JP2007074066A - 圧電デバイス - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 リードフレーム20のダイパッド部26の主面に、電子部品50とこの電子部品に比べて水平方向に大きな外形を有する圧電振動子40が、ダイパッド部26を挟むように接合されており、電子部品50のパッド部56が、圧電振動子40及び/又はリードフレーム20とワイヤボンディングされている圧電発振器であって、ダイパッド部26は、水平方向について、電子部品50の外形よりも小さく形成され、かつ、電子部品50のパッド部56の位置に外縁部が対応して配置されている。
【選択図】 図1
Description
図7および図8は、従来の圧電発振器を示しており、図7は圧電発振器1の概略平面図、図8は図7のA−A線切断端面図である(例えば、特許文献1参照)。
なお、図7では、理解の便宜のため、半導体素子を透視して図示している。
すなわち、リードフレーム2は、ダイパッド部2aと、このダイパッド部2aを完成前に切断されるフレーム部(図示せず)に接続して、ダイパッド部2aを支持するための支持部2bと、リード端子部2cとを有している。なお、ダイパッド部2aには、樹脂モールドする際の応力がダイパッド部2aとIC3との接続状態に悪影響を及ぼさないように、応力を緩和させるスリット2eが設けられている。
圧電振動子4は、パッケージ6内に圧電振動片5が収容されており、ダイパッド部2aの下面に接合されている。そして、パッケージ6の表面に設けられた外部端子4aとIC3のパッド部8とがワイヤボンディングされている。
すなわち、ICにワイヤボンディングする際の説明図である図9に示すように、通常は、ダイパッド部12に搭載されたIC10にワイヤボンディングする際、キャピラリ16をIC10のパッド部14に押し付けて超音波パワーを付与するようにしているが、この超音波パワーがパッド部14に有効に伝達するように、IC10を受け台18の上に載置している。
また、ダイパッド部は、水平方向について、電子部品の外形よりも小さく形成されているため、この電子部品の外形よりも小さく形成した分だけ、他の端子部分を余裕をもって配置することができ、圧電デバイスの小型化に寄与することになる。
さらに、ダイパッド部は、水平方向について、電子部品のパッド部の位置に外縁部が対応して配置されている。したがって、例えばキャピラリをパッド部に押し当てて超音波パワーを付与してワイヤボンディングする際、ダイパッド部の外縁部がパッド部を支持するようにして超音波パワーを付与することができるため、超音波パワーを有効に伝えることができる。
かくして、本発明の効果として、小型化を図ると共に、ボンディング強度を高めることができる圧電デバイスを提供することができる。
第2の発明の構成によれば、ダイパッド部は、電子部品を接合するための接着剤が塗布される領域に、電子部品側に開口した凹部が形成されている。このため、接着剤を凹部内に収容して、接着剤がダイパッド部の上面に盛り上がるために生じる電子部品の浮きや傾きといった現象を抑制することができる。したがって、ワイヤボンディングの際の超音波パワーを確実に伝えて、ボンディング強度を高めることができる。
第3の発明の構成によれば、凹部は、電子部品のパッド部の位置を避けるように形成されているため、パッド部の直下には、凹部内の接着剤は配置されない。したがって、ワイヤボンディングの際の超音波パワーは、凹部内の柔らかい接着剤に吸収されずに、パッド部に有効に伝達して、ボンディング強度を高めることができる。
第4の発明の構成によれば、ダイパッド部は、その側面側の外部と凹部の内部とをつなげるように溝部が形成されている。このため、凹部の内部に接着剤を多目に塗布したとしても、多目に塗布された分の接着剤は、例えば電子部品を載置する際に溝部を伝わって、側面側の外部に逃げることになる。したがって、接着剤がダイパッド部の上面に盛り上がるように塗布されることで生じる電子部品の浮きや傾きといった現象を抑制することができる。
第5の発明の構成によれば、グランド端子とダイパッド部とが電気的に接続されている
ので、ダイパッド部をアース接地して、浮遊容量の影響を抑制することができる。
尚、これらの図では、理解の便宜のために、種々の部分を省略して図示している。すなわち、図1では、リードフレームより上側(図2の上側)のパッケージ部分を省略して内部の構成を示している。また、図3では、リードフレームより下側(図2の下側)のパッケージおよび圧電振動子の部分を省略して内部の構成を示している。また、図1ないし図3では、一部のボンディングワイヤやリードフレームを省略している。
先ず、圧電振動子40について説明する。
圧電振動子40は、電子部品50に比べて水平方向に大きな外形を有する表面実装型の振動子が用いられており、その中央付近がリードフレーム20のダイパッド部26の下面(図2の下側)に接合されている。
すなわち、本実施形態の圧電振動子40は、開口部を有する矩形の箱状の内側に圧電振動片42を収容するようにした振動子パッケージ44と、この振動子パッケージ44の開口部を封止する蓋体46とを備えており、蓋体46が下側を向くようにして、ダイパッド部26の下面に接合されている。
なお、圧電振動片42は、水晶、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム等の圧電材料を利用することができ、本実施形態の圧電振動片42は、小型に形成して必要な性能を得るために、二股に別れて平行に延びる一対の振動腕を備えて、全体が音叉のような形状とされた、所謂、音叉型圧電振動片が利用されている。
蓋体46は、好ましくは、導体金属、例えば、金属系のFe−Ni−Coの合金等を用いて、振動子パッケージ44の裏面に露出して形成された外部端子部48と、例えばスルーホール内の導電部(図示せず)を通じて電気的に接続されている。そして、外部端子部48は、後述する電子部品50を通じてアース接地することで、シールド効果を持たせることができる。なお、このように金属系の蓋体46を用いる場合は、ロウ材49にはコバール等でなるシームリングを使用できる(以下、「シームリング49」という)。
本実施形態の電子部品50は、内部に図示しない集積回路で形成した発振回路を収容した半導体素子(以下「IC」という)であり、上述の圧電振動子40の外部端子部48とワイヤボンディングされて電気的に接続され、少なくとも圧電振動片42を発振させ、好ましくは、圧電振動片42の特性に応じた温度補償用のデータが書き込まれている。
本実施形態のIC50は、圧電振動子40の外部端子部48を覆わないようにして、水平方向の略中央に位置するダイパッド部26の上面、すなわち、圧電振動子40と反対側の面(図2の上側)に接着剤(図示せず)を用いて接合されている。
パッド部56の数はIC50の種類によりこれよりも多い場合も少ない場合もあるのは勿論である。
パッケージ60は、リードフレーム20のアウターリード部24を除いた全体を、例えばエポキシ系樹脂などの絶縁部材でインジェクションモールドして形成されている樹脂パッケージである。これにより、パッケージ60内のIC50、圧電振動子40、ボンディングワイヤ52の各部品間、及び圧電発振器10と他の電子デバイスとの間を絶縁すると共に、これらの各部品の位置を固定している。
リードフレーム20は、通常用いられる素材、例えば、42アロイ等のFe合金、あるいはCu−Sn,Cu−Fe,Cu−Zn,Cu−Ni等のCu合金、あるいはこれらに第三の元素を添加した三元合金等により形成されている。
このリードフレーム20は、図1ないし図3に示されるように、リード端子部23と、ダイパッド部26とを備えている。なお、図1ないし図3の圧電発振器10は完成品の姿であり、リードフレームの枠部分は切断されているため図示されていない。
インナーリード部22は、本実施形態では全体が略水平に形成されており、上述のように、図1のアウターリード部24と一体的に形成されている4隅の部分が、IC50のパッド部56とワイヤ52でボンディングされ、樹脂モールドされている。
なお、図示されていないが、本実施形態のインナーリード部22には、圧電振動子40の動作を制御する信号をIC50に書き込むための制御用のリード端子もあり、図示されていないボンディングワイヤを介して、IC50の制御用端子と接続されている。
すなわち、アウターリード部24は、パッケージ60から水平に突出して直ぐに実装面に向かって折り曲げ加工されるが、その折り曲げ角度θ1は、実装面に向かうに従ってパッケージ60から除々に離れるように鈍角となっている。そして、このように一旦パッケージから除々に離れるように折り曲げられてから、先端部24aが再びパッケージ60に接近し、窪み部62の窪んだ領域に入るように、先端部24aの根元が鋭角に折り曲げられている。
本実施形態のダイパッド部26は、グランド端子となるアウターリード部24−3(図1の右下の端子)と、インナーリード部22を介して一体に形成され、これにより、ダイパッド部26をアース接地して、浮遊容量の影響を抑制することができる。
すなわち、図示しないキャピラリをパッド部56に押し当てて超音波パワーを付与してワイヤボンディングする際、パッド部56を実装面側(図2の下側)から支持するように、パッド部56の直下にダイパッド部26の外縁部が配置されている。そして、ダイパッド部26は、小型化されてもパッド部56を下から支持できるぎりぎりの位置に形成されており、具体的には、垂直方向からみて、ダイパッド部26の側面がパッド部56の外側の側面と揃うように配置されている。
なお、第1の実施形態では、ダイパッド部26の側面がパッド部56の外側の側面と揃うように配置したが、IC50の搭載精度に伴う誤差を考慮して、その誤差分だけIC50の中央からパッド部56の外側の側面に向かう方向にダイパッド部26の面積を大きくすることで、確実に、IC50のパッド部56に対応する位置にダイパッド部26を配置することができ、より有効に超音波パワーを伝えることができる。
尚、これらの図では、理解の便宜のために、図4ではパッケージやボンディングワイヤの一部を省略し、図5では、リードフレームより上側(図4の上側)のパッケージ、IC、ボンディングワイヤの部分を省略して内部の構成を示している。
この図において、図1ないし図3の実施形態で用いた符号と同一の符号を付した箇所は共通する構成であるから、重複した説明は省略し、以下、相違点を中心に説明する。
すなわち、ダイパッド部26は、IC50を接合するための接着剤28が塗布される領域に、IC50側に開口した凹部72が形成されている。この凹部72は、接着剤28の溜め部であり、IC50側(図4の上側)に開口部を有するように、例えばリードフレーム20をプレス加工して形成されている。
なお、接着剤28は、少なくともリードフレーム20より柔らかく、例えば、エポキシ系の接着剤が用いられている。
本実施形態の溝部74は、図5に示されるように、リード端子23や外部端子部48に向かって接着剤28が逃げないように、短手方向(図5の上下方向)に沿って2箇所に設けられている。
また、この溝部74も、凹部72と同様に、パッド部56の位置を避けるように形成され、パッド部56の直下には配置されていない。
Claims (5)
- リードフレームのダイパッド部の主面に、電子部品とこの電子部品に比べて水平方向に大きな外形を有する圧電振動子が、前記ダイパッド部を挟むように接合されており、前記電子部品のパッド部が、前記圧電振動子及び/又は前記リードフレームとワイヤボンディングされている圧電デバイスであって、
前記ダイパッド部は、水平方向について、前記電子部品の外形よりも小さく形成され、かつ、前記電子部品のパッド部の位置に外縁部が対応して配置されている
ことを特徴とする圧電デバイス。 - 前記ダイパッド部は、前記電子部品を接合するための接着剤が塗布される領域に、前記電子部品側に開口した凹部が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の圧電デバイス。
- 前記凹部は、前記電子部品のパッド部の位置を避けるように形成されていることを特徴とする請求項2に記載の圧電デバイス。
- 前記ダイパッド部は、その側面側の外部と前記凹部の内部とをつなげるように溝部が形成されていることを特徴とする請求項2または3に記載の圧電デバイス。
- 前記リードフレームは、外部に露出したグランド端子を有しており、このグランド端子と前記ダイパッド部とが電気的に接続されていることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の圧電デバイス。
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