参照して説明する。
【００５６】
この第６実施形態のＳＡＷ発振器は、図８および図９に示す第３実施形態にかかる発振器本体３４を、図１４および図１５に示すような発振器本体３４Ｃに置き換え、この発振器本体３４Ｃを図６に示すパッケージ３５内に収納するようにしたものである。
【００５７】
発振器本体３４Ｃは、図１４に示すに示すように、圧電基板３１の表面側に設けられる一対の櫛形電極３７、３８と、一対の反射器３９、４０とを、圧電基板３１の幅方向に設けるようにしたものである。さらに、圧電基板３１の表面側の櫛形電極３７、３８とその裏面側に実装するＩＣチップ３３とを接続する導電パターン８１、８２を、図１４および図１５に示すように、圧電基板３１の表面上、その前面上、およびその裏面上に一連にそれぞれ設けるようにした。
【００５８】
なお、この第６実施形態の他の部分の構成は、第３実施形態と同様であるのでその説明は省略するとともに、図１５では図９と同一部分には同一符号を付すようにした。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、圧電基板の圧電基板のＩＣチップ実装領域、または圧電基板のＳＡＷ共振子を形成しない反対面に対してＩＣチップをフリップチップ実装するとともに、圧電基板のパッケージ内への実装に際して導電性接着剤を使用するようにしたので、組み立て工数の削減、制作費用の低減、耐衝撃性の向上などが図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のＳＡＷ発振器の第１実施形態の全体の構成を示す斜視図である。
【図２】  図１のＡ−Ａ線の断面図である。
【図３】  第１実施形態における発振器本体の斜視図である。
【図４】  第１実施形態におけるＩＣチップの実装状態を示す図である。
【図５】  本発明の第２実施形態における発振器本体の斜視図である。
【図６】  本発明の第３実施形態の全体の構成を示す斜視図である。
【図７】  図６のＢ−Ｂ線の断面図である。
【図８】  第３実施形態における発振器本体の表側の斜視図である。
【図９】  同発振器本体の裏側の斜視図である。
【図１０】  本発明の第４実施形態の全体の構成を示す斜視図である。
【図１１】  図１０のＣ−Ｃ線の断面図である。
【図１２】  第４実施形態における発振器本体の裏側の斜視図である。
【図１３】  本発明の第５実施形態における発振器本体の裏側の斜視図である。
【図１４】  本発明の第６実施形態における発振器本体の表側の斜視図である。
【図１５】  同発振器本体の裏側の斜視図である。
【符号の説明】
１、３１  圧電基板
１Ａ  ＩＣチップ実装領域
１Ｂ  ＳＡＷ共振子形成領域
２、３２  ＳＡＷ共振子
３、３３  ＩＣチップ
４、３４  発振器本体
５、３５  パッケージ
６、３６  蓋
７、８、３７、３８  櫛形電極（すだれ電極）
９、１０、３９、４０  反射器
１１〜１６、４１〜４６  導電パターン
１１Ａ〜１６Ａ、４１Ａ〜４６Ａ    外部入出力端子
１７  バンプ（突起電極）
２０〜２３  外部入出力端子
２４  導電性接着剤
２５、２６  端子台
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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