JP2007067173A - 電子部品 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的は、素子接続用電極端子と基板接続用電極端子の配置位置を熱応力による歪みが特定の部分に集中しない形態とすることで、固着及び導通の信頼性の向上を実現できる電子部品を提供することを課題とする。
【解決方法】電子部品において、基板接続用電極端子及び素子接続用電極端子が、集積回路素子の接続側主面中心及び絶縁基板の該搭載面の中心を中心とする少なくとも一つの円周上又は円周に沿って、複数個の該基板接続用電極端子及び該素子接続用電極端子が、各々対向する形態で形成されていることを特徴とする電子部品。
【選択図】 図３

Description

本発明は、電子機器に用いられる電子部品に関し、特に構成素子に集積回路素子を有する電子部品に関する。

従来、携帯用通信機器等の電子機器には様々な電子部品が使用されており、なかには部品内に集積回路素子を搭載した圧電発振器等の電子部品が用いられている。

図５は、電子部品の一つである圧電発振器を例に示した外観分解斜視図である。従来の圧電発振器５０は、内部に圧電振動素子（図示せず）が収容されている圧電振動子５３を、キャビティ部５５内に前記の圧電振動素子の振動に基づいて発振出力を制御処理するための電子回路網を内蔵した集積回路素子５６やコンデンサ（図示せず）等の電子素子が収容されている絶縁基板５１上に取着させた構造のものが知られており、かかる圧電発振器５０を図示しない電子機器のマザーボード等の外部配線基板上に載置させた上、絶縁基板５１の裏面つまり実装面に設けられている外部接続用電極端子５８を外部の配線基板の配線に半田接合することにより外部配線基板上に実装される（例えば、特許文献１参照）。

なお、圧電振動子５３や絶縁基板５１のパッケージ構造材は、通常、セラミック材料によって形成されており、その内部や表面には配線導体が形成され、従来周知のセラミックグリーンシート積層法等を採用することにより製作される。

また、前記集積回路素子５６の内部には、発振回路の他に圧電振動子５３の温度特性に応じて作成された温度補償データに基づいて圧電発振器５０の発振周波数を補正するための温度補償回路（図示せず）が設けられており、圧電発振器５０を組み立てた後、上述の温度補償データを集積回路素子５６のメモリ内に格納すべく、絶縁基板５１の裏面や外側面等に温度補償データ書込用の書込制御端子５７が設けられていた。この書込制御端子５７に温度補償データ書込装置のプローブ針を当てて集積回路素子５６内のメモリに温度補償データを入力することにより、温度補償データが集積回路素子５６のメモリ内に書込まれる。

上述したような圧電発振器等の電子部品に関しては、以下のような先行技術文献に開示がある。

特開２０００−３４９５５５号公報 特開２００１−１７７３４６号公報 特開平１０−２８４５００号公報

尚、出願人は前記した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を、本件出願時までに発見するに至らなかった。

図６には、上述した図５における絶縁基板５１をキャビティ部５５開口部側より図示した平面図を、集積回路素子５６の搭載前の形態で示す。このような絶縁基板５１のキャビティ部５５内底面に形成されている素子接続用電極端子５９の形成形態は、複数個の素子接続用電極端子５９を概ね矩形状に連鎖するように絶縁基板５１のキャビティ部５５底面に配し形成されている。

しかしながら、このような形態の素子接続用電極端子５９上に集積回路素子５６を配置し、素子接続用電極端子５９と、それに対応対向する集積回路素子５６の基板接続用電極端子とを導電性接合材で機械的及び電気的に接続した構造を有する電子部品（例では圧電発振器）に、外部より熱が印加された場合、集積回路素子５６と絶縁基板５１の熱による膨張又は収縮率の違いにより、集積回路素子５６の中心からの比較的に距離の遠いキャビティ部５５内底面の対角線上に形成された素子接続用電極端子及び基板接続用電極端子を接合する導電性接合材に熱応力による歪みが集中的に加わってしまい、最悪の場合は歪みが集中した部分の導電性接合材を破壊し、集積回路素子５６が絶縁基板５１のキャビティ部２５内底面から剥離し、接合した端子間が絶縁してしまうという問題があった。

本発明は前記問題点に鑑み考え出されたものであり、その目的は、素子接続用電極端子と基板接続用電極端子の配置位置を熱応力による歪みが特定の部分に集中しない形態とすることで、固着及び導通の信頼性の向上を実現できる電子部品を提供することを課題とする。

本発明は上記課題を解決するものであり、絶縁基板に用意された集積回路素子を搭載する領域内の搭載面には、複数個の素子接続用電極端子が形成されており、この素子接続用電極端子に集積回路素子の基板接続用電極端子を導電性接合材により導通固着することにより集積回路素子が接続された絶縁基板が一構成部材として使用されている電子部品において、
上記基板接続用電極端子及び素子接続用電極端子が、集積回路素子の接続側主面中心及び絶縁基板の該搭載面の中心を中心とする少なくとも一つの円周上又は円周に沿って、複数個の該基板接続用電極端子及び該素子接続用電極端子が、各々対向する形態で形成されていることを特徴とする電子部品である。

また、本発明の電子部品は、上記構成において該基板接続用電極端子及び該素子接続用電極端子が等間隔で形成されていることを特徴とする上記記載の電子部品でもある。

本発明の電子部品において、基板接続用電極端子及び該素子接続用電極端子が、該集積回路素子の接続側主面中心及び絶縁基板の該搭載面の中心を中心とする少なくとも一つの円周上に、個々の該基板接続用電極端子及び該素子接続用電極端子が各々対向する形態で形成されているから、集積回路素子を絶縁基板に搭載した際には、集積回路素子と絶縁基板とを導通固着している箇所が、該集積回路素子の接続側主面中心及び絶縁基板の該搭載面の中心を中心として円状に配置することとなり、各基板接続用電極端子及び該素子接続用電極端子を接合している導電性接合材に掛かる熱応力による歪みが特定の箇所に集中することがなくなり均一にすることができ、導電性接合材の破壊による剥離絶縁を抑えることが可能となる。

また、本発明の電子部品によれば、基板接続用電極端子及び該素子接続用電極端子を等間隔で形成されていることで、更に各導電性接合材に掛かる各種応力をバランスよく分散できるので、導電性接合材の接続信頼性の更なる向上が可能となる。

因って、本発明は信頼性が著しく高い電子部品を提供できる効果を奏する。

次に、本発明を実施するための最良の形態（以下、「実施形態」という。）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図においての同一の符号は同じ対象を示すものとする。

図１は、本発明に係る電子部品を、電子部品の一つである圧電発振器を例に示した外観分解斜視図である。図２は、図１に図示した圧電発振器を組み立てた後、図１に記載の仮想切断線Ａ１−Ａ２で切断した場合の断面図である。図３は、図１に記載の絶縁基板１０の一形態を、集積回路素子７を未搭載の状態でキャビティ部１５開口側より図示した外観平面図である。図４は図１に記載の絶縁基板１０の一形態を、集積回路素子７を未搭載の状態でキャビティ部１５開口側より図示した外観平面図である。尚、各図おいて、説明を明りょうにするため構造体の一部を図示せず、また寸法も一部誇張して図示している。特に各部分の厚み寸法は誇張して図示している。

図１に示すように、本発明に係る電子部品の一つである圧電発振器は、集積回路素子７を収容するキャビティ部１５と、このキャビティ部１５の底面に集積回路素子７を搭載するための素子接続用電極端子１２が形成されている絶縁基板１０と、搭載面側に基板接続用電極端子１６が形成されている集積回路素子７と、前記キャビティ部１５を覆うように配置される内部に圧電振動素子５を収容した圧電振動子１とから主に構成されている。

また、絶縁基板１０の底面の裏側、つまり、外部電子機器（図示せず）のマザーボード（実装基板）等と向かい合う面には外部接続電極端子１９が設けられている。また、キャビティ部１５を囲う側面となる枠壁１３、枠壁１３の外側面には複数個の書込制御端子１１が形成されている。更に枠壁１３のキャビティ部１５開口側上面には、圧電振動子１と機械的及び電気的に接続するための振動子接続用電極パッド１８が形成されている。なお、本発明の電子部品においては枠壁１３の一部には開放部９（図１参照）が形成されている。この開放部９は、絶縁基板１０のキャビティ部１５に配置された時の集積回路素子７の回路形成面（下面）の導電性接合材８を保護するための回路保護材１４の形成状態を確認するための確認口とし利用される。

本実施例に係る圧電発振器の特徴部分は図１及び図２ように、集積回路素子７を、半田、導電性接着材又はバンプ等の導電性接合材８を介して絶縁基板１０に実装固着する場合に、図３及び図４に示したように、集積回路素子７に設けられる基板接続用電極端子１６の位置と対応する絶縁基板１０側に形成した素子接続用電極端子１２の配置を集積回路素子７の接続側主面中心及び絶縁基板の該搭載面の中心を中心とする同一円周上に配置した点にある。これにより、加熱環境下において、基板接続用電極端子６と素子接続用電極端子１２間の各導電性接合材８に掛かる熱による応力を均一にすることができ、熱応力の影響による導電性接合材８の破壊を抑えることが可能となり固着及び導通の信頼性の向上が可能となる。

ここで、図１に示す圧電振動子１は、例えば、ガラス−セラミック、アルミナセラミックス等のセラミック材料から成る基板２と、基板２と同様のセラミック材料から成る側壁３、４２アロイやコバール、リン青銅等の金属から成る蓋体４とから成り、基板２の上面に側壁３を取着させ、その上面に蓋体４を載置して固定させることによって圧電振動子１が構成され、側壁３の内側に位置する基板２の上面に圧電振動素子５が実装されている。

また、圧電振動子１は、その内部に、例えば、基板２の上面と側壁３の内面と蓋体４の下面とで囲まれる空間部内に圧電振動素子５を収容して気密封止されており、基板２の上面には圧電振動素子５の振動電極に接続される一対の搭載パッド等が、また、基板２の下面には後述する絶縁基板１０上の枠壁１３に接続される複数個の基板接続用電極パッド１７がそれぞれ設けられ、これらのパッドや端子は基板２表面の配線パターンや基板２内部に埋設されているビアホール等を介して、対応するもの同士、相互に電気的に接続されている。

また、圧電振動子１の内部に収容される圧電振動素子５は、例えば圧電材として水晶を用いている場合では、水晶結晶体より所定のカットアングルで切り出し外形加工を施された矩形状の水晶素板がら形成されており、水晶素板両主面に一対の振動電極を被着・形成されている。この圧電振動素子５は、外部からの変動電圧が一対の振動電極を介して圧電片に印加されると、所定の周波数で厚みすべり振動を起こすことにより、外部に信号を出力する。

ここで圧電振動子１の蓋体４を圧電振動子１の基板接続用電極パッド１７や絶縁基板１０の振動子接続用電極パッド１８を介して後述するグランド端子用の外部接続電極端子１９に接続させておけば、その使用時に、金属から成る蓋体４が基準電位に接続されてシールド機能が付与されることと成るため、圧電振動素子５や集積回路素子７を外部からの不要な電気的作用から良好に保護することができる。従って、圧電振動子１の蓋体４は圧電振動子１の基板接続用電極パッド１７や絶縁基板１０の振動子接続用電極パッド１８を介して外部接続電極端子１９のうちのグランド端子に接続させておくことが好ましい。

そして、上述した圧電振動子１が取着される集積回路素子７を収容するキャビティ部１５を有する絶縁基板１０はその主面外形において概略矩形状を成しており、ガラス布基材エポキシ樹脂やポリカーボネイト，エポキシ樹脂，ポリイミド樹脂等の樹脂材料やガラス−セラミック，アルミナセラミックス等のセラミック材料等によって平板状を成すように形成されている。

また、絶縁基板１０の裏面つまり実装面に設けられている４つの外部接続電極端子１９は、圧電発振器をマザーボード等の外部配線基板に接続するための端子として機能するものであり、圧電発振器を外部配線基板上に搭載する際、外部配線基板の回路配線と半田等の導電性接合材を介して電気的に接続されるようになっている。

更に、絶縁基板１０の上面に設けられる枠壁１３は、集積回路素子７を収容するキャビティ部１５を有する絶縁基板１０と圧電振動子１との間に、集積回路素子７を配置させるのに必要な所定の間隔を確保しつつ、集積回路素子７を収容するキャビティ部１５を有する絶縁基板１０の振動子接続用電極パッド１８を圧電振動子１の接続用端子１７に接続するためのものである。

更に又、上述した集積回路素子７を収容するキャビティ部１５を有する絶縁基板１０の中央域には、複数個の素子接続用電極端子１２が、キャビティ部１５底面の中心を中心とする同一円周上に設けられており、これら素子接続用電極端子１２に集積回路素子７の基板接続用電極端子６（素子接続用電極端子１２の形成形態に対応する形態で形成されている）を、導電性接合材８を介して電気的、及び機械的に接続させることによって、集積回路素子７はキャビティ部１５を有する絶縁基板１０上の所定位置に取着されている。

又、集積回路素子７は、その回路形成面（下面）に、周囲の温度状態を検知する感温素子、圧電振動素子５の温度特性を補償する温度補償データを格納するメモリ、メモリ内の温度補償データに基づいて圧電振動素子５の振動特性を温度変化に応じて補正する温度補償回路、先の温度補償回路に接続されて所定の発振出力を生成する発振回路等が設けられており、この発振回路で生成された発振出力は、外部に出力された後、例えば、クロック信号等の基準信号として利用される。

尚、上述した集積回路素子７の表面にはポリイミド等の絶縁材料から成る回路保護材が介在されており、この回路保護材により、集積回路素子７の表面を保護するとともに、集積回路素子７と導電性接合材８との間の電気的ショートを防止している。

これにより、従来は集積回路素子７と絶縁基板１０との間には、集積回路素子７表面に形成された回路形成面を大気中の水分等によって腐食されるのを防止するためにアンダーフィル樹脂が充填されていたが、これに代えて集積回路素子７を保護する回路保護材で、アンダーフィル樹脂機能を代用可能とすることができる。その結果、集積回路素子７と絶縁基板１０間にアンダーフィル樹脂が不要とすることが可能となる。

尚、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。例えば、本実施例では本発明の実施例として、電子部品の一つである圧電発振器を例に説明したが、本発明は電子部品内に集積回路素子を搭載する場合の形態についての発明であるので、実施例と類似した形態の他の電子部品（集積回路素子を内部に搭載しモジュール化したような電子部品）においても、本発明は適用可能である。

又、図３に示す本実施形態においては絶縁基板１０上に形成された素子接続用電極端子１２を一円周上に形成したが、これに代えて図４に示すように素子接続用電極端子１２を同心の複数の円周上に形成した場合でも実施形態と同様の効果を奏する。また、キャビティ部１５には、集積回路素子７の他にコンデンサなどの他の電子素子を搭載しても構わない。

図１は、本発明に係る電子部品を、電子部品の一つである圧電発振器を例に示した外観分解斜視図である。 図２は、図１に図示した圧電発振器を組み立てた後、図１に記載の仮想切断線Ａ１−Ａ２で切断した場合の断面図である。 図３は、図１に記載の絶縁基板１０の一形態を、集積回路素子７を未搭載の状態でキャビティ部１５開口側より図示した外観平面図である。 図４は図１に記載の絶縁基板１０の他の形態を、集積回路素子７を未搭載の状態でキャビティ部１５開口側より図示した外観平面図である。 図５は、従来の電子部品を、電子部品の一つである圧電発振器を例にしました外観分解斜視図である。 図６は、図５に記載の絶縁基板５１の形態を、集積回路素子５６を未搭載の状態でキャビティ部５５開口側より図示した外観平面図である。

符号の説明

１・・・圧電振動子
２・・・基板
３・・・側壁
４・・・蓋体
５・・・圧電振動素子
７・・・集積回路素子
８・・・導電性接合材
９・・・開放部
１０・・絶縁基板
１１・・書込制御端子
１２・・素子接続用電極端子
１３・・枠壁
１５・・キャビティ部
１６・・基板接続用電極端子
１７・・振動子接続用電極パッド
１８・・基板接続用電極パッド
１９・・外部接続電極端子

Claims (2)

1. 絶縁基板に用意された集積回路素子を搭載する領域内の搭載面には、複数個の素子接続用電極端子が形成されており、該素子接続用電極端子に該集積回路素子の基板接続用電極端子を導電性接合材により導通固着することにより該集積回路素子が接続された該絶縁基板が一構成部材として使用されている電子部品において、
   該基板接続用電極端子及び該素子接続用電極端子が、該集積回路素子の接続側主面中心及び該絶縁基板の該搭載面を中心とする少なくとも一つの円周上又は円周に沿って、複数個の該基板接続用電極端子及び該素子接続用電極端子が、各々対向する形態で形成されていることを特徴とする電子部品。
2. 該基板接続用電極端子及び該素子接続用電極端子が等間隔で形成されていることを特徴とする請求項１記載の電子部品。

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