JP2010263409A - 表面実装用の水晶発振器 - Google Patents

Abstract

【課題】既存のＩＣチップを適用して水晶片と一体化し、高さ寸法を小さくした上で生産性に富んだ表面実装用の水晶発振器を提供する。
【解決手段】互いに面対向して電気的・機械的に接続して一体的にしたＩＣチップ２と水晶片３とを内底面に回路端子５を有する容器本体１に収容した表面実装用の水晶発振器において、前記ＩＣチップ２は一主面の外周表面のみにＩＣ端子７を有し、前記水晶片３は外周部を肉厚部として厚みの小さい中央部を振動領域とし、前記水晶片３の外周部の両主面には貫通電極８によって電気的に接続した中継端子１１、１１′を有し、前記ＩＣチップ２のＩＣ端子７と前記水晶片２の一主面の中継端子１１とは電気的・機械的に接続し、前記水晶片３の他主面の中継端子１１′は前記内底面の回路端子５に電気的・機械的に接続した構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は表面実装用の水晶発振器（以下、表面実装発振器とする）を技術分野とし、特にＩＣチップと水晶片とを一体化して高さ寸法を小さくした表面実装発振器に関する。

（発明の背景）
表面実装発振器は小型・軽量であることから、例えば携帯電話に代表される携帯型の電子機器に周波数や時間の基準源として内蔵される。このようなものの一つに、例えばＩＣチップと水晶片とを一体的に結合して高さ寸法を小さくした表面実装発振器がある（特許文献１）。

（従来技術の一例、特許文献１参照）
第３図乃至第５図は一従来例を説明する図で、第３図は表面実装発振器の断面図、第４図（ａ）はＩＣチップの一主面（回路形成面）の図、同図（ｂ）は他主面の平面図、第５図は水晶片の平面図である。なお、第３図は第４（ａ）のＡ−Ａ領域の断面図である。
断面図である。

表面実装発振器は凹状とした容器本体１に長さをほぼ同一としたＩＣチップ２と水晶片３とを収容し、開口端面に例えば金属カバー４を接合して密閉封入する。容器本体１は底壁と枠壁とを有する積層セラミックからなる。容器本体１の内底面には回路端子５を有し、配線路を経て電気的に接続した実装端子６を外底面に有する。

ＩＣチップ２は回路形成面となる一主面の対向する一組の外周辺側にＩＣ端子７を有する。ＩＣ端子７は一対の水晶端子７（ｘｙ）及びその他の電源、出力、アース及び例えば電圧制御端子（ＶＣ端子）からなる。ＩＣチップ２の一主面の水晶端子７（ｘｙ）は貫通電極８によって他主面に延出する。他主面の水晶端子を７（ｘ′ｙ′）とする。そして、容器本体１の内底面に対向した一主面の水晶端子７（ｘｙ）を除くＩＣ端子７は、これと対応した容器本体１の回路端子５に白丸で示すバンプ（付番なし）を用いた超音波熱圧着によって固着し、電気的・機械的に接続する。

水晶片３は例えばＡＴカットとし、励振電極９ａを両主面に有して一端部両側に引出電極９ｂを延出する。引出電極９ｂはそれぞれ反対面に折り返して形成される。そして、引出電極９ｂの延出した水晶片３の一端部両側はＩＣチップ２の他主面に露出した水晶端子７（ｘ′ｙ′）に固着し、電気的・機械的に接続する。金属カバー４は容器本体１の開口端面に設けられた図示しない金属リングにシーム溶接によって接合する。

このようなものでは、ＩＣチップ２と水晶片３とを対面して電気的・機械的に接続して直接的に一体化されて、容器本体１に収容される。したがって、例えば容器本体１の内底面にＩＣチップ２を、内壁段部に水晶片３の一端部両側を固着したもの（第６図参照）に比較し、表面実装発振器の全体としての高さ寸法を小さくできる。

特開２００５−３１１７６９号公報（第２図）

（従来技術の問題点）
しかしながら、上記構成の表面実装発振器では、ＩＣチップ２に貫通電極８を形成するので、一般化されたＩＣチップ２（規格品、汎用品）は適用できない。これにより、ＩＣチップの独自の設計を要してカスタムＩＣとなるので、開発コスト等を要して実用化が困難な問題があった。

（発明の目的）
本発明は、既存のＩＣチップを適用して水晶片と一体化し、高さ寸法を小さくした上で生産性に富んだ表面実装発振器を提供することを目的とする。

本発明は、特許請求の範囲（請求項１）に示したように、外底面の実装端子と電気的に接続する回路端子を内底面に有した容器本体にＩＣチップと水晶片とを収容して密閉封入し、前記ＩＣチップと水晶片とは互いに面対向して電気的・機械的に接続して一体的にした表面実装用の水晶発振器において、前記ＩＣチップは一主面の外周表面のみに水晶端子を含むＩＣ端子を有し、前記水晶片は前記ＩＣチップの外周表面に対応した外周部を肉厚部として前記外周部よりも厚みの小さい中央部を振動領域とし、前記水晶片の肉厚部とした外周部の両主面には前記中央部の励振電極から延出した引出電極を含んで貫通電極によって電気的に接続した中継端子を有し、前記ＩＣチップの一主面の水晶端子を含むＩＣ端子と前記水晶片の一主面の引出電極を含む中継端子とは電気的・機械的に接続し、前記水晶片の他主面における引出電極を除く中継端子は前記内底面の回路端子に電気的・機械的に接続した前記構成とする。

このような構成であれば、水晶片の一主面の外周部に設けた中継電極とＩＣチップの水晶端子とを電気的・機械的に接続するので、従来同様にＩＣチップと水晶片とを面対向して一体化する。そして、水晶片の一主面の中継電極は、貫通電極によって他主面に延出するので、容器本体の内底面の回路端子に電気的・機械的に接続できる。但し、引出電極に相当した中継端子は除く。したがって、従来同様に、ＩＣチップと水晶片とを一体化して表面実装発振器の高さ寸法を小さくできる。そして、ＩＣチップは一主面の外周表面のみにＩＣ端子を有するので、ＩＣチップに貫通電極を要することなく既存のＩＣチップをそのまま適用できる。これらにより、本発明の目的通りに、高さ寸法を小さくした上で、生産性を向上できる。

（実施態様項）
本発明の請求項２では、前記ＩＣチップと面対向する水晶片の一主面を平坦とし、前記容器本体に面対向する他主面を凹状とする。これにより、水晶片の外周部を肉厚部として中央部をこれより厚みの小さい振動領域とする。そして、水晶片の他主面を凹状として容器本体の内底面に面対向する。したがって、中央部となる凹状の厚みの小さい振動領域の前記内底面に対する間隙を確保して振動特性を維持できる。

本発明の一実施形態を説明する図で、同図（ａ）は表面実装発振器のＡ−Ａ領域の断面図、同図（ｂ）は水晶片の他主面の平面である。 本発明の一実施形態に使用される他例の水晶片の平面図である。 従来例を説明する表面実装発振器の断面図である。 従来例を説明するＩＣチップの図で、同図（ａ）は一主面（回路形成面）の図、同図（ｂ）は他主面の平面図である。 従来例を説明する水晶片の平面図である。 他の従来例を説明する表面実装発振器の断面図である。

以下、本発明の一実施形態を第１図（表面実装発振器の断面図、水晶片の平面図）によって説明する。なお、前従来例と同一部分には同番号を付与してその説明は簡略又は省略する。

表面実装発振器は、前述したように、外底面の実装端子６と電気的に接続した回路端子５を内底面に有する凹状とした容器本体１にＩＣチップ２と水晶片３を収容し、金属カバー４を被せて密閉封入する。ＩＣチップ２と水晶片３とはここでも長さをほぼ同一とし、面対向して電気的・機械的に接続して一体化する。

この実施形態では、ＩＣチップ２は回路形成面である一主面のみに水晶端子７（ｘｙ）を含むＩＣ端子を有する。水晶片３は一主面を平坦として他主面を凹状とし、即ち、外周部を肉厚部として中央部をこれよりも厚みの小さい振動領域とする。この例では、水晶片３の両端外周部のみを肉厚部とし、厚みの小さい振動領域（中央部）の両主面に励振電極９ａを有する。

そして、水晶片３の両端外周部（肉厚部）には３個ずつの中継端子１１を両主面に有し、両主面の中継端子１１及び１１′はそれぞれ貫通電極８によって電気的に接続する。このうちの一端外周部の両側の中継端子１１（ｘｙ）及び１１（ｘ′ｙ′）は励振電極９ａと電気的に接続し、従来例の両主面に形成された引出電極９ｂに相当する。

ここでは、先ず、水晶片３の凹状とした他主面を容器本体１の内底面に対向し、バンプを用いた超音波熱圧着によって、引出電極９ｂに相当する中継端子１１（ｘ′ｙ′）を除く両端外周部の中継端子１１′を内底面の回路端子５に固着する。これにより、水晶片の他主面の中継端子１１（ｘ′ｙ′）を回路端子５に電気的・機械的に接続する。

次に、ＩＣチップ２の回路機能面（一主面）を水晶片３の平坦とした一主面に対向し、同様のバンプを用いた超音波熱圧着によって水晶片３の引出電極９ｂに相当する中継端子１１（ｘｙ）に電気的・機械的に接続する。最後に、容器本体１の開口端面に設けられた図示しない金属リングにシーム溶接によって金属カバー４を接合し、密閉封入する。

このような構成であれば、発明の効果の欄でも記載するように、水晶片３の外周部（肉厚部）に設けた一主面の中継電極１１（ｘｙ）とＩＣチップ２の水晶端子７（ｘｙ）とを電気的・機械的に接続するので、従来同様にＩＣチップ２と水晶片３とを面対向して直接的に一体化する。

そして、水晶片３の一主面の中継電極１１は貫通電極８によって他主面に延出して中継電極１１′とするので、容器本体１の内底面の回路端子５に電気的・機械的に接続できる（但し、中継端子１１（ｘ′、ｙ′は除く）。したがって、従来同様に、ＩＣチップ２と水晶片３とを一体化して表面実装発振器の高さ寸法を小さくできる。そして、ＩＣチップ２は一主面の外周表面のみに水晶端子７（ｘｙ）を含むＩＣ端子７を有するので、ＩＣチップ２に貫通電極を要することなく既存のＩＣチップをそのまま適用できる。これらにより、高さ寸法を小さくした上で、生産性を向上できる。

また、ここでは、容器本体１の内底面と対向する水晶片３の他主面を凹状とするので、水晶片３の振動領域との間隙を充分にして振動特性を阻害しない。そして、容器本体１の底壁の撓み等によっても水晶片の中央領域との間隙が充分なので、超音波熱圧着時の底壁
と水晶片３の中央部（振動領域）との接触を防止して作業性を良好にできる。

（他の事項）
上記実施形態では水晶片３は両端外周部のみを肉厚部としたが、第２図に示したように全外周を肉厚部としてもよい。但し、両端外周部のみを肉厚部とした方が振動領域（肉薄部、中央部）の面積を大きくして例えば励振電極を大きくできるので、平面外形が小さいほど有利となる。また、バンプを用いた超音波熱圧着によってＩＣチップ２を水晶片３に、水晶片３を容器本体１の内底面に接合したが、これに限らず例えば導電性接着剤を含めた導電材による接合であればよい。

１ 容器本体、２ ＩＣチップ、３ 水晶片、４ カバー、５ 回路端子、６ 実装端子、７ ＩＣ端子、８ 貫通電極、９ 励振及び引出電極、１１ 中継端子。

Claims (2)

1. 外底面の実装端子と電気的に接続する回路端子を内底面に有した容器本体にＩＣチップと水晶片と収容して密閉封入し、前記ＩＣチップと水晶片とは互いに面対向して電気的・機械的に接続して一体的にした表面実装用の水晶発振器において、
   前記ＩＣチップは一主面の外周表面のみに水晶端子を含むＩＣ端子を有し、前記水晶片は前記ＩＣチップの外周表面に対応した外周部を肉厚部として前記外周部よりも厚みの小さい中央部を振動領域とし、
   前記水晶片の肉厚部とした外周部の両主面には前記中央部の励振電極から延出した引出電極を含んで貫通電極によって電気的に接続した中継端子を有し、
   前記ＩＣチップの一主面の水晶端子を含むＩＣ端子と前記水晶片の一主面の引出電極を含む中継端子とは電気的・機械的に接続し、前記水晶片の他主面における引出電極を除く中継端子は前記内底面の回路端子に電気的・機械的に接続したことを特徴とする表面実装用の水晶発振器。
2. 請求項１において、前記ＩＣチップと面対向する水晶片の一主面を平坦とし、前記容器本体に面対向する他主面を凹状とした表面実装用の水晶発振器。