(57)【要約】【課題】振動体の特性を調整等するために用いられる専用のモニター端子の個数を削減しながら、所望の特性で発振動作を行う発振器を提供する。【解決手段】この発振器は、互いに対向する第１の面及び第２の面、及び、側壁によって第２の面よりも突出した第３の面を有し、第１及び第２の配線パターンが第２の面に配置されると共に、第１の配線パターンに電気的に接続された外部接続端子が第３の面に配置されたパッケージと、パッケージの第１の面に配置され、第２の配線パターンに電気的に接続された電極を有する振動体と、パッケージの第２の面に配置され、第１の配線パターンに電気的に接続された半導体装置と、第１及び第２の配線パターンにそれぞれ接続され、パッケージの第２の面において互いに対向する部分を有し、当該対向部分がパッケージの外部から見える１組の延長配線とを備える。【選択図】図３
2017055280.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する第１の面及び第２の面、及び、前記第２の面の周辺領域に設けられた側壁によって前記第２の面よりも突出した第３の面を有し、第１の配線パターン及び第２の配線パターンが前記第２の面に配置されると共に、層間接続部を介して前記第１の配線パターンに電気的に接続された外部接続端子が前記第３の面に配置されたパッケージと、
前記パッケージの前記第１の面に配置され、層間接続部を介して前記第２の配線パターンに電気的に接続された電極を有する振動体と、
前記パッケージの前記第２の面に配置され、前記第１の配線パターンに電気的に接続された半導体装置と、
前記第１の配線パターンと前記第２の配線パターンとにそれぞれ接続され、前記パッケージの前記第２の面において互いに対向する部分を有し、当該対向部分が前記パッケージの外部から見える１組の延長配線と、
を備える発振器。
【請求項２】
前記パッケージの前記側壁の外側に、前記１組の延長配線の対向部分が前記パッケージの外部から見えるように切り欠きが設けられている、請求項１記載の発振器。
【請求項３】
前記パッケージの前記側壁の内側に、前記１組の延長配線の対向部分が前記パッケージの外部から見えるように切り欠きが設けられている、請求項１記載の発振器。
【請求項４】
前記パッケージの前記側壁が、前記パッケージの前記第２の面において、前記１組の延長配線の対向部分を避けて設けられている、請求項１記載の発振器。
【請求項５】
対向部分における前記１組の延長配線間の距離が、４０μｍ以上かつ２００μｍ以下である、請求項１〜４のいずれか１項記載の発振器。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項記載の発振器を備える電子機器。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか１項記載の発振器を備える移動体。
【請求項８】
互いに対向する第１の面及び第２の面、及び、前記第２の面の周辺領域に設けられた側壁によって前記第２の面よりも突出した第３の面を有し、第１の配線パターン及び第２の配線パターンが前記第２の面に配置されると共に、層間接続部を介して前記第１の配線パターンに電気的に接続された外部接続端子が前記第３の面に配置されており、前記第２の配線パターンを前記第１の配線パターンに接続する延長配線の少なくとも一部が外部から見えるように構成されたパッケージを用意する工程（ａ）と、
前記パッケージの前記第１の面に振動体を配置し、前記振動体の電極を層間接続部を介して前記第２の配線パターンに電気的に接続する工程（ｂ）と、
前記延長配線を介して前記振動体の前記電極に電気的に接続された外部接続端子を用いて、前記振動体の共振周波数を調整する工程（ｃ）と、
前記振動体を覆う蓋部を前記パッケージに接合する工程（ｄ）と、
前記延長配線を切断する工程（ｅ）と、
前記パッケージの前記第２の面に半導体装置を配置して、前記半導体装置を前記第１の配線パターンに電気的に接続する工程（ｆ）と、
を備える発振器の製造方法。
【請求項９】
工程（ｄ）と工程（ｅ）との間に、前記延長配線を介して前記振動体の前記電極に電気的に接続された前記外部接続端子を用いて、前記振動体を強励振させる工程をさらに備える、請求項８記載の発振器の製造方法。
【請求項１０】
工程（ｄ）と工程（ｅ）との間に、前記延長配線を介して前記振動体の前記電極に電気的に接続された前記外部接続端子を用いて、前記振動体の特性を検査する工程をさらに備える、請求項８又は９記載の発振器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動体及び半導体装置をパッケージに実装して構成される発振器及びその製造方法に関する。さらに、本発明は、そのような発振器を用いた電子機器及び移動体等に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、パッケージの一方の主面に形成されたキャビティー内に水晶振動体を実装すると共に、パッケージの他方の主面に形成されたキャビティー内に半導体装置（ＩＣ）を実装して、水晶発振器を構成することが行われている。
【０００３】
そのような水晶発振器において、ＩＣを実装する前に、パッケージに実装された水晶振動体の共振周波数を調整するためには、水晶振動体に設けられた２つの電極を外部装置に接続する必要がある。従来は、ＩＣが実装されるキャビティー内に、水晶振動体の２つの電極に電気的に接続される２つのモニター端子（パッド）が配置されていた。
【０００４】
関連する技術として、特許文献１の図１には、回路基板１上の集積回路のパッケージ２の上面もしくは下面に試験用端子４を設けることにより、外周ピン３の数量の増加を抑えることが開示されている。また、特許文献２の図１には、底面ピン３により回路基板１と接続される構造の集積回路において、パッケージ２の上面に試験用端子４を設けることにより底面ピン３の数量の増加を抑えることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−２２２１０９号公報（要約書、図１）
【特許文献２】特開平６−２３２２９５号公報（要約書、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、近年においては、発振器のパッケージの小型化が進み、ＩＣが実装されるキャビティー内に２つのモニター端子を配置することが困難になっている。また、ＩＣが実装されるキャビティー内に配置されるＩＣ接続パッドも小型化されており、ＩＣ接続パッドにプローブ針を当接させることも困難になっている。さらに、ＩＣ接続パッドにプローブ針を当接させると、ＩＣ接続パッドに打痕を残すので、ＩＣ実装時におけるＩＣ接続パッドの接続性を悪化させる要因になる。
【０００７】
そこで、上記の点に鑑み、本発明の第１の目的は、振動体の特性を調整等するために用いられる専用のモニター端子の個数を削減しながら、所望の特性で発振動作を行う発振器を提供することである。また、本発明の第２の目的は、そのような発振器を用いた電子機器及び移動体等を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以上の課題の少なくとも一部を解決するために、本発明の第１の観点に係る発振器は、互いに対向する第１の面及び第２の面、及び、第２の面の周辺領域に設けられた側壁によって第２の面よりも突出した第３の面を有し、第１の配線パターン及び第２の配線パターンが第２の面に配置されると共に、層間接続部を介して第１の配線パターンに電気的に接続された外部接続端子が第３の面に配置されたパッケージと、パッケージの第１の面に配置され、層間接続部を介して第２の配線パターンに電気的に接続された電極を有する振動体と、パッケージの第２の面に配置され、第１の配線パターンに電気的に接続された半導体装置と、第１の配線パターンと第２の配線パターンとにそれぞれ接続され、パッケージの第２の面において互いに対向する部分を有し、当該対向部分がパッケージの外部から見える１組の延長配線とを備える。
【０００９】
本発明の第１の観点によれば、延長配線によって振動体の電極に電気的に接続された外部接続端子を用いて振動体の特性を調整等した後に、その延長配線が切断されて１組の延長配線に分離される。従って、振動体の特性を調整等するために用いられる専用のモニター端子の個数を削減しながら、所望の特性で発振動作を行う発振器を提供することができる。
【００１０】
ここで、パッケージの側壁の外側に、１組の延長配線の対向部分がパッケージの外部から見えるように切り欠きが設けられるようにしても良い。その場合には、半導体装置が実装されるパッケージの第２の面とレーザー等で切断される延長配線との間にパッケージの側壁が存在するので、レーザーカット等で生じる切りくずがパッケージの第２の面に飛散することによるコンタミネーションを低減することができる。
【００１１】
あるいは、パッケージの側壁の内側に、１組の延長配線の対向部分がパッケージの外部から見えるように切り欠きが設けられるようにしても良い。その場合には、発振器をプリント配線基板等に実装した後において、その１組の延長配線に異物が接触するおそれを低減することができる。
【００１２】
あるいは、パッケージの側壁が、パッケージの第２の面において、１組の延長配線の対向部分を避けて設けられるようにしても良い。その場合には、延長配線の周囲に広い空間が広がるので、その延長配線を容易に切断することができる。
【００１３】
以上において、対向部分における１組の延長配線間の距離が、４０μｍ以上かつ２００μｍ以下であることが望ましい。延長配線をレーザーで切断する場合に、１回のレーザーカットによって、約４０μｍの幅で延長配線を切断することができる。従って、切断された延長配線間の距離を最小で４０μｍとすれば、生産効率を高め、切断による切りくずの発生を抑えることができる。一方、高精度な発振器においては、切断された延長配線間の寄生容量が発振器の特性に影響を与える。そのような場合には、切断された延長配線間の距離を最大で２００μｍとすれば、発振器の特性に影響を与えない程度に寄生容量を小さくすることができる。
【００１４】
本発明の第２の観点に係る電子機器は、上記いずれかの発振器を備える。また、本発明の第３の観点に係る移動体は、上記いずれかの発振器を備える。本発明の第２又は第３の観点によれば、振動体の特性を調整等するために用いられる専用のモニター端子の個数を削減しながら、所望の特性で発振動作を行う発振器を用いることにより、クロック信号を生成する発振器が小型化された電子機器又は移動体を提供することができる。
【００１５】
本発明の第４の観点に係る発振器の製造方法は、互いに対向する第１の面及び第２の面、及び、第２の面の周辺領域に設けられた側壁によって第２の面よりも突出した第３の面を有し、第１の配線パターン及び第２の配線パターンが第２の面に配置されると共に、層間接続部を介して第１の配線パターンに電気的に接続された外部接続端子が第３の面に配置されており、第２の配線パターンを第１の配線パターンに接続する延長配線の少なくとも一部が外部から見えるように構成されたパッケージを用意する工程（ａ）と、パッケージの第１の面に振動体を配置し、振動体の電極を層間接続部を介して第２の配線パターンに電気的に接続する工程（ｂ）と、延長配線を介して振動体の電極に電気的に接続された外部接続端子を用いて、振動体の共振周波数を調整する工程（ｃ）と、振動体を覆う蓋部をパッケージに接合する工程（ｄ）と、延長配線を切断する工程（ｅ）と、パッケージの第２の面に半導体装置を配置して、半導体装置を第１の配線パターンに電気的に接続する工程（ｆ）とを備える。
【００１６】
本発明の第４の観点によれば、延長配線によって振動体の電極に電気的に接続された外部接続端子を用いて振動体の特性を調整等した後に、その延長配線が切断される。従って、振動体の特性を調整等するために用いられる専用のモニター端子の個数を削減しながら、所望の特性で発振動作を行う発振器を提供することができる。
【００１７】
ここで、発振器の製造方法は、工程（ｄ）と工程（ｅ）との間に、延長配線を介して振動体の電極に電気的に接続された外部接続端子を用いて、振動体を強励振させる工程をさらに備えても良い。それにより、振動体に付着していた異物が振り落とされ、又は、振動体の特性が改善されて、振動体の歩留まりが向上する。
【００１８】
また、発振器の製造方法は、工程（ｄ）と工程（ｅ）との間に、延長配線を介して振動体の電極に電気的に接続された外部接続端子を用いて、振動体の特性を検査する工程をさらに備えても良い。例えば、外部測定装置から振動体の電極に印加される電圧を変化させながら、共振周波数やインピーダンス等を測定することにより、測定値の大きさや変化量に基づいて、振動体が良品であるか不良品であるかを判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の各実施形態に係る水晶発振器の断面図。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る水晶発振器のパッケージの底面図。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る水晶発振器の斜視図。
【図４】延長配線が切断された後における図２に示すパッケージの底面図。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る水晶発振器のパッケージの底面図。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る水晶発振器のパッケージを示す図。
【図７】本発明の第４の実施形態に係る水晶発振器のパッケージの底面図。
【図８】本発明の一実施形態に係る水晶発振器の製造方法を示すフローチャート。
【図９】図１に示す水晶発振器の回路構成例を示す回路図。
【図１０】本発明の一実施形態に係る電子機器の第１の構成例を示すブロック図。
【図１１】本発明の一実施形態に係る電子機器の第２の構成例を示すブロック図。
【図１２】本発明の一実施形態に係る移動体の構成例を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、同一の構成要素には同一の参照符号を付して、重複する説明を省略する。以下の実施形態においては、一例として、水晶振動体を用いた水晶発振器について説明する。
＜水晶発振器＞
図１は、本発明の各実施形態に係る水晶発振器の断面図である。図１に示すように、水晶発振器１１０は、パッケージ１０と、パッケージ１０の一方の主面に形成されたキャビティー内に実装された水晶振動体２０と、パッケージ１０の他方の主面に形成されたキャビティー内に実装された半導体装置（ＩＣ）３０と、水晶振動体２０を覆う蓋部４０とを含んでいる。
【００２１】
パッケージ１０は、例えば、第１の基板１１の両面に、側壁を形成する第２の基板１２及び第３の基板１３が積層されて構成され、Ｈ型の断面を有している。第１の面１０ａ〜第３の面１０ｃは、互いに略平行でも良い。第１の基板１１〜第３の基板１３は、例えば、セラミック等の絶縁体で構成される。パッケージ１０は、互いに対向する第１の面１０ａ及び第２の面１０ｂと、第２の面１０ｂの周辺領域に設けられた側壁（第３の基板１３）によって第２の面１０ｂよりも突出した第３の面１０ｃとを有している。
【００２２】
水晶振動体２０は、パッケージ１０の第１の面１０ａに配置され、圧電体である水晶片２１と、水晶片２１を挟む第１の電極２２及び第２の電極２３とを有している。水晶振動体２０は、支持部材２４によって支持されている。電極２２と電極２３との間に交流電圧を印加することにより、圧電効果によって水晶振動体２０の機械的振動が励起される。また、水晶振動体２０を覆う蓋部４０が、パッケージ１０の第１の面１０ａの周辺領域に設けられた側壁（第２の基板１２）に接合されている。蓋部４０は、例えば、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、又は、それらの合金等で構成される。
【００２３】
半導体装置３０は、パッケージ１０の第２の面１０ｂに配置され、発振回路を構成する複数の回路素子を内蔵している。半導体装置３０は、水晶振動体２０の電極２２及び２３に電気的に接続された複数の端子（図１には、端子３１を示す）と、パッケージ１０の第３の面１０ｃに配置された複数の外部接続端子（図示せず）に電気的に接続された複数の端子（図１には、端子３２及び３３を示す）とを有している。半導体装置３０は、例えば、パッケージに封入されていない半導体チップ（ベアチップ）でも良い。ベアチップは、フリップチップボンディング等によってパッケージ１０の第２の面１０ｂに実装される。
【００２４】
＜第１の実施形態＞
図２は、本発明の第１の実施形態に係る水晶発振器のパッケージの底面図である。図２に示すように、パッケージ１０の第２の面１０ｂには、配線パターン５１〜５６が配置されている。各々の配線パターン５１〜５６の一部は、半導体装置３０のそれぞれの端子に電気的に接続されるＩＣ接続パッドを構成している。さらに、配線パターン５５及び５６は、第１の基板１１に形成されたスルーホール内に充填された導電体で構成される層間接続部５５ａ及び５６ａを介して、パッケージ１０の第１の面１０ａにおいて水晶振動体２０の電極２２及び２３が接続される２つの配線パターン（図示せず）にそれぞれ電気的に接続されている。
【００２５】
また、パッケージ１０の第３の面１０ｃには、外部接続端子６１〜６４が配置されている。外部接続端子６１〜６４は、パッケージ１０の四隅において第２の面１０ｂと第３の面１０ｃとの間に充填された導電体で構成される層間接続部５１ａ〜５４ａを介して、配線パターン５１〜５４にそれぞれ電気的に接続されている。例えば、配線パターン５１〜５６及び外部接続端子６１〜６４は、アルミニウム（Ａｌ）又は銅（Ｃｕ）等の導電体で構成され、層間接続部５１ａ〜５６ａは、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、又は、タングステン（Ｗ）等の導電体で構成される。
【００２６】
図１に示す水晶振動体２０の電極２２及び２３は、層間接続部５５ａ及び５６ａを介して、配線パターン５５及び５６にそれぞれ電気的に接続される。また、半導体装置３０は、配線パターン５１〜５６に電気的に接続される。従って、半導体装置３０は、配線パターン５１〜５４を介して外部接続端子６１〜６４に電気的に接続されると共に、配線パターン５５及び５６を介して水晶振動体２０の電極２２及び２３に電気的に接続される。
【００２７】
例えば、半導体装置３０は、外部接続端子６１及び６４から電源電位ＶＣＣ及び基準電位ＶＥＥがそれぞれ供給されて、水晶振動体２０を用いて発振動作を行い、発振動作によって生成される出力信号を外部接続端子６２に出力する。外部接続端子６３は、水晶発振器の製造工程において、発振周波数を制御するデータを半導体装置３０内のメモリーに設定するためのクロック信号を入力するために用いられるが、水晶発振器が組み込まれる製品においてはノーコンタクト状態とされても良い。
【００２８】
このように、水晶発振器のパッケージ１０を小型化すると、外部接続端子６１〜６４を設けた場合には、水晶振動体２０の電極２２及び２３に電気的に接続された２つの外部接続端子（モニター端子）を設けることが困難になっている。また、キャビティー内に設けられるＩＣ接続パッドも小型化されており、ＩＣ接続パッドにプローブ針を当接させることも困難になっている。
【００２９】
そこで、配線パターン５５及び５６を配線パターン５１〜５４の内の２つにそれぞれ接続する２つの延長配線が設けられる。例えば、図２に示すように、配線パターン５５を配線パターン５２に接続する第１の延長配線７１と、配線パターン５６を配線パターン５４に接続する第２の延長配線７２とが、パッケージ１０の第２の面１０ｂに配置される。それにより、水晶振動体２０の電極２２及び２３が、外部接続端子６２及び６４にそれぞれ電気的に接続される。
【００３０】
従って、水晶振動体２０の電極２２及び２３にそれぞれ電気的に接続された外部接続端子６２及び６４にプローブ針を当接させて、水晶振動体２０を外部装置に接続することが可能になる。水晶発振器の製造工程において、例えば、外部装置を用いて水晶振動体２０の共振特性を測定しながら、レーザーで電極２３をトリミングすることにより、水晶振動体２０の共振周波数が調整される。
【００３１】
図３は、本発明の第１の実施形態に係る水晶発振器の斜視図である。ただし、図３においては、パッケージ１０の底面が図中の上側に位置している。第１の実施形態においては、パッケージ１０の側壁（第３の基板１３）の平面視で外側に、第１の延長配線７１（図２）の少なくとも一部が外部から見えるように第１の切り欠き８１が設けられると共に、第２の延長配線７２の少なくとも一部が外部から見えるように第２の切り欠き８２が設けられている。
【００３２】
従って、パッケージ１０の外部から見える延長配線７１及び７２をレーザー等で切断することができる。図３には、延長配線７２が切断されて１組の延長配線７２ａ及び７２ｂに分離された状態が示されている。なお、本願において、「平面視」とは、パッケージ１０の第２の面１０ｂ（図１）に垂直な方向から各部を透視することをいう。
【００３３】
図４は、延長配線が切断された後における図２に示すパッケージの底面図である。延長配線７１及び７２を切断することにより、図４に示すように、第１の延長配線７１が第１組の延長配線７１ａ及び７１ｂに分離されると共に、第２の延長配線７２が第２組の延長配線７２ａ及び７２ｂに分離される。それにより、配線パターン５５及び５６が配線パターン５２及び５４から電気的に分離されて、水晶振動体２０の電極２２及び２３が外部接続端子６２及び６４から電気的に分離される。
【００３４】
延長配線７１及び７２を切断した後においては、第１組の延長配線７１ａ及び７１ｂが、配線パターン５５と配線パターン５２とにそれぞれ接続され、パッケージ１０の第２の面１０ｂにおいて互いに対向する部分を有している。第１の切り欠き８１は、パッケージ１０の側壁の平面視で外側に、当該対向部分がパッケージ１０の外部から見えるように設けられている。
【００３５】
また、第２組の延長配線７２ａ及び７２ｂが、配線パターン５６と配線パターン５４とにそれぞれ接続され、パッケージ１０の第２の面１０ｂにおいて互いに対向する部分を有している。第２の切り欠き８２は、パッケージ１０の側壁の平面視で外側に、当該対向部分がパッケージ１０の外部から見えるように設けられている。
【００３６】
ここで、対向部分における第１組の延長配線７１ａ及び７１ｂの間の距離、及び、対向部分における第２組の延長配線７２ａ及び７２ｂの間の距離が、４０μｍ以上かつ２００μｍ以下であることが望ましい。
【００３７】
延長配線７１及び７２をレーザーで切断する場合に、１回のレーザーカットによって、約４０μｍの幅で延長配線を切断することができる。従って、切断された延長配線間の距離を最小で４０μｍとすれば、生産効率を高め、切断による切りくずの発生を抑えることができる。一方、高精度な水晶発振器においては、切断された延長配線間の寄生容量が水晶発振器の特性に影響を与える。そのような場合には、切断された延長配線間の距離を最大で２００μｍとすれば、水晶発振器の特性に影響を与えない程度に寄生容量を小さくすることができる。
【００３８】
本実施形態によれば、延長配線７１及び７２によって水晶振動体２０の電極２２及び２３に電気的に接続された２つの外部接続端子を用いて水晶振動体２０の特性を調整等した後に、延長配線７１が切断されて延長配線７１ａ及び７１ｂに分離されると共に、延長配線７２が切断されて延長配線７２ａ及び７２ｂに分離される。従って、水晶振動体２０の特性を調整等するために用いられる専用のモニター端子の個数を削減しながら、所望の特性で発振動作を行う水晶発振器を提供することができる。
【００３９】
このように、水晶発振器のパッケージ１０を小型化しても、２つの外部接続端子を用いて水晶振動体２０の特性を調整等することが可能となるので、水晶発振器の歩留まりを向上させることができる。また、ＩＣ接続パッドにプローブ針を当接させる必要がなくなるので、ＩＣ接続パッドに打痕を残すことがなく、ＩＣ実装時におけるＩＣ接続パッドの接続性を悪化させることもない。
【００４０】
また、切り欠き８１及び８２がパッケージ１０の側壁の外側に設けられるので、半導体装置３０が実装されるパッケージ１０の第２の面１０ｂとレーザー等で切断される延長配線７１及び７２との間にパッケージ１０の側壁が存在するので、レーザーカット等で生じる切りくずがパッケージの第２の面に飛散することによるコンタミネーションを低減することができる。
【００４１】
＜第２の実施形態＞
図５は、本発明の第２の実施形態に係る水晶発振器のパッケージの底面図である。第２の実施形態においては、パッケージ１０の側壁（第３の基板１３）の平面視で内側に、第１の延長配線７１の少なくとも一部が外部から見えるように第１の切り欠き８３が設けられると共に、第２の延長配線７２の少なくとも一部が外部から見えるように第２の切り欠き８４が設けられている。その他の点に関しては、第２の実施形態は、第１の実施形態と同様でも良い。
【００４２】
第２の実施形態においても、パッケージ１０の外部から見える延長配線７１及び７２をレーザー等で切断することができる。延長配線７１及び７２を切断した後においては、図５に示すように、第１組の延長配線７１ａ及び７１ｂが、配線パターン５５と配線パターン５２とにそれぞれ接続され、パッケージ１０の第２の面１０ｂにおいて互いに対向する部分を有している。第１の切り欠き８３は、パッケージ１０の側壁の平面視で内側に、当該対向部分がパッケージ１０の外部から見えるように設けられている。
【００４３】
また、第２組の延長配線７２ａ及び７２ｂが、配線パターン５６と配線パターン５４とにそれぞれ接続され、パッケージ１０の第２の面１０ｂにおいて互いに対向する部分を有している。第２の切り欠き８４は、パッケージ１０の側壁の平面視で内側に、当該対向部分がパッケージ１０の外部から見えるように設けられている。
【００４４】
本実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、水晶振動体２０の特性を調整等するために用いられる専用のモニター端子の個数を削減しながら、所望の特性で発振動作を行う水晶発振器を提供することができる。また、切り欠き８３及び８４がパッケージ１０の側壁の内側に設けられるので、水晶発振器をプリント配線基板等に実装した後において、延長配線７１ａ及び７１ｂや延長配線７２ａ及び７２ｂに異物が接触するおそれを低減することができる。
【００４５】
＜第３の実施形態＞
図６は、本発明の第３の実施形態に係る水晶発振器のパッケージを示す図である。図６（Ａ）は、パッケージの底面図であり、図６（Ｂ）は、パッケージの側面図である。第３の実施形態においては、パッケージ１０の側壁（第３の基板１３）が、パッケージ１０の第２の面１０ｂにおいて、第１組の延長配線７１ａ及び７１ｂの対向部分及び第２組の延長配線７２ａ及び７２ｂの対向部分を避けて設けられている。その他の点に関しては、第３の実施形態は、第１の実施形態と同様でも良い。
【００４６】
第３の実施形態においても、パッケージ１０の外部から見える延長配線７１及び７２をレーザー等で切断することができる。延長配線７１及び７２を切断した後においては、図６に示すように、第１組の延長配線７１ａ及び７１ｂが、配線パターン５５と配線パターン５２とにそれぞれ接続され、パッケージ１０の第２の面１０ｂにおいて互いに対向する部分を有している。パッケージ１０の側壁（第３の基板１３）は、当該対向部分がパッケージ１０の外部から見えるように設けられている。
【００４７】
また、第２組の延長配線７２ａ及び７２ｂが、配線パターン５６と配線パターン５４とにそれぞれ接続され、パッケージ１０の第２の面１０ｂにおいて互いに対向する部分を有している。パッケージ１０の側壁（第３の基板１３）は、当該対向部分がパッケージ１０の外部から見えるように設けられている。
【００４８】
本実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、水晶振動体２０の特性を調整等するために用いられる専用のモニター端子の個数を削減しながら、所望の特性で発振動作を行う水晶発振器を提供することができる。また、パッケージ１０の側壁の一部が削除されていることにより、延長配線７１及び７２の周囲に広い空間が広がるので、延長配線７１及び７２を容易に切断することができる。
【００４９】
＜第４の実施形態＞
図７は、本発明の第４の実施形態に係る水晶発振器のパッケージの底面図である。第４の実施形態においては、パッケージ１０の側壁に切り欠き等を設けることなく、第１の延長配線７１及び第２の延長配線７２が、パッケージ１０の側壁で囲まれた第２の面１０ｂに配置されている。その他の点に関しては、第４の実施形態は、第１の実施形態と同様でも良い。
【００５０】
第４の実施形態においても、パッケージ１０の外部から見える延長配線７１及び７２をレーザー等で切断することができる。延長配線７１及び７２を切断した後においては、図７に示すように、第１組の延長配線７１ａ及び７１ｂが、配線パターン５５と配線パターン５２とにそれぞれ接続され、パッケージ１０の第２の面１０ｂにおいて互いに対向する部分を有している。また、第２組の延長配線７２ａ及び７２ｂが、配線パターン５６と配線パターン５４とにそれぞれ接続され、パッケージ１０の第２の面１０ｂにおいて互いに対向する部分を有している。
【００５１】
本発明の第４の実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、水晶振動体２０の特性を調整等するために用いられる専用のモニター端子の個数を削減しながら、所望の特性で発振動作を行う水晶発振器を提供することができる。また、一般的な形状を有するパッケージを使用することができるので、特殊な金型の作製にかかる費用が削減される。ただし、延長配線７１及び７２をレーザーで切断する場合には、パッケージ１０の第２の面１０ｂにレーザー痕が残ると共に切りくずが飛散するので、半導体装置３０の実装性が低下する可能性がある。
【００５２】
＜水晶発振器の製造方法＞
次に、本発明の一実施形態に係る水晶発振器の製造方法について、図１〜図４及び図８を参照しながら説明する。図８は、本発明の一実施形態に係る水晶発振器の製造方法を示すフローチャートである。
【００５３】
図８の工程Ｓ１において、例えば、図１及び図２に示すようなパッケージ１０が用意される。即ち、図１に示すように、パッケージ１０は、互いに対向する第１の面１０ａ及び第２の面１０ｂ、及び、第２の面１０ｂの周辺領域に設けられた側壁によって第２の面１０ｂよりも突出した第３の面１０ｃを有している。
【００５４】
また、図２に示すように、配線パターン５１〜５６が、パッケージ１０の第２の面１０ｂに配置されると共に、層間接続部５１ａ〜５４ａを介して配線パターン５１〜５４にそれぞれ電気的に接続された外部接続端子６１〜６４が、パッケージ１０の第３の面１０ｃに配置されている。パッケージ１０は、配線パターン５５及び５６を配線パターン５１〜５４の内の２つ（図２においては、配線パターン５２及び５４）にそれぞれ接続する第１の延長配線７１及び第２の延長配線７２の少なくとも一部が外部から見えるように構成されている。
【００５５】
例えば、複数のパッケージ１０を同時に製造するために広い面積を有する第１の基板１１〜第３の基板１３が用意される。第１の基板１１及び第３の基板１３には、複数のスルーホールが形成される。また、第１の基板１１に、水晶振動体２０の電極２２及び２３に電気的に接続された２つの配線パターン（図示せず）及び配線パターン５１〜５６が形成されると共に、スルーホール内に導電体が充填されて層間接続部５５ａ及び５６ａが形成される。
【００５６】
第１の基板１１の両面に、第２の基板１２及び第３の基板１３が接合される。さらに、第３の基板１３に、外部接続端子６１〜６４が形成されると共に、スルーホール内に導電体が充填されて層間接続部５１ａ〜５４ａが形成される。その後、ダイシングブレード等で第１の基板１１〜第３の基板１３を切断することにより、個々のパッケージ１０が分離される。
【００５７】
工程Ｓ２において、水晶片２１の両面に第１の電極２２及び第２の電極２３を形成することにより、水晶振動体２０が製造される。工程Ｓ３において、支持部材２４を用いてパッケージ１０の第１の面１０ａに水晶振動体２０が配置され、水晶振動体２０の電極２２及び２３が、層間接続部５５ａ及び５６ａを介して配線パターン５５及び５６にそれぞれ電気的に接続される。従って、水晶振動体２０の電極２２及び２３は、延長配線７１及び７２を介して外部接続端子６２及び６４にそれぞれ電気的に接続される。
【００５８】
工程Ｓ４において、延長配線７１及び７２を介して水晶振動体２０の電極２２及び２３にそれぞれ電気的に接続された２つの外部接続端子６２及び６４を用いて、水晶振動体２０の共振周波数が調整される。例えば、ネットワークアナライザーを水晶振動体２０の電極２２及び２３に接続して水晶振動体２０の共振特性を測定したり、外部発振回路を水晶振動体２０の電極２２及び２３に接続して発振周波数を測定しながら、レーザーで電極２３をトリミングすることにより、水晶振動体２０の共振周波数が調整される。
【００５９】
工程Ｓ５において、水晶振動体２０を覆う蓋部４０が、例えば、溶接によって、パッケージ１０に接合される。その後、工程Ｓ６又は工程Ｓ７が行われても良い。工程Ｓ６において、延長配線７１及び７２を介して水晶振動体２０の電極２２及び２３にそれぞれ電気的に接続された２つの外部接続端子６２及び６４を用いて、大きな交流電圧を水晶振動体２０の電極２２及び２３に印加することにより、水晶振動体２０を強励振させることが行われる。それにより、水晶振動体２０に付着していた異物が振り落とされ、又は、水晶振動体２０の特性が改善されて、水晶振動体２０の歩留まりが向上する。
【００６０】
工程Ｓ７において、延長配線７１及び７２を介して水晶振動体２０の電極２２及び２３にそれぞれ電気的に接続された２つの外部接続端子６２及び６４を用いて、水晶振動体２０の特性が検査される。例えば、外部測定装置から水晶振動体２０の電極２２及び２３に印加される電圧を変化させながら、共振周波数やインピーダンス等を測定することにより、測定値の大きさや変化量に基づいて、水晶振動体２０が良品であるか不良品であるかを判定することができる。
【００６１】
工程Ｓ８において、図３及び図４に示すように、延長配線７１及び７２がレーザー等で切断される。それにより、配線パターン５５及び５６が配線パターン５２及び５４から電気的に分離されて、水晶振動体２０の電極２２及び２３が外部接続端子６２及び６４から電気的に分離される。その後、工程Ｓ９において、水晶発振器が洗浄される。
【００６２】
工程Ｓ１０において、パッケージ１０の第２の面１０ｂに半導体装置３０が配置され、半導体装置３０が、配線パターン５１〜５６に電気的に接続される。それにより、半導体装置３０が、外部接続端子６１〜６４及び水晶振動体２０の電極２２及び２３に電気的に接続されて、水晶発振器が完成する。
【００６３】
本実施形態によれば、延長配線７１及び７２によって水晶振動体２０の電極２２及び２３に電気的に接続された２つの外部接続端子を用いて水晶振動体２０の特性を調整等した後に、延長配線７１及び７２が切断される。従って、水晶振動体２０の特性を調整等するために用いられる専用のモニター端子の個数を削減しながら、所望の特性で発振動作を行う水晶発振器を提供することができる。
【００６４】
＜水晶発振器の回路構成＞
図９は、図１に示す水晶発振器の回路構成例を示す回路図である。図９に示すように、水晶発振器１１０は、水晶振動体２０と、半導体装置３０（図１）に内蔵された発振回路とで構成される。発振回路は、ＮＰＮバイポーラトランジスターＱ１と、抵抗Ｒ０〜Ｒ４と、キャパシターＣ１〜Ｃ４と、外部接続端子６１〜６４と、バッファーアンプ１０１と、制御回路１０２とを含んでいる。
【００６５】
外部接続端子６１には、電源電位ＶＣＣが供給され、外部接続端子６４には、基準電位ＶＥＥが供給される。抵抗Ｒ１及びＲ２は、水晶振動体２０の２つの電極の間に直列に接続されている。抵抗Ｒ０は、抵抗Ｒ１及びＲ２の接続点と制御回路１０２との間に接続されている。
【００６６】
キャパシターＣ１及びＣ２は、水晶振動体２０の２つの電極と基準電位ＶＥＥの配線との間にそれぞれ接続されている。キャパシターＣ３は、水晶振動体２０の一方の電極とトランジスターＱ１のコレクターとの間に直列に接続されている。キャパシターＣ４は、水晶振動体２０の他方の電極とトランジスターＱ１のベースとの間に接続されている。
【００６７】
トランジスターＱ１のコレクターは、抵抗Ｒ３を介して電源電位ＶＣＣの配線に接続されており、エミッターは、基準電位ＶＥＥの配線に接続されている。抵抗Ｒ４は、トランジスターＱ１のコレクターとベースとの間に接続されている。バッファーアンプ１０１は、トランジスターＱ１のコレクターに生成される発振信号をバッファーして外部接続端子６２に出力する。
【００６８】
トランジスターＱ１は反転増幅動作を行い、コレクターに生成される発振信号が、水晶振動体２０等を介してベースにフィードバックされる。その際に、水晶振動体２０は、トランジスターＱ１によって印加される交流電圧によって振動する。その振動は固有の共振周波数において大きく励起されて、水晶振動体２０が負性抵抗として動作する。その結果、水晶発振器１１０は、主に水晶振動体２０の共振周波数によって決定される発振周波数で発振する。
【００６９】
ただし、キャパシターＣ１又はＣ２の容量値を変更することによって、水晶発振器１１０の発振周波数を微調整することができる。そこで、図９に示す例においては、キャパシターＣ１及びＣ２が、例えば、制御電圧に従って容量値が変化する可変容量ダイオード（バラクタダイオード）で構成される。可変容量ダイオードは、カソードとアノードとの間に印加される逆バイアス電圧に従って容量値を変化させる。
【００７０】
外部接続端子６３には、水晶発振器１１０の発振周波数を制御するデータを設定するためのクロック信号が入力される。制御回路１０２は、不揮発性メモリー等のメモリーを含んでおり、例えば、入力されるクロック信号に含まれているパルス数に従って、水晶発振器１１０の発振周波数を制御するデータをメモリーに設定する。また、制御回路１０２は、メモリーに格納されているデータに基づいて、キャパシターＣ１及びＣ２の容量値を制御する制御電圧を生成し、抵抗Ｒ０〜Ｒ２を介してキャパシターＣ１及びＣ２に供給する。それにより、水晶発振器１１０の発振周波数を外部から制御することができる。
【００７１】
＜電子機器＞
次に、本発明のいずれかの実施形態に係る水晶発振器を用いた電子機器について説明する。
図１０は、本発明の一実施形態に係る電子機器の第１の構成例を示すブロック図である。この電子機器は、本発明のいずれかの実施形態に係る水晶発振器１１０と、ＣＰＵ１２０と、操作部１３０と、ＲＯＭ（リードオンリー・メモリー）１４０と、ＲＡＭ（ランダムアクセス・メモリー）１５０と、通信部１６０と、表示部１７０と、音声出力部１８０とを含んでいる。なお、図１０に示す構成要素の一部を省略又は変更しても良いし、あるいは、図１０に示す構成要素に他の構成要素を付加しても良い。
【００７２】
水晶発振器１１０は、設定された発振周波数で発振動作を行うことにより、クロック信号を生成する。水晶発振器１１０によって生成されるクロック信号は、ＣＰＵ１２０等を介して、電子機器の各部に供給される。
【００７３】
ＣＰＵ１２０は、水晶発振器１１０から供給されるクロック信号に同期して動作し、ＲＯＭ１４０等に記憶されているプログラムに従って、各種の信号処理や制御処理を行う。例えば、ＣＰＵ１２０は、操作部１３０から供給される操作信号に応じて各種の信号処理を行ったり、外部との間でデータ通信を行うために通信部１６０を制御する。あるいは、ＣＰＵ１２０は、表示部１７０に各種の画像を表示させるための画像信号を生成したり、音声出力部１８０に各種の音声を出力させるための音声信号を生成する。
【００７４】
操作部１３０は、例えば、操作キーやボタンスイッチ等を含む入力装置であり、ユーザーによる操作に応じた操作信号をＣＰＵ１２０に出力する。ＲＯＭ１４０は、ＣＰＵ１２０が各種の信号処理や制御処理を行うためのプログラムやデータ等を記憶している。また、ＲＡＭ１５０は、ＣＰＵ１２０の作業領域として用いられ、ＲＯＭ１４０から読み出されたプログラムやデータ、操作部１３０を用いて入力されたデータ、又は、ＣＰＵ１２０がプログラムに従って実行した演算結果等を一時的に記憶する。
【００７５】
通信部１６０は、例えば、アナログ回路及びデジタル回路で構成され、ＣＰＵ１２０と外部装置との間のデータ通信を行う。表示部１７０は、例えば、ＬＣＤ（液晶表示装置）等を含み、ＣＰＵ１２０から供給される表示信号に基づいて各種の情報を表示する。また、音声出力部１８０は、例えば、スピーカー等を含み、ＣＰＵ１２０から供給される音声信号に基づいて音声を出力する。
【００７６】
上記の電子機器としては、例えば、携帯電話機等の移動端末、スマートカード、電卓、電子辞書、電子ゲーム機器、デジタルスチルカメラ、デジタルムービー、テレビ、テレビ電話、防犯用テレビモニター、ヘッドマウント・ディスプレイ、パーソナルコンピューター、プリンター、ネットワーク機器、カーナビゲーション装置、測定機器、及び、医療機器（例えば、電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、及び、電子内視鏡）等が該当する。
【００７７】
図１１は、本発明の一実施形態に係る電子機器の第２の構成例を示すブロック図である。この例においては、時計及びタイマーについて説明する。本発明の一実施形態に係る時計は、本発明のいずれかの実施形態に係る水晶発振器１１０と、分周器１１１と、操作部１３０と、表示部１７０と、音声出力部１８０と、計時部１９０とを含んでいる。また、本発明の一実施形態に係るタイマーは、音声出力部１８０の替りに制御部２００を含んでいる。なお、図１１に示す構成要素の一部を省略又は変更しても良いし、あるいは、図１１に示す構成要素に他の構成要素を付加しても良い。
【００７８】
分周器１１１は、例えば、複数のフリップフロップ等で構成され、水晶発振器１１０から供給されるクロック信号を分周して、計時用の分周クロック信号を生成する。計時部１９０は、例えば、カウンター等で構成され、分周器１１１から供給される分周クロック信号に基づいて計時動作を行って、現在時刻やアラーム時刻を表す表示信号や、アラーム音を発生するためのアラーム信号を生成する。
【００７９】
操作部１３０は、計時部１９０に現在時刻やアラーム時刻を設定するために用いられる。表示部１７０は、計時部１９０から供給される表示信号に従って、現在時刻やアラーム時刻を表示する。音声出力部１８０は、計時部１９０から供給されるアラーム信号に従って、アラーム音を発生する。
【００８０】
タイマーの場合には、アラーム機能の替りにタイマー機能が設けられる。即ち、計時部１９０は、現在時刻が設定時刻に一致したことを表すタイマー信号を生成する。制御部２００は、計時部１９０から供給されるタイマー信号に従って、タイマーに接続されている機器をオン又はオフさせる。
【００８１】
本実施形態によれば、水晶振動体の特性を調整等するために用いられる専用のモニター端子の個数を削減しながら、所望の特性で発振動作を行う水晶発振器１１０を用いることにより、クロック信号を生成する水晶発振器１１０が小型化された電子機器を提供することができる。
【００８２】
＜移動体＞
次に、本発明のいずれかの実施形態に係る水晶発振器を用いた移動体について説明する。移動体としては、例えば、自動車、自走式ロボット、自走式搬送機器、列車、船舶、飛行機、又は、人工衛星等が該当する。
【００８３】
図１２は、本発明の一実施形態に係る移動体の構成例を示すブロック図である。図１２に示すように、この移動体は、本発明のいずれかの実施形態に係る水晶発振器１１０を含み、さらに、電子制御式燃料噴射装置２１０、電子制御式ＡＢＳ装置２２０、又は、電子制御式一定速度走行装置２３０等の各種の電子制御式装置を搭載している。なお、図１２に示す構成要素の一部を省略又は変更しても良いし、あるいは、図１２に示す構成要素に他の構成要素を付加しても良い。
【００８４】
水晶発振器１１０は、設定された発振周波数で発振動作を行うことにより、クロック信号を生成する。水晶発振器１１０によって生成されるクロック信号は、電子制御式燃料噴射装置２１０、電子制御式ＡＢＳ装置２２０、又は、電子制御式一定速度走行装置２３０等に供給される。
【００８５】
電子制御式燃料噴射装置２１０は、水晶発振器１１０から供給されるクロック信号に同期して動作し、ガソリンエンジン等の予混合燃焼機関において、所定のタイミングで液体の燃料を吸入空気に霧状に噴射する。電子制御式ＡＢＳ（アンチロック・ブレーキ・システム）装置２２０は、水晶発振器１１０から供給されるクロック信号に同期して動作し、ブレーキをかけるように操作が行われた際に、ブレーキを徐々に強力に駆動して、移動体が滑り始めたらブレーキを一旦緩めてから再び駆動することを繰り返す。電子制御式一定速度走行装置２３０は、水晶発振器１１０から供給されるクロック信号に同期して動作し、移動体の速度を監視しながら、移動体の速度が一定となるようにアクセル又はブレーキ等を制御する。
【００８６】
本実施形態によれば、水晶振動体の特性を調整等するために用いられる専用のモニター端子の個数を削減しながら、所望の特性で発振動作を行う水晶発振器１１０を用いることにより、クロック信号を生成する水晶発振器１１０が小型化された移動体を提供することができる。
【００８７】
上記の実施形態においては、水晶振動体を用いた水晶発振器について説明したが、本発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、水晶以外の圧電体等を用いた発振器にも適用することができる。また、発振器には、振動体の一方の電極に電気的に接続された１つの延長配線が設けられても良く、その延長配線を切断して１組の延長配線としても良い。その場合に、振動体の他方の電極に電気的に接続された１つのモニター端子が設けられても良い。このように、当該技術分野において通常の知識を有する者によって、本発明の技術的思想内で多くの変形が可能である。
【符号の説明】
【００８８】
１０…パッケージ、１１〜１３…基板、２０…水晶振動体、２１…水晶片、２２、２３…電極、２４…支持部材、３０…半導体装置、３１〜３３…半導体装置の端子、４０…蓋部、５１〜５６…配線パターン、５１ａ〜５６ａ…層間接続部、６１〜６４…外部接続端子、７１、７１ａ、７１ｂ、７２、７２ａ、７２ｂ…延長配線、８１〜８４…切り欠き、１０１…バッファーアンプ、１０２…制御回路、１１０…水晶発振器、１１１…分周器、１２０…ＣＰＵ、１３０…操作部、１４０…ＲＯＭ、１５０…ＲＡＭ、１６０…通信部、１７０…表示部、１８０…音声出力部、１９０…計時部、２００…制御部、２１０…電子制御式燃料噴射装置、２２０…電子制御式ＡＢＳ装置、２３０…電子制御式一定速度走行装置、Ｑ１…トランジスター、Ｒ０〜Ｒ４…抵抗、Ｃ１〜Ｃ４…キャパシター
【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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