説明

圧電発振器および圧電発振器用パッケージ

【課題】 弾性表面波チップを小型に形成して製造コストを低減しつつ弾性表面波チップの固定を確実に行うことができるパッケージと、このようなパッケージを利用した圧電発振器を提供すること。
【解決手段】 パッケージ31内に、集積回路素子34と、この集積回路素子と接続される弾性表面波チップ33とを収容した圧電発振器30であって、前記パッケージが、内部の下側に配置され前記集積回路素子を収容するための下側収容部S3と、前記下側収容部の開口よりも大きな開口を有し、前記下側収容部の開口周縁に形成された上向き段部45(46)に、前記弾性表面波チップを載置固定するための上側収容部S4を有しており、前記上側収容部が、前記下側収容部に対して、これらの幅方向Xに関して、一方に偏った位置に配置されている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、圧電発振器に係り、特に、そのパッケージ構造を改良した圧電発振器、および圧電発振器用パッケージに関するものである。
【背景技術】
【0002】
近年、携帯電話やテレビ受像機等の電子部品や通信部品において、パッケージ内に弾性表面波チップと集積回路素子を収容した弾性表面波装置(SAW(Surface Acoustic Wave))により形成された共振子や帯域フィルタ等として用いられる圧電発振器が数多く使用されている。
【0003】
このような圧電発振器を形成する場合、パッケージの中に圧電素子と、この圧電素子に接続される集積回路素子を収容して、表面実装できるようにした構成のものが知られている。
例えば、特許文献1に記載のものは、セラミック製のパッケージを用意し、パッケージ内部の下段の空間に集積回路素子を実装し、その上の段付きの空間に水晶片などの圧電素子を固定した構成のものである。このような構成をとることで、集積回路素子と圧電素子を上下に位置させて、パッケージに収容できるので、実装基板などに実装する上で基板上のスペースを小さくできて、高密度実装に適している。
また、この場合、パッケージの収容空間の構造を多段としてその内側の大きさを段階的に変えることで、収容する圧電素子の大きさの違いに対応させるようにしている(特許文献1参照)。
【0004】
【特許文献1】特開2002−158558
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
図7は、このようなパッケージを利用して、弾性表面波チップと集積回路素子を収容した圧電発振器の一般的な構成を示す概略平面図であり、図8は図7のA−A線概略断面図である。なお、図7は理解の便宜のため、蓋体を透過させて内部の構成を図示している。
パッケージ2には、弾性表面波チップ6と集積回路素子5とが収容されている。弾性表面波チップ6は図示のY方向に長い矩形の基板の能動面に、櫛歯型電極(IDT(Inter Digital Transducer))を形成したものである。
【0006】
パッケージ2の内面に下側収容部S1が形成され、その上には上側収容部S2が形成されており、それぞれ集積回路素子5と弾性表面波チップ6を収容するようになっている。
具体的には、集積回路素子5はパッケージ2の内側底面の電極(図示せず)に電気的に接続されるとともに固定されている。下側収容部S1は、上側収容部S2よりも小さく、このため、下側収容部S1の開口周縁には、二段の上向き段部4,7a,7bが形成されている。段部4は幅が小さく、かつ内側に位置しており、必要な電極端子を設けることによって、この電極端子と集積回路素子5の端子との間で図示のようにボンディングワイヤにより電気的接続がされている。
【0007】
パッケージ2において、その内側には、弾性表面波チップ6の長手方向(Y方向)の各端部に、上記段部7a,7bが形成されている。一方の段部7aには接着剤7cを塗布し、その上に弾性表面波チップ6の基端部6aを載置して、接着剤7cを硬化することにより、接合されている。
一方、弾性表面波チップ6の先端部6bは、他方の段部7bの上に載置され、安定して搭載されている。
パッケージ2は図示しない底面に電極部を有しており、導電スルーホールなどにより、弾性表面波チップ6が接合されたパッケージ内側の電極部と接続されている。
【0008】
以上の構造において、特に、弾性表面波チップ6は、比較的厚みのある圧電基板にIDTを形成することによりつくられるため、重量が大きく、上述のように基端部6aだけで片持ち支持する場合、接着剤7cの面積をなるべく大きく取る必要がある。
ここで、弾性表面波チップ6が小型化できるほど製造コストを低下させることができて好ましいが、図8において弾性表面波チップ6のY方向の大きさが小さくなると、弾性表面波チップ6の先端部6bは、段部7bに届かなくなる。
【0009】
すなわち、基端部6aについては、有る程度の接着強度を確保するためには、所定量の大きさで段部7aの上に載せなければならず、弾性表面波チップ6が小型化された場合、同時にパッケージ2を小さくして、段部7bまでの距離を小さくしなければならない。
ところが、集積回路素子5の大きさはある程度決まっているために、下側収容部S1はあまり小さくできないことから、図7,8の構造では、弾性表面波チップ6の先端部6bを支持することは難しい。
【0010】
本発明の目的は、上記課題を解消して、弾性表面波チップを小型に形成して製造コストを低減しつつ弾性表面波チップの固定を確実に行うことができるパッケージと、このようなパッケージを利用した圧電発振器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0011】
上述の目的は、第1の発明にあっては、パッケージ内に、集積回路素子と、この集積回路素子と接続される弾性表面波チップとを収容した圧電発振器であって、前記パッケージが、内部の下側に配置され前記集積回路素子を収容するための下側収容部と、前記下側収容部の開口よりも大きな開口を有し、前記下側収容部の開口周縁に形成された上向き段部に、前記弾性表面波チップを載置固定するための上側収容部とを有しており、前記上側収容部が、前記下側収容部に対して、これらの幅方向に関して、一方に偏った位置に配置されている圧電発振器により、達成される。
第1の発明の構成によれば、前記パッケージの内側に設けた上側収容部は、下側収容部よりも大きな開口を有していて、しかも前記上側収容部が、前記下側収容部に対して、これらの幅方向に関して、一方に偏った位置に配置されている。このため、パッケージ内部においては、その幅方向に一側に段部が形成される。
このため、弾性表面波チップは、その側縁部を上記段部に載せることができるので、基端部と側縁部の両方で支持されるから、安定した搭載が可能である。また、基端部の接着剤の付着面積を大きくすることが可能なため、十分な接合強度を得ることができる。すなわち、弾性表面波チップは、その全長を短くして小さく形成することにより、製造コストを低くすることができる。
かくして、弾性表面波チップを小型に形成して製造コストを低減しつつ弾性表面波チップの固定を確実に行うことができる圧電発振器を提供することができる。
【0012】
第2の発明は、第1の発明の構成において、前記弾性表面波チップの基端部が、パッケージの長さ方向に位置する上向き段部に対して固定されており、かつ前記弾性表面波チップの側縁付近の底部が、パッケージの幅方向の一側に配置された段部に載置されていることを特徴とする。
第2の発明の構成によれば、弾性表面波チップの基端部がパッケージの長さ方向に位置する上向き段部に対して固定されるとともに、さらに、前記弾性表面波チップの側縁付近の底部が、パッケージの幅方向の一側に配置された段部に載置されることによって、基端部の接着剤付着面積を確保でき、一層接合強度を向上させることができる。
【0013】
上述の目的は、第3の発明にあっては、パッケージ内に、集積回路素子と、この集積回路素子と接続される弾性表面波チップとを収容した圧電発振器であって、前記パッケージが、内部の下側に配置され前記集積回路素子を収容するための下側収容部と、前記下側収容部の開口よりも大きな開口を有し、前記下側収容部の開口周縁に形成された上向き段部を有する上側収容部とを有しており、前記下側収容部の内側の側壁には、平坦な上面を有する凸部が内方に突出するように形成されており、前記上側収容部の前記上向き段部に対して、前記弾性表面波チップの基端部が固定され、さらに前記凸部の前記平坦な上面に対して、前記弾性表面波チップの側縁付近の底部が載置されている圧電発振器により、達成される。
第3の発明の構成によれば、前記上向き段部に弾性表面波チップの基端部が固定され、前記凸部の前記平坦な上面に対して、前記弾性表面波チップの側縁付近の底部が載置されている。つまり、弾性表面波チップは、その側縁部を上記凸部に載せることができるので、基端部と側縁部の両方で支持されるから、安定して搭載される。さらに、基端部の接着剤付着面積を確保できるため、十分な接合強度を得ることができる。すなわち、弾性表面波チップは、その全長を短くして小さく形成することにより製造コストを低くすることができる。
かくして、弾性表面波チップを小型に形成して製造コストを低減しつつ弾性表面波チップの固定を確実に行うことができる圧電発振器を提供することができる。
【0014】
また、上述の目的は、第4の発明にあっては、集積回路素子と、この集積回路素子と接続される弾性表面波チップとを収容するための圧電発振器用パッケージであって、内部の下側に配置され前記集積回路素子を収容するための下側収容部と、前記下側収容部の開口よりも大きな開口を有し、前記下側収容部の開口周縁に形成された上向き段部に、前記弾性表面波チップを載置固定するための上側収容部とを有しており、前記上側収容部が、前記下側収容部に対して、これらの幅方向に関して、一方に偏った位置に配置されている圧電発振器用パッケージにより、達成される。
第4の発明の構成によれば、第1の発明と同様の原理によって、弾性表面波チップを小型に形成して製造コストを低減しつつ弾性表面波チップの固定を確実に行うことができる圧電発振器に好適に利用できるパッケージを提供することができる。
【0015】
また、上述の目的は、第5の発明にあっては、集積回路素子と、この集積回路素子と接続される弾性表面波チップとを収容するための圧電発振器用パッケージであって、内部の下側に配置され前記集積回路素子を収容するための下側収容部と、前記下側収容部の開口よりも大きな開口を有し、前記下側収容部の開口周縁に形成された上向き段部を有する上側収容部とを有しており、前記下側収容部の内側の側壁には、平坦な上面を有する凸部が内方に突出するように形成されている圧電発振器用パッケージにより、達成される。
第5の発明の構成によれば、第3の発明と同様の原理によって、弾性表面波チップを小型に形成して製造コストを低減しつつ弾性表面波チップの固定を確実に行うことができる圧電発振器に好適に利用できるパッケージを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0016】
図1は、本発明の電子部品の第1の実施形態としての圧電発振器の一例を示す概略平面図であり、図2は図1のB−B線概略断面図、図3は図1のC−C線概略断面図で、図1においては蓋体を透過して内部の構造を示している。
圧電発振器30は、パッケージ31と、パッケージ31に収容された弾性表面波チップ33と、集積回路素子(以下、「ICチップ」という)34を備えている。
【0017】
弾性表面波チップ33は、圧電基板に、すだれ状電極であるIDT(櫛形電極)や必要な反射器を形成したものである。圧電基板は、圧電材料として、例えば、水晶,リチウムタンタレート(LiTaO3 ),リチウムナイオベート(LiNbO3 )等の単結晶基板やSi基板へZnO成膜した基板等の多層膜基板等を使用することができる。また、IDTは、圧電基板の能動面にアルミニウムなどの導体金属を蒸着もしくはスパッタリングなどで膜形成した後で、フォトリソグラフィの手法などをもちいて、必要な櫛歯型の電極および/または反射器を形成したものである。
ICチップ34は弾性表面波チップ33と接続されて発振器を形成するためのものである。なお、弾性表面波チップ33のIDTなどの電極構造は、パッケージの構造の理解をするための図示形状と重なり、理解を妨げるため図示していない。
【0018】
パッケージ31は、例えば、絶縁材料として、酸化アルミニウム質のセラミックグリーンシートを成形して、例えば、図示のようにY方向(長さ方向)が幅方向(X方向)よりも大きい矩形の外形を備えるように形成されている。
すなわち、グリーンシートを利用した複数の基板を積層して、各積層基板の内側の材料を除去して内部空間を形成し、積層状態とした後で、焼結して形成されている。
パッケージ31は、その内側において、下側収容部S3と、上側収容部S4を有した箱状の容器である。下側収容部S3と上側収容部S4は、ともに矩形の凹所または有底の孔であり、上側収容部S4は下側収容部S3よりも大きな開口を有し、図2に示すようにY方向、すなわち長さ方向の寸法も大きい。
【0019】
下側収容部S3と、上側収容部S4とは上下に重なった位置に配置され、連通するように形成されている。特に、図1を参照して理解されるように、上側収容部S4は、下側収容部S3に対して、幅方向(X方向)に関して、一方に偏った位置に配置されている。図1において、上側収容部S4は、下側収容部S3に対して、下側に偏った位置に設けられている。
【0020】
このため、下側収容部S3の開口周縁には段部45が形成されている。この段部45は、図1の左端側が広くなるように配置されている。この段部は45は下側収容部S3の側縁の開口縁にも拡がり、サイド段部46となっている。
また、下側収容部S3の開口内側には、上記段部45よりも低い段部41,42が形成されている。低い段部41,42は、図1および図2に示されているように、下側収容部S3の長さ方向(Y方向)の両端に設けられている。この低い段部41,42には、図1に示されているように、それぞれ必要な電極部43が形成されており、これら電極部43には、下側収容部S3の底面に実装されたICチップ34の端子が、図示のようにワイヤボンディングにより接続されている。
【0021】
図2に示されているように、パッケージ31の段部45の左端側の領域には、シリコン系などの接着剤52が塗布され、その上に弾性表面波チップ33の基端部33aが載置されて固定されている。また、段部45の側縁には、図1に示すように電極部51,51が形成されており、弾性表面波チップ33の電極端子に対して、図示のようにワイヤボンディングされることにより、電気的に接続されている。
しかも、この弾性表面波チップ33のひとつの側縁部33cは、その底部がサイド段部46の上に載置されていて、この弾性表面波チップ33の先端部33bは支持、固定されていない。
【0022】
なお、電極部51,51は、パッケージ31の底面に設けた図示しない実装端子に対して、所定の導電スルーホールなどで接続され、この段部45の電極部51,51はパッケージ31内を引き回した図示しないパターンなどにより、低い段部41,42の各電極部43と接続されている。
この状態で、パッケージ31には、蓋体32がロウ材を介して固定され、内部を気密に封止するようになっている。蓋体32は例えば、平板であり、鉄とニッケルとコバルトの合金であるコバールで形成したものや、鉄とニッケルの合金である42アロイに金メッキしたものなどが適している。
【0023】
本実施形態は、以上のように構成されており、弾性表面波チップ33は、その側縁部33cをサイド段部46に載せて支持することができるので、基端部33aと側縁部33cの両方で支持されるから、十分な接合強度を得ることができる。これにより、弾性表面波チップ33は、その全長(Y方向の寸法)を短くして小さく形成することができ、その分製造コストを低くすることができる。ここで、側縁部33cを固定すると更に接合強度を向上させることが可能であるが、パッケージの変形により弾性表面波チップ33に応力がかかりやすくなり、例えば弾性表面波チップ33の周波数特性の劣化が生じる可能性があることから、固定は基端部33aの一箇所で行うのが好ましい。
かくして、本実施形態によれば、弾性表面波チップを小型に形成して製造コストを低減しつつ弾性表面波チップの固定を確実に行うことができる圧電発振器30を提供することができる。
【0024】
図4は、本発明の電子部品の第2の実施形態としての圧電発振器の一例を示す概略平面図であり、図5は図4のD−D線概略断面図、図6は図4のE−E線概略断面図で、図4においては蓋体を透過して内部の構造を示している。これらの図において、第1の実施形態を表す図に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、重複する説明は省略し、以下、相違点を中心に説明する。
【0025】
第1の実施形態の場合と異なり、圧電発振器30−1のパッケージ31−1においては、上側収容部S4が、下側収容部S3に対して、偏った位置に配置されているわけではなく、ほぼ重なる位置に配置されている。
そして、パッケージ31−1の下側収容部S3の内側の側壁には、図4に示すように、凸部55が内方に突出するように形成されている。この凸部55は、図6に示すように、平坦な上面を有している。
【0026】
図6に示すように、この凸部55の平坦な上面に対して、弾性表面波チップ33の側縁付近の底部が支持されている。つまり、弾性表面波チップ33は、その側縁部33cを凸部55に載せて支持することができるので、基端部33aと側縁部33cの両方で支持されるから、安定して搭載されることができる。ここで、側縁部33cを固定すると更に接合強度を向上させることが可能であるが、パッケージの変形により弾性表面波チップ33に応力がかかりやすくなり、例えば弾性表面波チップ33の周波数特性の劣化が生じる可能性があることから、固定は基端部33aの一箇所で行うのが好ましい。
このようにして、第2の実施形態に係る圧電発振器30−1においても、弾性表面波チップ33は、その全長を短くして小さく形成することにより製造コストを低くすることができる。このため、弾性表面波チップ33を小型に形成して製造コストを低減しつつ弾性表面波チップ33の固定を確実に行うことができる圧電発振器30−1が提供されることになる。
【0027】
本発明は上述の実施形態に限定されない。実施形態の各構成はこれらを適宜省略したり、図示しない他の構成と組み合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【0028】
【図1】本発明の圧電発振器の第1の実施形態を示す概略平面図。
【図2】図1のB−B線概略断面図。
【図3】図1のC−C線概略断面図。
【図4】本発明の圧電発振器の第2の実施形態を示す概略平面図。
【図5】図4のD−D線概略断面図。
【図6】図4のE−E線概略断面図。
【図7】従来の圧電発振器の概略平面図。
【図8】図7のA−A線概略断面図。
【符号の説明】
【0029】
30・・・圧電発振器、31・・・パッケージ、33・・・弾性表面波チップ、34・・・ICチップ、45・・・段部、46・・・サイド段部、55・・・凸部、S3・・・下側収容部、S4・・・上側収容部。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
パッケージ内に、集積回路素子と、この集積回路素子と接続される弾性表面波チップとを収容した圧電発振器であって、
前記パッケージが、
内部の下側に配置され前記集積回路素子を収容するための下側収容部と、
前記下側収容部の開口よりも大きな開口を有し、前記下側収容部の開口周縁に形成された上向き段部に、前記弾性表面波チップを載置固定するための上側収容部と
を有しており、
前記上側収容部が、前記下側収容部に対して、これらの幅方向に関して、一方に偏った位置に配置されている
ことを特徴とする圧電発振器。
【請求項2】
前記弾性表面波チップの基端部が、パッケージの長さ方向に位置する上向き段部に対して固定されており、かつ前記弾性表面波チップの側縁付近の底部が、パッケージの幅方向の一側に配置された段部に載置されていることを特徴とする請求項1に記載の圧電発振器。
【請求項3】
パッケージ内に、集積回路素子と、この集積回路素子と接続される弾性表面波チップとを収容した圧電発振器であって、
前記パッケージが、
内部の下側に配置され前記集積回路素子を収容するための下側収容部と、
前記下側収容部の開口よりも大きな開口を有し、前記下側収容部の開口周縁に形成された上向き段部を有する上側収容部と
を有しており、
前記下側収容部の内側の側壁には、平坦な上面を有する凸部が内方に突出するように形成されており、
前記上側収容部の前記上向き段部に対して、前記弾性表面波チップの基端部が固定され、さらに前記凸部の前記平坦な上面に対して、前記弾性表面波チップの側縁付近の底部が載置されている
ことを特徴とする圧電発振器。
【請求項4】
集積回路素子と、この集積回路素子と接続される弾性表面波チップとを収容するための圧電発振器用パッケージであって、
内部の下側に配置され前記集積回路素子を収容するための下側収容部と、
前記下側収容部の開口よりも大きな開口を有し、前記下側収容部の開口周縁に形成された上向き段部に、前記弾性表面波チップを載置固定するための上側収容部と
を有しており、
前記上側収容部が、前記下側収容部に対して、これらの幅方向に関して、一方に偏った位置に配置されている
ことを特徴とする圧電発振器用パッケージ。
【請求項5】
集積回路素子と、この集積回路素子と接続される弾性表面波チップとを収容するための圧電発振器用パッケージであって、
内部の下側に配置され前記集積回路素子を収容するための下側収容部と、
前記下側収容部の開口よりも大きな開口を有し、前記下側収容部の開口周縁に形成された上向き段部を有する上側収容部と
を有しており、
前記下側収容部の内側の側壁には、平坦な上面を有する凸部が内方に突出するように形成されている
ことを特徴とする圧電発振器用パッケージ。

【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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