JP2011233977A - Piezoelectric oscillator - Google Patents
Piezoelectric oscillator Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011233977A JP2011233977A JP2010100173A JP2010100173A JP2011233977A JP 2011233977 A JP2011233977 A JP 2011233977A JP 2010100173 A JP2010100173 A JP 2010100173A JP 2010100173 A JP2010100173 A JP 2010100173A JP 2011233977 A JP2011233977 A JP 2011233977A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric
- base
- wiring pattern
- electrode
- circuit element
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
- H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
- H01L2224/161—Disposition
- H01L2224/16151—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/16221—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/16225—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
Abstract
Description
本発明は、電子機器に用いられる圧電発振器に関するものである。 The present invention relates to a piezoelectric oscillator used in an electronic device.
圧電発振器は、セラミックスからなるパッケージに、圧電振動素子と発振回路を構成する回路素子が一体的に収納された構成が汎用されている。このような圧電発振器は回路素子、圧電振動素子の順で多段に搭載する構成であり、低背化に対応できないという問題があった。このような問題に対応するために、圧電振動素子と回路素子とを並列に搭載する構成が検討されている。例えば特開2008-301196号(特許文献)に示すように、基体上に設けられた凹部空間内に圧電振動素子が、基体の集積回路搭載パッドに集積回路素子がそれぞれ搭載された構成が検討されている。 Piezoelectric oscillators have a general configuration in which a piezoelectric vibration element and a circuit element constituting an oscillation circuit are integrally housed in a ceramic package. Such a piezoelectric oscillator has a configuration in which a circuit element and a piezoelectric vibration element are mounted in order, and there is a problem that it cannot cope with a reduction in height. In order to cope with such a problem, a configuration in which a piezoelectric vibration element and a circuit element are mounted in parallel has been studied. For example, as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-301196 (patent document), a configuration in which a piezoelectric vibration element is mounted in a recessed space provided on a base and an integrated circuit element is mounted on an integrated circuit mounting pad of the base has been studied. ing.
特開2008-301196号 JP2008-301196
上記特許文献は基体上に高さを有する枠体が形成され、その隣に集積回路素子が形成される構成であり、集積回路素子を基体取り付ける際、隣接する枠体が機械的に干渉することがあった。また枠体の上面には金錫ろう材を介して蓋体が取り付けられているが、蓋体取り付け時に金錫ろう材が集積回路素子側へ流れ、集積回路搭載パッドにおいて短絡事故の生じる可能性があった。 In the above patent document, a frame having a height is formed on a base, and an integrated circuit element is formed next to the frame. When the integrated circuit element is attached to the base, the adjacent frame mechanically interferes. was there. In addition, a lid is attached to the upper surface of the frame via a gold-tin brazing material, but when the lid is attached, the gold-tin brazing material may flow to the integrated circuit element side, and a short circuit accident may occur in the integrated circuit mounting pad. was there.
本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、低背化に対応し、回路素子の安定した接続が可能な信頼性の高い圧電発振器を提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a highly reliable piezoelectric oscillator which can cope with a low profile and can stably connect circuit elements.
本発明は、上記目的を達成するためになされたもので、請求項1に記載したように、開口部と当該開口部につながる圧電振動素子収納部と当該圧電振動素子収納部の開口部周囲に形成した封止部と当該封止部と略同一面に形成された配線パターン電極を有する回路素子搭載部を具備するベースと、前記圧電振動素子収納部に配置される励振電極の形成された圧電振動素子と、前記封止部とろう材により接合され前記圧電振動素子収納部を気密封止するリッドと、前記回路素子搭載部に導電接合される回路素子とからなる圧電発振器であって、前記封止部と回路素子搭載部間には遮断部が形成されていることを特徴としている。
The present invention has been made to achieve the above object, and as described in
本発明によれば、開口部と当該開口部につながる圧電振動素子収納部と当該圧電振動素子収納部の開口部周囲に形成した封止部と当該封止部と略同一面に形成された配線パターン電極を有する回路素子搭載部を具備するベースを用い、圧電振動素子収納部に圧電振動素子を搭載し、回路素子搭載部に回路素子を搭載する構成であるので、回路素子の搭載が安定して行え、また低背化に対応した圧電発振器を得ることができる。 According to the present invention, the opening, the piezoelectric vibration element storage portion connected to the opening, the sealing portion formed around the opening of the piezoelectric vibration element storage portion, and the wiring formed on substantially the same plane as the sealing portion Since a base having a circuit element mounting portion having a pattern electrode is used, a piezoelectric vibration element is mounted in the piezoelectric vibration element housing portion, and a circuit element is mounted in the circuit element mounting portion, the mounting of the circuit element is stable. In addition, a piezoelectric oscillator corresponding to low profile can be obtained.
また、当該封止部と略同一面に形成された配線パターン電極を有する回路素子搭載部の間には遮断部が形成されているので、封止部のろう材が流れたとしても遮断部により回路素子搭載部に及ぶことを抑制できる。具体的には当該ろう材が回路素子搭載部に流れたときに、当該ろう材が回路素子搭載部の一部または全部を覆い、回路素子の搭載性を悪化させたり、また特にろう材が導電材料である場合は電気的な短絡事故が懸念される。しかしながら遮断部を設けることにより、このような搭載性の悪化や短絡事故の発生を無くすことができる。 In addition, since a blocking portion is formed between the circuit element mounting portions having wiring pattern electrodes formed on substantially the same surface as the sealing portion, even if the brazing material of the sealing portion flows, It is possible to suppress reaching the circuit element mounting portion. Specifically, when the brazing material flows into the circuit element mounting portion, the brazing material covers a part or all of the circuit element mounting portion and deteriorates the mountability of the circuit element. In the case of materials, there is a concern about electrical short-circuit accidents. However, the provision of the blocking portion can eliminate such mounting deterioration and occurrence of a short circuit accident.
前記遮断部は凹状の溝部であってもよい。このような構成であれば、ろう材の余分が流れ出したとしても、凹状の溝部に入り込み、ろう材の流れが遮断される。これにより封止部のろう材が流れたとしても遮断部により回路素子搭載部に及ぶことを抑制できる。 The blocking portion may be a concave groove. With such a configuration, even if excess brazing material flows out, the brazing material enters the concave groove and the flow of the brazing material is blocked. Thereby, even if the brazing material of the sealing portion flows, it is possible to suppress the blocking portion from reaching the circuit element mounting portion.
また前記遮断部が凸状の堤防部であってもよい。このような構成であれば、ろう材の余分が流れ出したとしても、凸状の堤防部でろう材の流れが遮断される。これにより封止部のろう材が流れたとしても遮断部により回路素子搭載部に及ぶことを抑制できる。 Further, the blocking portion may be a convex levee portion. With such a configuration, even if excess brazing material flows out, the flow of the brazing material is blocked by the convex bank portion. Thereby, even if the brazing material of the sealing portion flows, it is possible to suppress the blocking portion from reaching the circuit element mounting portion.
さらに前記堤防部は配線パターン電極と一部または全部が同材料からなる構成であってもよい。このような構成であれば、配線パターン電極の形成と同時に堤防部を形成することができるので、低コストで上記各作用効果を有する圧電発振器を得ることができる。 Further, the bank portion may be configured to be partially or entirely made of the same material as the wiring pattern electrode. With such a configuration, since the bank portion can be formed simultaneously with the formation of the wiring pattern electrode, a piezoelectric oscillator having the above-described effects can be obtained at low cost.
本発明によれば、低背化に対応し、回路素子の安定した接続が可能な信頼性の高い圧電発振器を得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain a highly reliable piezoelectric oscillator that can cope with a low profile and can stably connect circuit elements.
以下、本発明による好ましい実施の形態について図面に基づいて説明する。
本発明による第1の実施の形態を表面実装型の水晶発振器を例にとり図1および図2とともに説明する。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2 by taking a surface-mount crystal oscillator as an example.
表面実装型水晶発振器はベース1に水晶振動素子2が気密収納され、また発振回路用のIC4が搭載され、ベース底面に複数の外部接続端子16が形成された構成である。
The surface-mounted crystal oscillator has a structure in which a
ベース1はその内外部に金属膜からなる配線が施されたセラミックスからなり、全体として外形が直方体形状である。またベース1の四隅の側面には角が切り欠かれたキャスタレーションが形成され、当該キャスタレーション内に各々側面電極15が形成されている。これら各側面電極15はその一部または全部が各外部接続端子16に接続されている。ベース1の底面(裏面)には実装基板と導電接合するための複数の外部接続端子16が形成されている。また当該ベース1は平面で見て長辺方向の一方側には水晶振動子の収納領域1Aが形成され、同長辺方向の他方側には発振回路用のIC4の搭載領域1Bが形成された構成である。さらに収納領域1Aと搭載領域1B間には遮断部である溝部14が形成されている。
The
収納領域1Aはベースの厚さ方向に凹部が形成され、これにより開口部C1と当該開口部につながる圧電振動素子収納部Cが形成されている。圧電振動素子収納部Cは平面で見て長方形の開口部C1を有するとともに底部10と堤部11を有し、また堤部11の上面は封止部17が周状に形成されている。これにより開口部周囲に封止部が形成された構成となっている。
In the storage area 1A, a recess is formed in the thickness direction of the base, whereby an opening C1 and a piezoelectric vibration element storage C connected to the opening are formed. The piezoelectric vibration element housing portion C has a rectangular opening C1 when viewed in plan and has a
搭載領域1Bは凹部の形成されない厚肉部12を有し、その上面に配線パターン電極13が形成されている。配線パターン電極13は下地金属材料がタングステンからなり、タングステン上にニッケル、金の順でメッキ等の手法により積層形成された構成である。
The mounting region 1B has a thick portion 12 where no recess is formed, and a
配線パターン電極13には図1において丸印のドットで示す部分が回路素子との接続点13aとなっている。また配線パターン電極13の一部はベースの内外に形成された配線を介して、前述の水晶振動素子2に電気的に接続され、また配線パターン電極13の別の一部はベース1に形成された各外部接続端子16と電気的に接続されている。
In the
ベース1は上述のとおり内外部に金属膜からなる配線が形成されているが、これら配線はセラミック積層技術を用いて形成され、これら配線により水晶振動素子2(圧電振動素子)とIC4(回路素子)とが電気的に接続されている。なおベースの材料としてホウケイ酸ガラス等のガラス材を用いてもよい。
As described above, the
遮断部である溝部14は、収納領域1Aと搭載領域1B間であって、ベースの短辺方向に延びる凹条部である。溝部14の両端は曲率部が形成され、溝部形成によるベースへのクラック発生を抑制する構成となっている。
The
圧電振動素子収納部Cには水晶振動素子2(圧電振動素子)が収納され、ベースに形成された配線と電気的機械的接続されている。水晶振動素子2は板状のATカット水晶振動板であり、図示していないが平面視矩形状で長辺と短辺を有している。水晶振動素子2の主面中央部には表裏に励振電極21,22が形成されている。当該励振電極21,22も平面視矩形状で水晶振動素子と相似しており、長辺と短辺を有している。表裏の各励振電極21,22は一方の励振電極の短辺から一方の水晶振動素子の短辺に引出電極(図示せず)が引き出されている。なお、圧電振動素子はATカット水晶振動板以外に音叉型水晶振動板やその他の圧電振動板を用いてもよい。
The crystal resonator element 2 (piezoelectric resonator) is accommodated in the piezoelectric resonator accommodating portion C, and is electrically and mechanically connected to the wiring formed on the base. The
励振電極および引出電極は金属膜からなり、例えば水晶振動素子に接して、下地層としてクロム膜が形成され、当該クロム膜の上部に上層として金膜が形成された2層構成となっている。当該金属膜構成は他の金属材料であってもよく、例えば下地層にチタン膜やニッケル膜を用いてもよい。また上層に銀膜や銅膜等の材料あるいは金合金、銀合金、銅合金の各合金膜を用いてもよい。 The excitation electrode and the extraction electrode are made of a metal film. For example, the excitation electrode and the extraction electrode have a two-layer structure in which a chromium film is formed as a base layer in contact with a quartz crystal vibration element and a gold film is formed as an upper layer on the chromium film. The metal film configuration may be other metal materials, for example, a titanium film or a nickel film may be used for the underlayer. Alternatively, a material such as a silver film or a copper film, or an alloy film of a gold alloy, a silver alloy, or a copper alloy may be used for the upper layer.
上記電極形成された水晶振動素子は、圧電振動素子収納部内に形成された電極パッド(図示せず)に導電接合材Sを用いて短辺が片持ち保持され、前記引出電極と導電接合される。導電接合材Sは鉛フリーハンダや導電フィラーを含む樹脂接着剤が用いられる。 The crystal resonator element having the electrode formed thereon is cantilevered by a conductive bonding material S on an electrode pad (not shown) formed in the piezoelectric resonator element storage portion, and is conductively bonded to the lead electrode. . As the conductive bonding material S, a resin adhesive containing lead-free solder or conductive filler is used.
圧電振動素子収納部Cを気密封止するリッド3は平面視長方形状であり、セラミックス板からなる。リッド3の接合面の外周領域には周状の封止用のガラスろう材Gが事前に形成されている。当該ガラスろう材Gはベースに形成された封止部17に対応して形成され、気密封止時にはガラスろう材Gが封止部17に対応させて密着させ、この状態で加熱することによりガラスろう材が溶融し気密封止が行われる。気密封止後の圧電振動素子収納部Cは窒素ガス等の不活性ガス雰囲気や真空雰囲気に保たれる。
The
搭載領域1Bの配線パターン電極13上には回路素子であるIC4が搭載される。ICは全体として直方体形状であり、前記水晶振動素子2と電気的に接続されることにより水晶発振回路を構成しており、その接合面(搭載面)に複数の接続電極41を有している。接続電極41は金属膜からなるが、その最上面に金からなるバンプが形成され、前記配線パターン電極13の最上面の金とフリップチップ接合されている。なお、フリップチップ接合領域に樹脂材からなるアンダーフィルを形成しても良く、これによりベース1に対するIC4の接合強度をより向上かつ安定化させることができる。
IC4 which is a circuit element is mounted on the
上記構成において、前述のガラスろう材Gが搭載領域1Bに流れた場合でも、遮断部である溝部14に当該ガラスろう材Gが流れ込むことになり、ろう材の流れが遮断され搭載領域1Bの配線パターン電極にまで及ぶことはない。このように遮断部を設けることにより、搭載性の悪化や短絡事故の発生を無くすことができる。また前記アンダーフィルを形成した場合もその余分を溝部に収納させることができ、搭載性の悪化や短絡事故の発生を無くすことができる。以上の構成により、回路素子の搭載が安定して行え、また低背化に対応した圧電発振器を得ることができる。
In the above configuration, even when the above-described glass brazing material G flows into the mounting region 1B, the glass brazing material G flows into the
次に本発明による水晶発振器の製造方法について説明する。まずベース1の圧電振動素子収納部Cに水晶振動素子2を収納し、導電接合し気密封止を行う。具体的にはまず圧電振動素子収納部Cの底部の各電極パッド(図示せず)に導電接合材Sを塗布する。この塗布はディスペンサを用いて一定量を吐出することにより行う。その後、励振電極21,22の形成された水晶振動素子の支持領域を前記導電接合材S上に搭載する。この状態で導電接合材を硬化させ導電接合が行われる。
Next, a method for manufacturing a crystal oscillator according to the present invention will be described. First, the
その後励振電極に対してパーシャル蒸着法やイオンミリング法等により周波数調整を行い、アニール等の熱安定化処理後窒素ガス雰囲気で気密封止を行う。気密封止は窒素ガス雰囲気中においてガラスろう材Gの形成されたリッド部分を封止部17に対応させた状態でベース1の開口部をリッド3で被覆し、所定の温度プロファイルに基づいて加熱冷却を行い、気密封止を行う。以上により水晶振動素子が窒素ガス雰囲気で気密封止される。なお、この時製造バラツキ等により余分のガラスろう材が生じた場合は、前述の溝部に流れ込み配線パターン電極には及ばない。
Thereafter, the excitation electrode is subjected to frequency adjustment by a partial vapor deposition method, an ion milling method, or the like, and after heat stabilization treatment such as annealing, hermetic sealing is performed in a nitrogen gas atmosphere. In the hermetic sealing, an opening of the
次に搭載領域1Bの配線パターン電極上にIC4を搭載し、電気的機械的接続を行う。まず、配線パターン電極13の表面にプラズマエッチングを行い、電極膜の酸化物層や異物を除去する。その後IC4の接続電極のバンプが前記配線パターン電極13の回路素子との接続点13aに対応接触するようにICを配線パターン電極上に搭載し、超音波を印加することによりフリップチップ接合を行う。その後必要に応じてフリップチップ接合領域に流動性のある樹脂材を供給し硬化させ、アンダーフィルを形成してもよい。
Next, the
以上のように本発明においては水晶振動素子(圧電振動素子)とIC(回路素子)を別の構成でベースに搭載することができるので、製造工程を簡便化することができる。また水晶振動素子をICと分けて搭載しているので、ガスの問題等相互の悪影響を無くすことができる。 As described above, in the present invention, since the crystal resonator element (piezoelectric resonator element) and the IC (circuit element) can be mounted on the base with different configurations, the manufacturing process can be simplified. Further, since the quartz resonator element is mounted separately from the IC, it is possible to eliminate the mutual adverse effects such as gas problems.
本発明による第2の実施形態について、図3乃至図5とともに説明する。基本的な構成は第1の実施の形態に類似しているが、ろう材の構成と遮断部の形成されたベースの構成が異なっている。 A second embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. The basic configuration is similar to that of the first embodiment, but the configuration of the brazing material and the configuration of the base on which the blocking portion is formed are different.
ベース5はその内外部に金属膜からなる配線が施されたセラミックスからなり、全体として外形が直方体形状である。またベース5の四隅の側面には角が切り欠かれたキャスタレーションが形成され、当該キャスタレーション内に各々側面電極55が形成されている。これら各側面電極55は平面視長方形状の外部接続端子56に接続されている。
The
図5に示すように、ベース5の底面(裏面)には実装基板と導電接合するための4つの外部接続端子56が、それぞれの角部に形成されている。またベース底面の長辺方向の中央部分に並んで一対の測定電極58が形成されている。当該測定電極58は水晶振動素子に形成された一対の励振電極21,22に各々電気的に接続され、当該測定電極58から水晶振動素子2の特性を測定することができる。
As shown in FIG. 5, four
さらにベースの各短辺の側面中央部分には一対の書き込み電極59が形成されている。当該書き込み電極59は後述のIC4に形成された接続電極の一部と電気的に接続され、当該書き込み電極59からIC4に対してデータ書き込みをすることが可能な構成となっている。
Further, a pair of
また当該ベース5は平面で見て長辺方向の一方側には水晶振動子の収納領域5Aが形成され、同長辺方向の他方側には発振回路用のIC4の搭載領域5Bが形成された構成である。
Further, the
収納領域5Aはベースの厚さ方向に凹部が形成され、これにより開口部C1と当該開口部につながる圧電振動素子収納部Cが形成される。圧電振動素子収納部Cは平面で見て長方形の開口部C1を有するとともに底部50と堤部51を有し、また堤部51の上面は封止部57が周状に形成されている。これにより開口部周囲に封止部が形成された構成となっている。
In the storage area 5A, a recess is formed in the thickness direction of the base, whereby an opening C1 and a piezoelectric vibration element storage C connected to the opening are formed. The piezoelectric vibration element housing part C has a rectangular opening C1 when viewed in plan and has a
搭載領域5Bは凹部の形成されない厚肉部52を有し、その上面に配線パターン電極53が形成されている。配線パターン電極53は下地金属材料がタングステンからなり、タングステン上にニッケル、金の順でメッキ等の手法により積層形成された構成である。
The mounting region 5B has a
配線パターン電極53には図1において丸印のドットで示す部分が回路素子との接続点53aとなっている。また配線パターン電極53の一部はベースの内外に形成された配線を介して、前述の水晶振動素子に電気的に接続され、また配線パターン電極53の別の一部はベースに形成された各外部接続端子56と電気的に接続されている。
In the
ベース5は上述のとおり内外部に金属膜からなる配線が形成されているが、これら配線はセラミック積層技術を用いて形成され、これら配線により水晶振動素子2(圧電振動素子)とIC4(回路素子)とが電気的に接続されている。なおベースの材料としてホウケイ酸ガラス等のガラス材を用いてもよい。
As described above, the
遮断部である堤防部は、配線パターン電極53を囲むように形成された金属からなる凸条構成である。具体的には収納領域5Aと搭載領域5B間であって、ベースの短辺方向に延びる堤防部541と長辺に沿った堤防部542,543と短辺に沿った堤防部544,545からなる。これら堤防部は前記配線パターン電極と同じ金属材料構成からなり、配線パターン電極形成53と同時に堤防部54も形成することができ、安価な圧電発振器の実現に寄与できる。なお、これら配線パターンをアース接続してもよい。
The bank portion which is a blocking portion has a ridge structure made of metal formed so as to surround the
なお、堤防部は堤防部541のみで遮断部の役割を果たすが、本実施の形態のように配線パターン電極を囲む構成により、後述のアンダーフィルの流出を防止する効果を得ることができる。また堤防部をアース接続することにより、圧電発振器の特性の安定化が期待できる。 The embankment portion serves as a blocking portion only by the embankment portion 541. However, an effect of preventing an underfill outflow described later can be obtained by the configuration surrounding the wiring pattern electrode as in the present embodiment. Also, stabilization of the characteristics of the piezoelectric oscillator can be expected by connecting the dike part to the ground.
圧電振動素子収納部Cには水晶振動素子が収納され、ベースに形成された配線と電気的機械的接続されている。水晶振動素子2は板状のATカット水晶振動板であり、図示していないが平面視矩形状で長辺と短辺を有している。水晶振動素子2の主面中央部には表裏に励振電極21,22が形成されている。当該励振電極21,22も平面視矩形状で水晶振動素子と相似しており、長辺と短辺を有している。表裏の各励振電極21,22は一方の励振電極の短辺から一方の水晶振動素子の短辺に引出電極(図示せず)が引き出されている。なお、圧電振動素子はATカット水晶振動板以外に音叉型水晶振動板やその他の圧電振動板を用いてもよい。
The piezoelectric vibration element storage portion C stores a crystal vibration element and is electrically and mechanically connected to a wiring formed on the base. The
励振電極および引出電極は金属膜からなり、例えば水晶振動素子2に接して、下地層としてクロム膜が形成され、当該クロム膜の上部に上層として金膜が形成された2層構成となっている。当該金属膜構成は他の金属材料であってもよく、例えば下地層にチタン膜やニッケル膜を用いてもよい。また上層に銀膜や銅膜等の材料あるいは金合金、銀合金、銅合金の各合金膜を用いてもよい。
The excitation electrode and the extraction electrode are made of a metal film, for example, a two-layer structure in which a chromium film is formed as a base layer in contact with the
上記電極形成された水晶振動素子2は、前記電極パッド12,13に導電接合材Sを用いて短辺が片持ち保持され、前記引出電極と導電接合される。導電接合材Sは鉛フリーハンダや導電フィラーを含む樹脂接着剤が用いられる。
The
圧電振動素子収納部Cを気密封止するリッド6は平面視長方形状であり、多層の金属材料からなる構成で、コア部の表面に金属ろう材Mが形成された構成である。コア部はコバール材(鉄ニッケルコバルト合金)からなり、当該コア部のベース5との接合面にはリッドの外周近傍に沿って周状の金属ろう材Mが形成されている。なおコア部の金属ろう材Mを形成した反対面にニッケル層を形成してもよい。またコア部はコバール材にニッケルメッキされた構成や、コバール材とニッケルを圧延にてクラッド化した構成や、コバール材をニッケルで挟み込んだ状態で圧延にてクラッド化した構成であってもよい。またリッドのコア部を金属ではなくセラミックス板やガラス板で構成してもよい。この場合、セラミックス板またはガラス板のベースとの接合面側に金属ろう材Mが形成される。
The
金属ろう材Mは金錫合金ろうや錫銅合金ろうからなる。いずれの合金も共晶合金や共晶合金に近い組成比率が用いられる。当該金属ろう材Mはベースに形成された封止部57に対応して形成され、気密封止時には金属ろう材Mが封止部57に対応させて密着させ加熱により金属ろう材Mが溶融し気密封止が行われる。気密封止後の圧電振動素子収納部Cは窒素ガス等の不活性ガス雰囲気や真空雰囲気に保たれる。本実施の形態では真空雰囲気に保たれる。
The metal brazing material M is made of gold-tin alloy brazing or tin-copper alloy brazing. In any alloy, a composition ratio close to that of a eutectic alloy or a eutectic alloy is used. The metal brazing material M is formed corresponding to the sealing
搭載領域5Bの配線パターン電極53上には回路素子であるIC4が搭載される。IC4は前記水晶振動素子2と電気的機械的に接続されることにより水晶発振回路を構成しており、その接合面に複数の接続電極41を有している。接続電極41は金属膜からなるが、その最上面に金からなるバンプが形成され、前記配線パターン電極53の最上面の金とフリップチップ接合されている。なお、フリップチップ接合領域に樹脂材からなるアンダーフィルを形成しても良いし、ベース5に対するIC4の接合強度を向上および安定化させても良い。
IC4 which is a circuit element is mounted on the
上記構成において、前述の金属ろう材Mが搭載領域5B側に流れた場合でも、遮断部である堤防部により当該金属ろう材Mの流れが阻止され、搭載領域5Bにまで流れることはなくなる。特に本実施の形態においては遮断部である堤防部は、配線パターン電極53を囲むように形成された凸条構成であるため、配線パターン電極への金属ろう材の流入を多方面から防止することができる。このように遮断部を設けることにより、搭載性の悪化や短絡事故の発生を無くすことができる。また前記アンダーフィルを形成した場合も堤防部による阻止効果により、搭載性の悪化や短絡事故の発生を無くすことができる。以上の構成により、回路素子の搭載が安定して行え、また低背化に対応した圧電発振器を得ることができる。
In the above configuration, even when the above-described metal brazing material M flows to the mounting region 5B side, the flow of the metal brazing material M is blocked by the bank portion which is a blocking portion and does not flow to the mounting region 5B. In particular, in the present embodiment, the bank portion, which is a blocking portion, has a ridge structure that is formed so as to surround the
次に本発明による水晶発振器の製造方法について説明する。まずベース5の圧電振動素子収納部Cに水晶振動素子2を収納し、導電接合し気密封止を行う。具体的にはまず圧電振動素子収納部Cの底部の各電極パッド(図示せず)に導電接合材Sを塗布する。この塗布はディスペンサを用いて一定量を吐出することにより行う。その後、励振電極21,22の形成された水晶振動素子の支持領域を前記導電接合材S上に搭載する。この状態で導電接合材を硬化させ導電接合が行われる。
Next, a method for manufacturing a crystal oscillator according to the present invention will be described. First, the
その後励振電極に対してパーシャル蒸着法やイオンミリング法等により周波数調整を行い、アニール等の熱安定化処理後真空雰囲気で気密封止を行う。気密封止は真空雰囲気中において金属ろう材Mの形成されたリッド部分を封止部57に対応させた状態でベースの開口部をリッドで被覆し、所定の温度プロファイルに基づいて加熱冷却を行い、気密封止を行う。以上により水晶振動素子が窒素ガス雰囲気で気密封止される。なお、この時製造バラツキ等により余分のガラスろう材が生じた場合は、前述の堤防部により流れが阻止され、配線パターン電極には及ばない。
Thereafter, the excitation electrode is subjected to frequency adjustment by a partial vapor deposition method, an ion milling method, or the like, and after heat stabilization treatment such as annealing, hermetically sealed in a vacuum atmosphere. In the hermetic sealing, the opening of the base is covered with a lid in a vacuum atmosphere with the lid portion where the metal brazing material M is formed corresponding to the sealing
次に搭載領域1Bの配線パターン電極上にIC4を搭載し、電気的機械的接続を行う。まず、配線パターン電極13の表面にプラズマエッチングを行い、電極膜の酸化物層や異物を除去する。その後IC4の接続電極のバンプが前記配線パターン電極13の回路素子との接続点13aに対応接触するようにICを配線パターン電極上に搭載し、超音波を印加することによりフリップチップ接合を行う。その後必要に応じてフリップチップ接合領域に流動性のある樹脂材を供給し硬化させ、アンダーフィルを形成してもよい。
Next, the
以上のように本発明においては水晶振動素子(圧電振動素子)とIC(回路素子)を別の構成でベースに搭載することができるので、製造工程を簡便化することができる。また水晶振動素子をICと分けて搭載しているので、ガスの問題等相互の悪影響を無くすことができる。 As described above, in the present invention, since the crystal resonator element (piezoelectric resonator element) and the IC (circuit element) can be mounted on the base with different configurations, the manufacturing process can be simplified. Further, since the quartz resonator element is mounted separately from the IC, it is possible to eliminate the mutual adverse effects such as gas problems.
その後、測定電極58に測定装置のコンタクトプローブを当接させ、気密封止された水晶振動素子の特性を測定する。当該測定結果に基づいてICの特性を決定し、必要なデータを書き込み電極59を介して書き込み、所定の特性の水晶発振器を得る。このような水晶振動素子の特性を測定して、その結果に基づき発振回路を構成するICに対してデータ書き込みを行う構成は温度補償型水晶発振器等の場合に特に有効な構成となる。
Thereafter, the contact probe of the measuring device is brought into contact with the measuring
なお、上記第2の実施の形態において、堤防部に金属材料を用いたが、これに限定されるものではなく、例えばアルミナ等のセラミックスや樹脂材を用いてもよい。樹脂材はエポキシ系樹脂やシリコーン系樹脂等の比較的耐熱性に優れた樹脂材を用いると、圧電振動素子の気密封止時の加熱に対して耐性があり好ましい。 In the second embodiment, the metal material is used for the bank portion. However, the present invention is not limited to this. For example, ceramics such as alumina or a resin material may be used. It is preferable to use a resin material having relatively high heat resistance, such as an epoxy resin or a silicone resin, because the resin material is resistant to heating during hermetic sealing of the piezoelectric vibration element.
なお、本発明は、その精神や主旨または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上述の実施例はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。 It should be noted that the present invention can be implemented in various other forms without departing from the spirit, gist, or main features. For this reason, the above-described embodiment is merely an example in all respects and should not be interpreted in a limited manner. The scope of the present invention is indicated by the claims, and is not restricted by the text of the specification. Further, all modifications and changes belonging to the equivalent scope of the claims are within the scope of the present invention.
圧電発振器の量産に適用できる。 It can be applied to mass production of piezoelectric oscillators.
1、5 ベース
10 底部
11 堤部
14 溝部(遮断部)
2 水晶振動素子(圧電振動素子)
3、6 リッド
4 IC(回路素子)
1, 5
2 Quartz vibrating element (piezoelectric vibrating element)
3, 6
Claims (4)
前記封止部と回路素子搭載部間には遮断部が形成されていることを特徴とする圧電発振器。 Circuit element mounting having an opening, a piezoelectric vibration element storage portion connected to the opening, a sealing portion formed around the opening of the piezoelectric vibration element storage portion, and a wiring pattern formed on substantially the same plane as the sealing portion A base provided with a portion, a piezoelectric vibration element having an excitation electrode disposed in the piezoelectric vibration element housing portion, and a lid that is joined to the sealing portion by a brazing material and hermetically seals the piezoelectric vibration element housing portion And a piezoelectric oscillator comprising a circuit element that is conductively bonded to the circuit element mounting portion,
A piezoelectric oscillator, wherein a blocking portion is formed between the sealing portion and the circuit element mounting portion.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010100173A JP2011233977A (en) | 2010-04-23 | 2010-04-23 | Piezoelectric oscillator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010100173A JP2011233977A (en) | 2010-04-23 | 2010-04-23 | Piezoelectric oscillator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011233977A true JP2011233977A (en) | 2011-11-17 |
Family
ID=45322897
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010100173A Pending JP2011233977A (en) | 2010-04-23 | 2010-04-23 | Piezoelectric oscillator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2011233977A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016086325A (en) * | 2014-10-28 | 2016-05-19 | 京セラクリスタルデバイス株式会社 | Piezoelectric device |
CN111108688A (en) * | 2017-09-27 | 2020-05-05 | 株式会社村田制作所 | Piezoelectric resonator and method for manufacturing piezoelectric resonator |
Citations (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0669373A (en) * | 1992-08-20 | 1994-03-11 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Wiring board and its manufacture |
JPH06232631A (en) * | 1993-01-29 | 1994-08-19 | Citizen Watch Co Ltd | Crystal oscillator |
JPH09191061A (en) * | 1996-01-09 | 1997-07-22 | Nec Corp | Chip carrier |
JPH11103003A (en) * | 1997-07-31 | 1999-04-13 | Matsushita Electron Corp | Semiconductor device and lead frame |
JP2000031324A (en) * | 1998-07-10 | 2000-01-28 | Toyo Commun Equip Co Ltd | Structure of electronic component |
JP2002335128A (en) * | 2001-05-09 | 2002-11-22 | Seiko Epson Corp | Piezoelectric device |
JP2004015118A (en) * | 2002-06-03 | 2004-01-15 | Seiko Epson Corp | Piezoelectric device, ic card using the piezoelectric device, portable telephone, electronic device, and mounting structure of the piezoelectric device |
JP2004071900A (en) * | 2002-08-07 | 2004-03-04 | Sanyo Electric Co Ltd | Circuit device |
JP2004328505A (en) * | 2003-04-25 | 2004-11-18 | Toyo Commun Equip Co Ltd | Piezoelectric oscillator |
JP2004356689A (en) * | 2003-05-27 | 2004-12-16 | Daishinku Corp | Piezoelectric oscillator |
JP2004356687A (en) * | 2003-05-27 | 2004-12-16 | Daishinku Corp | Manufacturing method for piezoelectric vibration device and piezoelectric vibration device manufactured by the method |
JP2006041928A (en) * | 2004-07-27 | 2006-02-09 | Kyocera Corp | Package for housing piezoelectric resonator, and piezoelectric device |
JP2006050529A (en) * | 2004-02-17 | 2006-02-16 | Seiko Epson Corp | Piezoelectric oscillator and its manufacturing method |
JP2007124591A (en) * | 2005-10-31 | 2007-05-17 | Kyocera Kinseki Corp | Communication module |
JP2008034515A (en) * | 2006-07-27 | 2008-02-14 | Toshiba Corp | Electronic apparatus and package |
JP2008193180A (en) * | 2007-01-31 | 2008-08-21 | Citizen Miyota Co Ltd | Piezoelectric oscillator |
JP2008301196A (en) * | 2007-05-31 | 2008-12-11 | Kyocera Kinseki Corp | Piezoelectric oscillator |
JP2009016949A (en) * | 2007-06-29 | 2009-01-22 | Kyocera Kinseki Corp | Piezoelectric oscillator |
JP2009027465A (en) * | 2007-07-19 | 2009-02-05 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | Surface-mounting type crystal oscillator |
JP2009188633A (en) * | 2008-02-05 | 2009-08-20 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | Surface-mount type crystal oscillator |
JP2009194725A (en) * | 2008-02-15 | 2009-08-27 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | Surface mount crystal oscillator |
JP2009267885A (en) * | 2008-04-26 | 2009-11-12 | Kyocera Kinseki Corp | Piezoelectric device |
JP2011004307A (en) * | 2009-06-22 | 2011-01-06 | Seiko Epson Corp | Piezoelectric device |
-
2010
- 2010-04-23 JP JP2010100173A patent/JP2011233977A/en active Pending
Patent Citations (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0669373A (en) * | 1992-08-20 | 1994-03-11 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Wiring board and its manufacture |
JPH06232631A (en) * | 1993-01-29 | 1994-08-19 | Citizen Watch Co Ltd | Crystal oscillator |
JPH09191061A (en) * | 1996-01-09 | 1997-07-22 | Nec Corp | Chip carrier |
JPH11103003A (en) * | 1997-07-31 | 1999-04-13 | Matsushita Electron Corp | Semiconductor device and lead frame |
JP2000031324A (en) * | 1998-07-10 | 2000-01-28 | Toyo Commun Equip Co Ltd | Structure of electronic component |
JP2002335128A (en) * | 2001-05-09 | 2002-11-22 | Seiko Epson Corp | Piezoelectric device |
JP2004015118A (en) * | 2002-06-03 | 2004-01-15 | Seiko Epson Corp | Piezoelectric device, ic card using the piezoelectric device, portable telephone, electronic device, and mounting structure of the piezoelectric device |
JP2004071900A (en) * | 2002-08-07 | 2004-03-04 | Sanyo Electric Co Ltd | Circuit device |
JP2004328505A (en) * | 2003-04-25 | 2004-11-18 | Toyo Commun Equip Co Ltd | Piezoelectric oscillator |
JP2004356687A (en) * | 2003-05-27 | 2004-12-16 | Daishinku Corp | Manufacturing method for piezoelectric vibration device and piezoelectric vibration device manufactured by the method |
JP2004356689A (en) * | 2003-05-27 | 2004-12-16 | Daishinku Corp | Piezoelectric oscillator |
JP2006050529A (en) * | 2004-02-17 | 2006-02-16 | Seiko Epson Corp | Piezoelectric oscillator and its manufacturing method |
JP2006041928A (en) * | 2004-07-27 | 2006-02-09 | Kyocera Corp | Package for housing piezoelectric resonator, and piezoelectric device |
JP2007124591A (en) * | 2005-10-31 | 2007-05-17 | Kyocera Kinseki Corp | Communication module |
JP2008034515A (en) * | 2006-07-27 | 2008-02-14 | Toshiba Corp | Electronic apparatus and package |
JP2008193180A (en) * | 2007-01-31 | 2008-08-21 | Citizen Miyota Co Ltd | Piezoelectric oscillator |
JP2008301196A (en) * | 2007-05-31 | 2008-12-11 | Kyocera Kinseki Corp | Piezoelectric oscillator |
JP2009016949A (en) * | 2007-06-29 | 2009-01-22 | Kyocera Kinseki Corp | Piezoelectric oscillator |
JP2009027465A (en) * | 2007-07-19 | 2009-02-05 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | Surface-mounting type crystal oscillator |
JP2009188633A (en) * | 2008-02-05 | 2009-08-20 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | Surface-mount type crystal oscillator |
JP2009194725A (en) * | 2008-02-15 | 2009-08-27 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | Surface mount crystal oscillator |
JP2009267885A (en) * | 2008-04-26 | 2009-11-12 | Kyocera Kinseki Corp | Piezoelectric device |
JP2011004307A (en) * | 2009-06-22 | 2011-01-06 | Seiko Epson Corp | Piezoelectric device |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016086325A (en) * | 2014-10-28 | 2016-05-19 | 京セラクリスタルデバイス株式会社 | Piezoelectric device |
CN111108688A (en) * | 2017-09-27 | 2020-05-05 | 株式会社村田制作所 | Piezoelectric resonator and method for manufacturing piezoelectric resonator |
CN111108688B (en) * | 2017-09-27 | 2023-09-26 | 株式会社村田制作所 | Piezoelectric vibrator and method for manufacturing piezoelectric vibrator |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8710718B2 (en) | Sealing member for piezoelectric resonator device, and piezoelectric resonator device | |
JP6599694B2 (en) | Piezoelectric device | |
JP7196934B2 (en) | piezoelectric vibration device | |
JP2022125097A (en) | piezoelectric vibration device | |
JP5101201B2 (en) | Piezoelectric oscillator | |
JP2010062959A (en) | Surface mounted piezoelectric oscillator and method for measuring performance thereof | |
JP4561521B2 (en) | Piezoelectric vibration device | |
JP2012090202A (en) | Piezoelectric device and piezoelectric oscillator | |
JP2011233977A (en) | Piezoelectric oscillator | |
JP6987589B2 (en) | Crystal oscillator | |
JP5171148B2 (en) | Piezoelectric oscillator | |
JP5101093B2 (en) | Piezoelectric oscillator and manufacturing method thereof | |
JP2014086842A (en) | Piezoelectric vibration device | |
JP2013168893A (en) | Piezoelectric vibration device | |
JP6990084B2 (en) | Piezoelectric device | |
JP2017212622A (en) | Crystal device and manufacturing method of the same | |
JP2008011125A (en) | Surface acoustic wave device | |
JP4948930B2 (en) | Piezoelectric oscillator | |
JP2007073652A (en) | Piezoelectric oscillating device | |
JP2002198453A (en) | Package for accommodating electronic component and electronic component device | |
JP5716594B2 (en) | Piezoelectric vibration device | |
JP2020104229A (en) | MEMS device | |
TWI822418B (en) | Piezoelectric vibration device equipped with thermistor | |
WO2023127730A1 (en) | Piezoelectric device | |
JP4466857B2 (en) | Surface mount type piezoelectric oscillator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20121031 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130531 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130611 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130812 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20130917 |