圧電発振器及びその製造方法
【課題】集積回路素子が搭載された基体の上面に、圧電振動素子が収容されている容器体を接続することにより圧電発振器を構成しているため、圧電発振器全体構造が高背化してしまう。
【解決手段】圧電振動子部と集積回路素子５０とが、集積回路素子５０の一方の主面に形成された接続パッドに各々電気的且つ機械的に接続された複数個のリード部４１のうちの、圧電振動素子と集積回路素子との間の電気的且つ機械的接続に用いるリード部４１のみに形成した、圧電振動子部と集積回路素子５０とを重ねて組み合わせた際に、リード接続用電極端子１２に向かって突出し、且つ集積回路素子５０の厚み寸法よりも高さ寸法が高い形態の突起部４４と、圧電振動部のリード接続用電極端子１２とを、導電性接合剤６０により接合導通することにより一体構造となっている圧電発振器。
【解決手段】圧電振動子部と集積回路素子５０とが、集積回路素子５０の一方の主面に形成された接続パッドに各々電気的且つ機械的に接続された複数個のリード部４１のうちの、圧電振動素子と集積回路素子との間の電気的且つ機械的接続に用いるリード部４１のみに形成した、圧電振動子部と集積回路素子５０とを重ねて組み合わせた際に、リード接続用電極端子１２に向かって突出し、且つ集積回路素子５０の厚み寸法よりも高さ寸法が高い形態の突起部４４と、圧電振動部のリード接続用電極端子１２とを、導電性接合剤６０により接合導通することにより一体構造となっている圧電発振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯用通信機器等の電子機器に用いられる電子部品の１つである圧電発振器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
以下に図９を用いて従来の圧電発振器を説明する。尚、図面において、その記載されている用紙上方を圧電発振器における「上」と仮定して説明する。かかる従来の圧電発振器は、内部に圧電振動素子１０１が収容され蓋体により圧電振動素子１０１が気密封止されている容器体１００を、上面の中央域に開口部を有する凹部空間を、且つ下面に外部接続用電極端子が形成されている基体１０２の凹部空間を囲繞する側壁頂面上に取着させるとともに、前記容器体１００の下面と前記基体１０２の凹部空間とで囲まれる空間領域内に、圧電振動素子１０１の励振に基づいて発振出力を制御するために、圧電振動素子１０１と電気的に接続した少なくとも発振用の集積回路素子１０３を収容させた構造の圧電発振器が知られている。（例えば、下記特許文献１を参照。）
【０００３】
尚、前記容器体１００及び前記基体１０２は、通常、アルミナセラミックス等のセラミック材料から成り、その内部及び表面には所定の配線パターンが形成され、従来周知のグリーンシート積層法等を採用することによって製作されている。そして、このような容器体１０１の基体１０２に対向する下面には基体接続用電極端子、基体１０２側壁の開口側頂面には容器体接続パッドがそれぞれ対向する箇所に設けられており、これらの基体接続用電極端子と容器体接続パッドを、導電性接着剤や半田等の導電性を有する接合材を介して導通固着することにより、容器体１００が基体１０２の上面に固定されていた。
【０００４】
上述のような形態の圧電発振器については、以下のような先行技術が開示されている。
【特許文献１】特開平１０−９８１５１号公報
【特許文献２】特開２００４−２２８８９４公報
【特許文献３】特開２００４−８８５３３公報
【特許文献４】特開２０００−３４９５５５公報
【０００５】
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以外を、本件出願時までに発見するに至らなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した従来の圧電発振器においては、集積回路素子が搭載された基体の上面に、圧電振動素子が収容されている容器体を接続することにより、圧電発振器を構成しているため、基体の構造の影響で全体構造が高背化してしまう。したがって従来の圧電発振器の構造では更なる低背化（薄型化）させることが困難であるという課題を有していた。
【０００７】
又、上述した従来の圧電発振器の製造方法においては、通常、容器体や基体の製法においては、それぞれが複数個集合配列した基板シートを切断分割して個々の容器体や基体を得る、所謂“複数個取り”の手法によって製作し、分割後に得られた個々の容器体や基体に水晶振動素子や集積回路素子を個別に搭載することによって圧電発振器を組み立てる製造している。その場合、個々の容器体や基体をキャリア治具に搭載して保持させた上、集積回路素子や圧電振動素子等の搭載作業を行なう必要があることから、その分、製造設備が増え、製造工程も複雑化する課題を有していた。
【０００８】
また、上述した従来の圧電発振器の製造方法においては、圧電振動素子を搭載した容器体と、集積回路素子を搭載した基体とを電気的且つ機械的に接続する際に、球状の導電体を容器体の実装側主面の基体接続用電極端子上に搭載する必要があるが、導電体を１つずつ搭載する作業を行なう必要があることから、生産効率が低下してしまうという課題を有していた。
【０００９】
本発明は上記課題に鑑み案出されたもので、その目的は、取り扱いが簡便で、生産性にも優れ、更に低背化に対応可能な圧電発振器及びその圧電発振器の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の圧電デバイスは、上記課題を解決するために成されたものであり、その一形態は、一方の主面にリード接続用電極端子が形成された容器体の内部に圧電振動素子を気密に搭載してなる圧電振動子部と、
少なくとも前述した圧電振動素子と電気的に接続する発振回路が内蔵された集積回路素子とが、この集積回路素子の一方の主面に形成された接続パッドに各々電気的且つ機械的に接続された複数個のリード部のうちの、圧電振動素子と集積回路素子との間の電気的且つ機械的接続に用いるリード部のみに形成した、圧電振動子部と集積回路素子とを重ねて組み合わせた際に、リード接続用電極端子に向かって突出し、且つ集積回路素子の厚み寸法よりも高さ寸法が高い形態の突起部と、
圧電振動部の前記リード接続用電極端子とを、導電性接合剤により接合導通することにより、一体構造となっていることを特徴とする圧電発振器である。
【００１１】
又、他の形態として、一方の主面にリード接続用電極端子を含む集積回路素子接続用電極端子が形成された容器体の内部に、圧電振動素子を気密に搭載してなる圧電振動子部と、少なくとも圧電振動素子と電気的に接続する発振回路が内蔵された集積回路素子とが、
この集積回路素子の一方の主面に形成された接続パッドと集積回路素子接続用電極端子とを電気的且つ機械的に接続することにより一体に形成してあると共に、リード接続用電極端子には、集積回路素子の厚み寸法よりも高さ寸法が高い突起部が形成されたリード部が、突起部を導電性接合剤により導通接合して固着されていることを特徴とする圧電発振器である。
【００１２】
更に、集積回路素子に接続されているリード部の集積回路素子に対向していない側の主面、及びリード部に形成された突起部の先端が、絶縁性樹脂表面外に露出する形態で、集積回路素子の周囲が絶縁性樹脂により覆われていることを特徴とする段落番号（００１０）に記載の圧電発振器でもある。
【００１３】
本発明に係る圧電発振器の製造方法は、前述した課題を解決するために成されたものであり、その一形態としては、複数個のリード部の一方端をフレーム部に接続した形態で配列し、このリード部のうちの圧電振動素子と集積回路素子との間の電気的且つ機械的接続に用いるリード部のみに、同一の方向に突出した集積回路素子の厚み寸法よりも高さ寸法が高い形態の突起部を形成し、所定の間隔を空けてリード部の他方端を向かい合わせた形態で配置したリードフレームを準備する工程と、
このリードフレームの各リード部に、各リード部に決められた機能に対応する接続パッドを向かい合わせた形態で集積回路素子を搭載し、各リード部と接続パッド間を電気的且つ機械的に接続するとともに、一方の主面にリード接続用電極端子が形成された容器体の内部に圧電振動素子を気密に搭載してなる圧電振動子部を、集積回路素子の上に、リード接続用電極端子とリード部に形成された突起部とを導電性接合剤により接合することにより搭載する工程と、
各リードフレームのフレーム部とリード部との接続部分を切断することにより、各リード部をフレーム部より切り離し、複数個の圧電発振器を同時に得る工程とを具備することを特徴とする圧電発振器の製造方法である。
【００１４】
又、他の形態としては、複数個のリード部の一方端をフレーム部に接続した形態で配列し、このリード部のすべてに同一の方向に突出した集積回路素子の厚み寸法よりも高さ寸法が高い形態の突起部を形成し、所定の間隔を空けてリード部の他方端を向かい合わせた形態で配置したリードフレームを準備する工程と、
一方の主面にリード接続用電極端子を含む集積回路素子接続用電極端子が形成された容器体の内部に、圧電振動素子を気密に搭載してなる圧電振動子部の集積回路素子接続用電極端子に、この各集積回路素子接続用電極端子に決められた機能に対応する接続パッドを向かい合わせた形態で集積回路素子を搭載し、電気的且つ機械的に接続する工程と、
圧電振動子部のリード接続用電極端子とリードフレームの各リード部に形成された前記突起部とを導電性接合剤により接合することにより搭載する工程と、
各リードフレームのフレーム部とリード部との接続部分を切断することにより、各リード部をフレーム部より切り離し、複数個の圧電発振器を同時に得る工程とを具備することを特徴とする圧電発振器の製造方法である。
【００１５】
更に、前述したリードフレームのリード部に設けられた突起部が、パンチング法により形成されていることを特徴とする上記各段落に記載の圧電発振器の製造方法でもある。
【００１６】
更に又、集積回路素子をリードフレームの各リード部に搭載した後に、この集積回路素子に接続されているリード部の集積回路素子に対向していない側の主面、及びリード部に形成された突起部の先端が、絶縁性樹脂表面外に露出するように、集積回路素子の周囲を絶縁性樹脂により覆う工程を具備することを特徴とする段落番号（００１３）記載の圧電発振器の製造方法でもある。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の圧電デバイスによれば、圧電振動素子が搭載されている容器体の集積回路素子に対向する第１の主面にリード接続用電極端子が形成されており、集積回路素子の背得属パッドに接続したリード部のうち、リード接続用電極端子と電気的且つ機械的に接続する必要があるリード部には、集積回路素子の厚み寸法よりも高さ寸法が高い突起部が形成されており、その突起部とリード接続用電極端子とを導電性接着剤により接合導通した形態にしたことにより、集積回路素子を搭載する基体を用いることがなくなり、従来の圧電発振器に比べ低背化（薄型化）させることが可能である。
【００１８】
また、リード部の集積回路素子側の表面を含む集積回路素子の周囲を絶縁性樹脂で充填することにより、リード部をリードフレームのフレーム部から切断分離する際に、絶縁性樹脂が切断時にリード部に生じるストレスの緩衝材となるので、切断時のストレスによるリード部と集積回路素子の接続パッドとの断絶などの不具合を更に低減することが可能となる。
また、リード部に設けられた突起部の先端部が、充填された絶縁性樹脂より露出していることにより、突起部を圧電振動子部のリード接続用電極端子に接続する際に導電性接着剤が他のリード部等の金属部分と接触して短絡してしまうことを防止することが可能となる。
【００１９】
更に、本発明の圧電デバイスの製造方法によれば、リードフレームは、集積回路素子を搭載した後で、フレーム部とリード部とを分割する工程になっており、その製造工程中、リードフレーム自体が集積回路素子搭載用のキャリアとして機能するようになっていることから、従来例で説明したような集積回路素子搭載用のキャリアは不要であり、基板の分割によって得られた個々の子基板をキャリアに搭載するといった煩雑な作業も一切不要となる。これによっても、圧電発振器の生産性が向上されるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る圧電発振器を、圧電材料として水晶を用いた発振器（以下、水晶発振器という）を例に示した分解斜視図である。図２は、図１に記載の水晶発振器を組み立てた後の断面図を示したものである。図３は、図１及び図２に開示した本発明の水晶発振器の製造時に準備するリードフレームを、集積回路素子搭載側主面よりみた平面図である。尚、図１及び図２では、説明上図面が記載されている用紙上方を水晶発振器の上方として説明する。また、各図では、同じ符号は、同じ部品を示し、説明を明りょうにするため説明に不必要な構造体の一部は図示していない。さらに図示した寸法も一部誇張して示している。
各図面に示す水晶発振器は、主面外形形状が矩形状の容器体１０の内部に水晶振動素子２０を収容されており、この容器体１０と外部接続用電極端子４１ａや書込制御端子４１ｂとなるリード部４１が接続されている。各リード部４１の一方の端部近傍には発振回路や温度補償回路などの必要とされる電子回路網が形成されている集積回路素子５０を搭載されている構造を有している。
【００２１】
容器体１０は、例えば、アルミナセラミックス、ガラス−セラミックス等のセラミック材料から成り、容器体１０の上主面には、その中央域に矩形状に開口する凹部空間１４が形成されている。また凹部空間１４の開口部を囲繞する側壁の開口部側頂面には、環状の封止用導体パターン１１が形成され、実装側主面には、集積回路素子５０内に搭載した電子回路網との電気的接続を取ると共に水晶振動素子２０の特性をモニタする機能を有するモニタ用電極端子４１ｃとなるリード部４１と接続するためのリード接続用電極端子１２が設けられている。また、容器体１０をリード部４１に取着固定する際は、リード部４１のうちの最も外側に配された４つのリード部４１（モニタ用電極端子４１ｃを含む）に設けられた突起部４４の突起先端部と、容器体１０の実装面に形成されているリード接続用電極端子１２とが、半田や導電性接着剤等の導電性接着剤６０によって機械的且つ電気的に接合させる。更に、容器体１０はその上面に開口する凹部空間１４の内部に水晶振動素子２０を収容するためのものであり、凹部空間１４内の底面には、水晶振動素子２０の表裏両主面に形成された励振用電極２１と各個電気的に接続される圧電振動素子搭載パッド１３が被着形成されている。
【００２２】
また、容器体１０の側壁部の凹部空間１４開口部側頂面に形成された封止用導体パターン１１は、例えば、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、等から成る基層の表面にニッケル（Ｎｉ）層及び金（Ａｕ）層を順次、凹部空間１４開口部を環状に囲繞する形態で被着させることによって、１０μｍ〜２５μｍの厚みに形成されており、その封止用導体パターン１１の内周側縁部は凹部空間１４の内壁面に、外周側縁部は容器体１０の外側面にそれぞれ露出されている。この封止用導体パターン１１は、後述する蓋体３０を、蓋体３０に形成された封止部材３１の濡れ性を良好とし、圧電振動素子搭載空間の気密信頼性及び生産性を向上させることができる。
【００２３】
かかる容器体１０の側壁部の凹部空間１４内底面に設けられている圧電振動素子搭載パッド１３は、容器体１０の実装側主面に設けられたリード接続用電極端子１２と容器体１０を構成する各層表面の配線パターンや、各層を貫通するビア導体を介して電気的に接続されている。また圧電振動素子搭載パッド１３は、その上面側で、後述する水晶振動素子２０の励振用電極２１に導電性接着剤７０を介して電気的且つ機械的に接続されている。
【００２４】
一方、容器体１０の凹部空間１４内に収容される水晶振動素子２０は、人工水晶体から所定のカットアングルで切断し外形加工を施した概略平板状で主面形状が四角形の水晶素板を主構造体として、その水晶素板の表裏両主面に一対の励振用電極２１を被着・形成してなり、外部からの交番電圧が励振用電極２１を介して水晶素板に印加されると、所定の振動モード及び周波数で励振を起こすようになっている。このような水晶振動素子２０は、その両主面に被着されている励振用電極２１から水晶素板の一方の短辺側に引き出した引き出し電極と、凹部空間１４内底面の対応する圧電振動素子搭載パッド１３とを導電性接着剤７０を介して電気的・機械的に接続することによって容器体１０の凹部空間１４内底面に搭載される。
【００２５】
導電性接着剤７０は、シリコン樹脂やポリイミド樹脂等から成る樹脂材料中にＡｇ等から成る導電性粒子を所定量、添加、混合してなるものである。
【００２６】
また、容器体１０上に配置される蓋体３０は、従来周知の金属加工法を採用し、４２アロイ等の金属を所定形状に整形することによって製作される。蓋体３０の上面には、ニッケル（Ｎｉ）層が形成され、更にニッケル（Ｎｉ）層の上面に少なくとも封止用導体パターン１１に相対する箇所に封止部材３１である金錫（Ａｕ−Ｓｎ）層が形成される。金錫（Ａｕ−Ｓｎ）層の厚みは、１０μｍ〜４０μｍである。例えば、成分比率が、金が８０％、錫が２０％のものが使用されている。また、このような封止部材３１は、封止用導体パターン１１表面の凹凸を緩和し、気密性の低下を防ぐことが可能となる。このような蓋体３０を水晶振動素子２０が内部に搭載された凹部空間１４を囲繞する側壁部頂部に形成した封止用導体パターン１１上に、凹部空間１４の開口部を覆う形態で配置され、封止部材３１と封止用導体パターン１１とを溶融接合することにより、凹部空間１４内を気密に封止し、圧電振動子部を構成している。
【００２７】
リード部４１は、銅等の導電性が比較的高い金属材料であり、そのような金属の板を従来周知の打ち抜き加工法やエッチング加工法等により形成された、図３のような、複数個のリード部４１の一方端をフレーム部４２に配列して接続した形態のリードフレーム４３から、リード部４１を切り離して形成される。又、リード部４１のうち、容器体１０に形成されたリード接続用電極端子１２と接続するリード部には、パンチング加工法等により突起部４４が設けられている。所定のリード部４１に設けられた突起部４４と、容器体１０の実装面のリードフレーム接続用電極端子１２は導電性接着剤６０によって溶融接合する。
【００２８】
また、各リード部４１は、外部接続用電極端子４１ａ（電源電圧端子、グランド端子、発振出力端子、発振制御端子）、書込制御端子４１ｂ或いは前述したモニタ用電極端子４１ｃとして用いられる。外部接続用電極端子４１ａは、圧電発振器をマザーボード等の外部電気回路に搭載する際、半田付け等によって外部電気回路の回路配線と電気的に接続されることとなる。また、書込制御端子４１ｂは、温度補償データ書込装置のプローブ針を当て、水晶振動素子２０の温度特性に応じた温度補償データを書き込むことによって集積回路素子５０のメモリ内に温度補償データが格納される。尚、それぞれの電極端子として使用されるリード部４１は、その電極端子の用途によって外形形状に差異が設けられている。
【００２９】
ここで、４つの外部接続用電極端子４１ａのうち、グランド端子と発振出力端子を近接させて配置するようにすれば、発振出力端子より出力される発振信号にノイズが干渉するのを有効に防止することができる。従って、グランド端子と発振出力端子は近接させて配置することが好ましい。
【００３０】
集積回路素子５０は、例えば下面に各リード部４１と１対１に対応する複数個の接続パッドを有した矩形状のフリップチップ型集積回路素子等が用いられ、その回路形成面には水晶振動素子２０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、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こととなる。
【００３１】
又、集積回路素子５０は、その下面に設けた接続パッドをリード部４１に導電性接着剤６０や半田或いは金属バンプを介して個々に接合させることによって集積回路素子５０がリード部４１に取着され、これによって集積回路素子５０内の電子回路が水晶振動素子２０や外部接続用電極端子４１ａとなるリードフレーム４１等に電気的に接続される。
【００３２】
図６には、図１及び図２に記載の圧電発振器の集積回路素子５０に接続されているリード部４１の集積回路素子５０に対向していない側の主面、及びリード部４１のうちのモニタ用電極端子４１ｃに形成された突起部４４の先端が、絶縁性樹脂８０表面外に露出する形態で、集積回路素子５０の周囲が絶縁性樹脂８０により覆われている形態の圧電発振器を開示している。
絶縁性樹脂８０は、エポキシやポリイミドなどが多く用いられ、加熱により軟化あるいは溶融することで流動する特性を持つ熱可塑性樹脂により構成されている。
このように形態で絶縁性樹脂８０により集積回路素子５０の周囲を被覆保護されることになるので、異物等の影響により周波数が変動することを防止することが可能となる。又、リード部４１の集積回路素子５０側の表面を含む集積回路素子５０の周囲を絶縁性樹脂で充填被覆することにより、後述する製造方法において、リード部４１をリードフレーム４３のフレーム部４２から切断分離する際に、絶縁性樹脂８０が切断時にリード部４１に生じるストレスの緩衝材となるので、切断時のストレスによるリード部４１と集積回路素子５０のとの断絶などの不具合を更に低減することが可能となる。
【００３３】
次に上述した圧電発振器の製造方法について図７及び図８を用いて説明する。
ここで、図７（ａ）〜（ｃ）は本発明の製造方法を説明するための断面図であり、図８は、本発明の製造方法で用いるリードフレームを集積回路素子搭載主面からみた平面図である。 まず、図７（ａ）及び図８に示す如く、複数個のリード部４１の一方端をフレーム部４２に接続した形態で配列し、このリード部４１のうちの圧電振動素子と集積回路素子との間の電気的且つ機械的接続に用いるリード部４１（モニタ用電極端４１ｃ）のみに、同一の方向に突出した集積回路素子５０の厚み寸法よりも高さ寸法が高い形態の突起部４４を形成し、所定の間隔を空けてリード部４１の他方端を向かい合わせた形態で配置したリードフレーム４３を準備する。このようなリードフレーム４３は、銅等の金属、これを従来周知のフォトエッチング等及び打ち抜き加工を採用し、所定パターンに加工することによって形成される。また、この実施形態においては、リードフレーム４３は、後述する工程で、リード部４１とフレーム部４２とを切断することになる。
【００３４】
次に、図７（ｂ）に示すように、このリードフレーム４３の各リード部４１の他方端近傍に、各リード部４１に決められた機能（ＧＮＤ用、電源電圧入力用、信号出力用など）に対応する接続パッドを向かい合わせた形態で集積回路素子５０を搭載し、各リード部４１と接続パッド間を導電性接着剤６０により電気的且つ機械的に接続する。
【００３５】
集積回路素子５０としては、接合面に複数個の接続パッドを有した矩形状のフリップチップ型集積回路素子が用いられる。
前記集積回路素子５０は、その接合面に設けられている複数個の接続パッドが、リードフレーム４３の各リード部４１のうち機能が対応する電極端子に導電性接着剤６０或いは半田等の導電性を有する接合剤を介して当接されるようにして載置され、しかる後、導電性接着剤６０を熱の印加によって溶融した後冷却固化し、接合パッドとリード部４１とを導電性接着剤６０を介して接合することによって集積回路素子５０がリードフレーム４３に取着搭載される。
【００３６】
次に、図７（ｃ）に示す如く、圧電振動子部を構成する、水晶振動素子２０が収容されている容器体１０を、リードフレーム４３に搭載された集積回路素子５０上に、リードフレーム４３の所定のリード部４１に設けられた突起部４４と、容器体１０の実装側主面に設けられたリード接続用電極端子１２とを導電性接着剤６０により接合することにより搭載する。よって、集積回路素子５０内の電子回路が容器体１０の配線導体等を介して水晶振動素子２０やリードフレーム４３のリード部４１と電気的に接続される。その後、各リードフレーム４３のフレーム部４２とリード部４１との接続部分を切断することにより、各リード部４１をフレーム部４２より切り離し、複数個の圧電発振器を同時に得る。リードフレーム４３の切断は、ダイサーを用いたダイシング等によって行なわれ、かかる切断工程を経て、リード部４１が外部接続用電極端子４１ａや書込制御端子４１ｂの各種機能をなす形態の複数個の圧電発振器が同時に得られる。
【００３７】
最後に、フレーム部４２より切断分離したリード部４１のうちの書込制御端子４１ｂを介して集積回路素子５０に温度補償データを入力し、集積回路素子５０内のメモリに温度補償データを格納する。このような温度補償データの書込作業は、温度補償データ書込装置のプローブ針を書込制御端子４１ｂに当てて、水晶振動素子２０の温度特性に応じて作成された温度補償データを集積回路素子５０の温度補償回路内に設けられているメモリに入力し、これを記憶させることによって行なわれる。尚、ここで集積回路素子５０に書き込まれる温度補償データは、水晶振動素子２０毎の温度特性バラツキを補正するためのものであり、その温度補償型水晶発振器に使用される水晶振動素子２０の温度特性を事前に測定しておくことにより得られるものである。
【００３８】
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、上述した実施形態においては、複数個のリード部４１に集積回路素子５０の接続パッドを接続後に、リード部４１のうちの所定のリード部（モニタ用電極端子４１ｃとなるリード部を含む）に設けた突起部４４により圧電振動子部を構成する容器体１０を取着搭載していたが、図４に示すように、一方の主面にリード接続用電極端子１２を含む集積回路素子接続用電極端子が形成された容器体１０の内部に、水晶振動素子２０を気密に搭載してなる圧電振動子部と、水晶振動素子２０と電気的に接続する発振回路が内蔵された集積回路素子５０とが、この集積回路素子５０の一方の主面に形成された接続パッドと集積回路素子接続用電極端子とを電気的且つ機械的に接続することにより一体に形成してあると共に、リード接続用電極端子１２には、集積回路素子５０の厚み寸法よりも高さ寸法が高い突起部４４が形成されたリード部４１が、突起部４４を導電性接合剤６０により導通接合して固着されている形態の圧電発振器でも構わない。
【００３９】
又、図４に記載の他の形態の圧電発振器の製造方法としては、複数個のリード部４１の一方端をフレーム部に接続した形態で配列し、このリード部のすべてに同一の方向に突出した集積回路素子５０の厚み寸法よりも高さ寸法が高い形態の突起部４４を形成し、所定の間隔を空けてリード部の他方端を向かい合わせた形態で配置した、概略図８に開示のリードフレーム形態に類似したリードフレームを準備し、
次に、一方の主面にリード接続用電極端子１２を含む集積回路素子接続用電極端子が形成された容器体１０の内部に、水晶振動素子２０を気密に搭載してなる圧電振動子部の集積回路素子接続用電極端子に、この各集積回路素子接続用電極端子に決められた機能に対応する接続パッドを向かい合わせた形態で集積回路素子５０を搭載し、電気的且つ機械的に接続し、
次に、圧電振動子部を構成する容器体１０のリード接続用電極端子１２と、リードフレームの各リード部４１に形成された前記突起部４４とを導電性接合剤６０により接合した後、各リードフレームのフレーム部とリード部４１との接続部分を切断することにより、各リード部４１をフレーム部より切り離し、複数個の圧電発振器を同時に得る各工程を具備する。
【００４０】
更に、図１及び図２において、突起部４４が形成された４つのリード部４１のうちの２つは、集積回路素子５０と水晶振動素子２０を接続すると同時に水晶振動素子２０の特性を測定するためのモニタ用電極パッド４０ｃとして機能している。モニタ用電極端子４１ｃ及び書込制御端子４１ｂであるリード部４１の厚みが、外部接続用電極端子４１ａとなるリード部４１の厚みより薄くなるようにしたことから、マザーボード等の外部の電気回路網に搭載しても、マザーボードに形成されている配線パターンにモニタ用電極端子４１ｃが接触することがなくなるため、安定した発振周波数を出力することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】図１は、本発明における圧電発振器の一例である水晶発振器の一実施形態を示す分解斜視図である。
【図２】図２は、図１に記載した圧電発振器を組み立てた後、図１記載の仮想切断線Ａ−Ａ′の位置で切断したものを示した概略断面図である。
【図３】図３は、本発明における圧電発振器の一例である水晶発振器を構成するリードフレームを容器体搭載方向から見た平面図である。
【図４】図４は、本発明における圧電発振器の一例である水晶発振器の他の実施形態を示す分解斜視図である。（尚、集積回路素子は既に圧電振動子部の下面に接続済みの状態である。）
【図５】図５は、図４記載した圧電発振器を組み立てた後、図４記載の仮想切断線Ｂ−Ｂ′の位置で切断したものを示した概略断面図である。
【図６】図６は、本発明における圧電発振器の一例である水晶発振器の他の実施形態を示す分解斜視図である。
【図７】図７は、本発明における圧電発振器の製造方法を、工程中の形態（ａ）から形態（ｃ）を、断面図を用いて示した工程説明図である。
【図８】図８は、本発明における圧電発振器の製造方法で用いられる金属板を容器体搭載方向から見た平面図である。
【図９】図９は、従来における圧電発振器の一例である水晶発振器を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０・・・容器体
１１・・・封止用導体パターン
１２・・・リード接続用電極端子
１３・・・圧電振動素子搭載パッド
１４・・・凹部空間
２０・・・圧電振動素子（水晶振動素子）
２１・・・励振用電極
３０・・・蓋体
３１・・・封止部材
４１・・・リード部
４１ａ・・・リード部（外部接続用電極端子）
４１ｂ・・・リード部（書込制御端子）
４１ｃ・・・リード部（モニタ用電極端子）
４２・・・フレーム部
４３・・・リードフレーム
４４・・・突起部
５０・・・集積回路素子
６０、７０・・・導電性接着剤（導電性接合剤）
８０・・・絶縁性樹脂
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯用通信機器等の電子機器に用いられる電子部品の１つである圧電発振器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
以下に図９を用いて従来の圧電発振器を説明する。尚、図面において、その記載されている用紙上方を圧電発振器における「上」と仮定して説明する。かかる従来の圧電発振器は、内部に圧電振動素子１０１が収容され蓋体により圧電振動素子１０１が気密封止されている容器体１００を、上面の中央域に開口部を有する凹部空間を、且つ下面に外部接続用電極端子が形成されている基体１０２の凹部空間を囲繞する側壁頂面上に取着させるとともに、前記容器体１００の下面と前記基体１０２の凹部空間とで囲まれる空間領域内に、圧電振動素子１０１の励振に基づいて発振出力を制御するために、圧電振動素子１０１と電気的に接続した少なくとも発振用の集積回路素子１０３を収容させた構造の圧電発振器が知られている。（例えば、下記特許文献１を参照。）
【０００３】
尚、前記容器体１００及び前記基体１０２は、通常、アルミナセラミックス等のセラミック材料から成り、その内部及び表面には所定の配線パターンが形成され、従来周知のグリーンシート積層法等を採用することによって製作されている。そして、このような容器体１０１の基体１０２に対向する下面には基体接続用電極端子、基体１０２側壁の開口側頂面には容器体接続パッドがそれぞれ対向する箇所に設けられており、これらの基体接続用電極端子と容器体接続パッドを、導電性接着剤や半田等の導電性を有する接合材を介して導通固着することにより、容器体１００が基体１０２の上面に固定されていた。
【０００４】
上述のような形態の圧電発振器については、以下のような先行技術が開示されている。
【特許文献１】特開平１０−９８１５１号公報
【特許文献２】特開２００４−２２８８９４公報
【特許文献３】特開２００４−８８５３３公報
【特許文献４】特開２０００−３４９５５５公報
【０００５】
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以外を、本件出願時までに発見するに至らなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した従来の圧電発振器においては、集積回路素子が搭載された基体の上面に、圧電振動素子が収容されている容器体を接続することにより、圧電発振器を構成しているため、基体の構造の影響で全体構造が高背化してしまう。したがって従来の圧電発振器の構造では更なる低背化（薄型化）させることが困難であるという課題を有していた。
【０００７】
又、上述した従来の圧電発振器の製造方法においては、通常、容器体や基体の製法においては、それぞれが複数個集合配列した基板シートを切断分割して個々の容器体や基体を得る、所謂“複数個取り”の手法によって製作し、分割後に得られた個々の容器体や基体に水晶振動素子や集積回路素子を個別に搭載することによって圧電発振器を組み立てる製造している。その場合、個々の容器体や基体をキャリア治具に搭載して保持させた上、集積回路素子や圧電振動素子等の搭載作業を行なう必要があることから、その分、製造設備が増え、製造工程も複雑化する課題を有していた。
【０００８】
また、上述した従来の圧電発振器の製造方法においては、圧電振動素子を搭載した容器体と、集積回路素子を搭載した基体とを電気的且つ機械的に接続する際に、球状の導電体を容器体の実装側主面の基体接続用電極端子上に搭載する必要があるが、導電体を１つずつ搭載する作業を行なう必要があることから、生産効率が低下してしまうという課題を有していた。
【０００９】
本発明は上記課題に鑑み案出されたもので、その目的は、取り扱いが簡便で、生産性にも優れ、更に低背化に対応可能な圧電発振器及びその圧電発振器の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の圧電デバイスは、上記課題を解決するために成されたものであり、その一形態は、一方の主面にリード接続用電極端子が形成された容器体の内部に圧電振動素子を気密に搭載してなる圧電振動子部と、
少なくとも前述した圧電振動素子と電気的に接続する発振回路が内蔵された集積回路素子とが、この集積回路素子の一方の主面に形成された接続パッドに各々電気的且つ機械的に接続された複数個のリード部のうちの、圧電振動素子と集積回路素子との間の電気的且つ機械的接続に用いるリード部のみに形成した、圧電振動子部と集積回路素子とを重ねて組み合わせた際に、リード接続用電極端子に向かって突出し、且つ集積回路素子の厚み寸法よりも高さ寸法が高い形態の突起部と、
圧電振動部の前記リード接続用電極端子とを、導電性接合剤により接合導通することにより、一体構造となっていることを特徴とする圧電発振器である。
【００１１】
又、他の形態として、一方の主面にリード接続用電極端子を含む集積回路素子接続用電極端子が形成された容器体の内部に、圧電振動素子を気密に搭載してなる圧電振動子部と、少なくとも圧電振動素子と電気的に接続する発振回路が内蔵された集積回路素子とが、
この集積回路素子の一方の主面に形成された接続パッドと集積回路素子接続用電極端子とを電気的且つ機械的に接続することにより一体に形成してあると共に、リード接続用電極端子には、集積回路素子の厚み寸法よりも高さ寸法が高い突起部が形成されたリード部が、突起部を導電性接合剤により導通接合して固着されていることを特徴とする圧電発振器である。
【００１２】
更に、集積回路素子に接続されているリード部の集積回路素子に対向していない側の主面、及びリード部に形成された突起部の先端が、絶縁性樹脂表面外に露出する形態で、集積回路素子の周囲が絶縁性樹脂により覆われていることを特徴とする段落番号（００１０）に記載の圧電発振器でもある。
【００１３】
本発明に係る圧電発振器の製造方法は、前述した課題を解決するために成されたものであり、その一形態としては、複数個のリード部の一方端をフレーム部に接続した形態で配列し、このリード部のうちの圧電振動素子と集積回路素子との間の電気的且つ機械的接続に用いるリード部のみに、同一の方向に突出した集積回路素子の厚み寸法よりも高さ寸法が高い形態の突起部を形成し、所定の間隔を空けてリード部の他方端を向かい合わせた形態で配置したリードフレームを準備する工程と、
このリードフレームの各リード部に、各リード部に決められた機能に対応する接続パッドを向かい合わせた形態で集積回路素子を搭載し、各リード部と接続パッド間を電気的且つ機械的に接続するとともに、一方の主面にリード接続用電極端子が形成された容器体の内部に圧電振動素子を気密に搭載してなる圧電振動子部を、集積回路素子の上に、リード接続用電極端子とリード部に形成された突起部とを導電性接合剤により接合することにより搭載する工程と、
各リードフレームのフレーム部とリード部との接続部分を切断することにより、各リード部をフレーム部より切り離し、複数個の圧電発振器を同時に得る工程とを具備することを特徴とする圧電発振器の製造方法である。
【００１４】
又、他の形態としては、複数個のリード部の一方端をフレーム部に接続した形態で配列し、このリード部のすべてに同一の方向に突出した集積回路素子の厚み寸法よりも高さ寸法が高い形態の突起部を形成し、所定の間隔を空けてリード部の他方端を向かい合わせた形態で配置したリードフレームを準備する工程と、
一方の主面にリード接続用電極端子を含む集積回路素子接続用電極端子が形成された容器体の内部に、圧電振動素子を気密に搭載してなる圧電振動子部の集積回路素子接続用電極端子に、この各集積回路素子接続用電極端子に決められた機能に対応する接続パッドを向かい合わせた形態で集積回路素子を搭載し、電気的且つ機械的に接続する工程と、
圧電振動子部のリード接続用電極端子とリードフレームの各リード部に形成された前記突起部とを導電性接合剤により接合することにより搭載する工程と、
各リードフレームのフレーム部とリード部との接続部分を切断することにより、各リード部をフレーム部より切り離し、複数個の圧電発振器を同時に得る工程とを具備することを特徴とする圧電発振器の製造方法である。
【００１５】
更に、前述したリードフレームのリード部に設けられた突起部が、パンチング法により形成されていることを特徴とする上記各段落に記載の圧電発振器の製造方法でもある。
【００１６】
更に又、集積回路素子をリードフレームの各リード部に搭載した後に、この集積回路素子に接続されているリード部の集積回路素子に対向していない側の主面、及びリード部に形成された突起部の先端が、絶縁性樹脂表面外に露出するように、集積回路素子の周囲を絶縁性樹脂により覆う工程を具備することを特徴とする段落番号（００１３）記載の圧電発振器の製造方法でもある。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の圧電デバイスによれば、圧電振動素子が搭載されている容器体の集積回路素子に対向する第１の主面にリード接続用電極端子が形成されており、集積回路素子の背得属パッドに接続したリード部のうち、リード接続用電極端子と電気的且つ機械的に接続する必要があるリード部には、集積回路素子の厚み寸法よりも高さ寸法が高い突起部が形成されており、その突起部とリード接続用電極端子とを導電性接着剤により接合導通した形態にしたことにより、集積回路素子を搭載する基体を用いることがなくなり、従来の圧電発振器に比べ低背化（薄型化）させることが可能である。
【００１８】
また、リード部の集積回路素子側の表面を含む集積回路素子の周囲を絶縁性樹脂で充填することにより、リード部をリードフレームのフレーム部から切断分離する際に、絶縁性樹脂が切断時にリード部に生じるストレスの緩衝材となるので、切断時のストレスによるリード部と集積回路素子の接続パッドとの断絶などの不具合を更に低減することが可能となる。
また、リード部に設けられた突起部の先端部が、充填された絶縁性樹脂より露出していることにより、突起部を圧電振動子部のリード接続用電極端子に接続する際に導電性接着剤が他のリード部等の金属部分と接触して短絡してしまうことを防止することが可能となる。
【００１９】
更に、本発明の圧電デバイスの製造方法によれば、リードフレームは、集積回路素子を搭載した後で、フレーム部とリード部とを分割する工程になっており、その製造工程中、リードフレーム自体が集積回路素子搭載用のキャリアとして機能するようになっていることから、従来例で説明したような集積回路素子搭載用のキャリアは不要であり、基板の分割によって得られた個々の子基板をキャリアに搭載するといった煩雑な作業も一切不要となる。これによっても、圧電発振器の生産性が向上されるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る圧電発振器を、圧電材料として水晶を用いた発振器（以下、水晶発振器という）を例に示した分解斜視図である。図２は、図１に記載の水晶発振器を組み立てた後の断面図を示したものである。図３は、図１及び図２に開示した本発明の水晶発振器の製造時に準備するリードフレームを、集積回路素子搭載側主面よりみた平面図である。尚、図１及び図２では、説明上図面が記載されている用紙上方を水晶発振器の上方として説明する。また、各図では、同じ符号は、同じ部品を示し、説明を明りょうにするため説明に不必要な構造体の一部は図示していない。さらに図示した寸法も一部誇張して示している。
各図面に示す水晶発振器は、主面外形形状が矩形状の容器体１０の内部に水晶振動素子２０を収容されており、この容器体１０と外部接続用電極端子４１ａや書込制御端子４１ｂとなるリード部４１が接続されている。各リード部４１の一方の端部近傍には発振回路や温度補償回路などの必要とされる電子回路網が形成されている集積回路素子５０を搭載されている構造を有している。
【００２１】
容器体１０は、例えば、アルミナセラミックス、ガラス−セラミックス等のセラミック材料から成り、容器体１０の上主面には、その中央域に矩形状に開口する凹部空間１４が形成されている。また凹部空間１４の開口部を囲繞する側壁の開口部側頂面には、環状の封止用導体パターン１１が形成され、実装側主面には、集積回路素子５０内に搭載した電子回路網との電気的接続を取ると共に水晶振動素子２０の特性をモニタする機能を有するモニタ用電極端子４１ｃとなるリード部４１と接続するためのリード接続用電極端子１２が設けられている。また、容器体１０をリード部４１に取着固定する際は、リード部４１のうちの最も外側に配された４つのリード部４１（モニタ用電極端子４１ｃを含む）に設けられた突起部４４の突起先端部と、容器体１０の実装面に形成されているリード接続用電極端子１２とが、半田や導電性接着剤等の導電性接着剤６０によって機械的且つ電気的に接合させる。更に、容器体１０はその上面に開口する凹部空間１４の内部に水晶振動素子２０を収容するためのものであり、凹部空間１４内の底面には、水晶振動素子２０の表裏両主面に形成された励振用電極２１と各個電気的に接続される圧電振動素子搭載パッド１３が被着形成されている。
【００２２】
また、容器体１０の側壁部の凹部空間１４開口部側頂面に形成された封止用導体パターン１１は、例えば、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、等から成る基層の表面にニッケル（Ｎｉ）層及び金（Ａｕ）層を順次、凹部空間１４開口部を環状に囲繞する形態で被着させることによって、１０μｍ〜２５μｍの厚みに形成されており、その封止用導体パターン１１の内周側縁部は凹部空間１４の内壁面に、外周側縁部は容器体１０の外側面にそれぞれ露出されている。この封止用導体パターン１１は、後述する蓋体３０を、蓋体３０に形成された封止部材３１の濡れ性を良好とし、圧電振動素子搭載空間の気密信頼性及び生産性を向上させることができる。
【００２３】
かかる容器体１０の側壁部の凹部空間１４内底面に設けられている圧電振動素子搭載パッド１３は、容器体１０の実装側主面に設けられたリード接続用電極端子１２と容器体１０を構成する各層表面の配線パターンや、各層を貫通するビア導体を介して電気的に接続されている。また圧電振動素子搭載パッド１３は、その上面側で、後述する水晶振動素子２０の励振用電極２１に導電性接着剤７０を介して電気的且つ機械的に接続されている。
【００２４】
一方、容器体１０の凹部空間１４内に収容される水晶振動素子２０は、人工水晶体から所定のカットアングルで切断し外形加工を施した概略平板状で主面形状が四角形の水晶素板を主構造体として、その水晶素板の表裏両主面に一対の励振用電極２１を被着・形成してなり、外部からの交番電圧が励振用電極２１を介して水晶素板に印加されると、所定の振動モード及び周波数で励振を起こすようになっている。このような水晶振動素子２０は、その両主面に被着されている励振用電極２１から水晶素板の一方の短辺側に引き出した引き出し電極と、凹部空間１４内底面の対応する圧電振動素子搭載パッド１３とを導電性接着剤７０を介して電気的・機械的に接続することによって容器体１０の凹部空間１４内底面に搭載される。
【００２５】
導電性接着剤７０は、シリコン樹脂やポリイミド樹脂等から成る樹脂材料中にＡｇ等から成る導電性粒子を所定量、添加、混合してなるものである。
【００２６】
また、容器体１０上に配置される蓋体３０は、従来周知の金属加工法を採用し、４２アロイ等の金属を所定形状に整形することによって製作される。蓋体３０の上面には、ニッケル（Ｎｉ）層が形成され、更にニッケル（Ｎｉ）層の上面に少なくとも封止用導体パターン１１に相対する箇所に封止部材３１である金錫（Ａｕ−Ｓｎ）層が形成される。金錫（Ａｕ−Ｓｎ）層の厚みは、１０μｍ〜４０μｍである。例えば、成分比率が、金が８０％、錫が２０％のものが使用されている。また、このような封止部材３１は、封止用導体パターン１１表面の凹凸を緩和し、気密性の低下を防ぐことが可能となる。このような蓋体３０を水晶振動素子２０が内部に搭載された凹部空間１４を囲繞する側壁部頂部に形成した封止用導体パターン１１上に、凹部空間１４の開口部を覆う形態で配置され、封止部材３１と封止用導体パターン１１とを溶融接合することにより、凹部空間１４内を気密に封止し、圧電振動子部を構成している。
【００２７】
リード部４１は、銅等の導電性が比較的高い金属材料であり、そのような金属の板を従来周知の打ち抜き加工法やエッチング加工法等により形成された、図３のような、複数個のリード部４１の一方端をフレーム部４２に配列して接続した形態のリードフレーム４３から、リード部４１を切り離して形成される。又、リード部４１のうち、容器体１０に形成されたリード接続用電極端子１２と接続するリード部には、パンチング加工法等により突起部４４が設けられている。所定のリード部４１に設けられた突起部４４と、容器体１０の実装面のリードフレーム接続用電極端子１２は導電性接着剤６０によって溶融接合する。
【００２８】
また、各リード部４１は、外部接続用電極端子４１ａ（電源電圧端子、グランド端子、発振出力端子、発振制御端子）、書込制御端子４１ｂ或いは前述したモニタ用電極端子４１ｃとして用いられる。外部接続用電極端子４１ａは、圧電発振器をマザーボード等の外部電気回路に搭載する際、半田付け等によって外部電気回路の回路配線と電気的に接続されることとなる。また、書込制御端子４１ｂは、温度補償データ書込装置のプローブ針を当て、水晶振動素子２０の温度特性に応じた温度補償データを書き込むことによって集積回路素子５０のメモリ内に温度補償データが格納される。尚、それぞれの電極端子として使用されるリード部４１は、その電極端子の用途によって外形形状に差異が設けられている。
【００２９】
ここで、４つの外部接続用電極端子４１ａのうち、グランド端子と発振出力端子を近接させて配置するようにすれば、発振出力端子より出力される発振信号にノイズが干渉するのを有効に防止することができる。従って、グランド端子と発振出力端子は近接させて配置することが好ましい。
【００３０】
集積回路素子５０は、例えば下面に各リード部４１と１対１に対応する複数個の接続パッドを有した矩形状のフリップチップ型集積回路素子等が用いられ、その回路形成面には水晶振動素子２０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、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こととなる。
【００３１】
又、集積回路素子５０は、その下面に設けた接続パッドをリード部４１に導電性接着剤６０や半田或いは金属バンプを介して個々に接合させることによって集積回路素子５０がリード部４１に取着され、これによって集積回路素子５０内の電子回路が水晶振動素子２０や外部接続用電極端子４１ａとなるリードフレーム４１等に電気的に接続される。
【００３２】
図６には、図１及び図２に記載の圧電発振器の集積回路素子５０に接続されているリード部４１の集積回路素子５０に対向していない側の主面、及びリード部４１のうちのモニタ用電極端子４１ｃに形成された突起部４４の先端が、絶縁性樹脂８０表面外に露出する形態で、集積回路素子５０の周囲が絶縁性樹脂８０により覆われている形態の圧電発振器を開示している。
絶縁性樹脂８０は、エポキシやポリイミドなどが多く用いられ、加熱により軟化あるいは溶融することで流動する特性を持つ熱可塑性樹脂により構成されている。
このように形態で絶縁性樹脂８０により集積回路素子５０の周囲を被覆保護されることになるので、異物等の影響により周波数が変動することを防止することが可能となる。又、リード部４１の集積回路素子５０側の表面を含む集積回路素子５０の周囲を絶縁性樹脂で充填被覆することにより、後述する製造方法において、リード部４１をリードフレーム４３のフレーム部４２から切断分離する際に、絶縁性樹脂８０が切断時にリード部４１に生じるストレスの緩衝材となるので、切断時のストレスによるリード部４１と集積回路素子５０のとの断絶などの不具合を更に低減することが可能となる。
【００３３】
次に上述した圧電発振器の製造方法について図７及び図８を用いて説明する。
ここで、図７（ａ）〜（ｃ）は本発明の製造方法を説明するための断面図であり、図８は、本発明の製造方法で用いるリードフレームを集積回路素子搭載主面からみた平面図である。 まず、図７（ａ）及び図８に示す如く、複数個のリード部４１の一方端をフレーム部４２に接続した形態で配列し、このリード部４１のうちの圧電振動素子と集積回路素子との間の電気的且つ機械的接続に用いるリード部４１（モニタ用電極端４１ｃ）のみに、同一の方向に突出した集積回路素子５０の厚み寸法よりも高さ寸法が高い形態の突起部４４を形成し、所定の間隔を空けてリード部４１の他方端を向かい合わせた形態で配置したリードフレーム４３を準備する。このようなリードフレーム４３は、銅等の金属、これを従来周知のフォトエッチング等及び打ち抜き加工を採用し、所定パターンに加工することによって形成される。また、この実施形態においては、リードフレーム４３は、後述する工程で、リード部４１とフレーム部４２とを切断することになる。
【００３４】
次に、図７（ｂ）に示すように、このリードフレーム４３の各リード部４１の他方端近傍に、各リード部４１に決められた機能（ＧＮＤ用、電源電圧入力用、信号出力用など）に対応する接続パッドを向かい合わせた形態で集積回路素子５０を搭載し、各リード部４１と接続パッド間を導電性接着剤６０により電気的且つ機械的に接続する。
【００３５】
集積回路素子５０としては、接合面に複数個の接続パッドを有した矩形状のフリップチップ型集積回路素子が用いられる。
前記集積回路素子５０は、その接合面に設けられている複数個の接続パッドが、リードフレーム４３の各リード部４１のうち機能が対応する電極端子に導電性接着剤６０或いは半田等の導電性を有する接合剤を介して当接されるようにして載置され、しかる後、導電性接着剤６０を熱の印加によって溶融した後冷却固化し、接合パッドとリード部４１とを導電性接着剤６０を介して接合することによって集積回路素子５０がリードフレーム４３に取着搭載される。
【００３６】
次に、図７（ｃ）に示す如く、圧電振動子部を構成する、水晶振動素子２０が収容されている容器体１０を、リードフレーム４３に搭載された集積回路素子５０上に、リードフレーム４３の所定のリード部４１に設けられた突起部４４と、容器体１０の実装側主面に設けられたリード接続用電極端子１２とを導電性接着剤６０により接合することにより搭載する。よって、集積回路素子５０内の電子回路が容器体１０の配線導体等を介して水晶振動素子２０やリードフレーム４３のリード部４１と電気的に接続される。その後、各リードフレーム４３のフレーム部４２とリード部４１との接続部分を切断することにより、各リード部４１をフレーム部４２より切り離し、複数個の圧電発振器を同時に得る。リードフレーム４３の切断は、ダイサーを用いたダイシング等によって行なわれ、かかる切断工程を経て、リード部４１が外部接続用電極端子４１ａや書込制御端子４１ｂの各種機能をなす形態の複数個の圧電発振器が同時に得られる。
【００３７】
最後に、フレーム部４２より切断分離したリード部４１のうちの書込制御端子４１ｂを介して集積回路素子５０に温度補償データを入力し、集積回路素子５０内のメモリに温度補償データを格納する。このような温度補償データの書込作業は、温度補償データ書込装置のプローブ針を書込制御端子４１ｂに当てて、水晶振動素子２０の温度特性に応じて作成された温度補償データを集積回路素子５０の温度補償回路内に設けられているメモリに入力し、これを記憶させることによって行なわれる。尚、ここで集積回路素子５０に書き込まれる温度補償データは、水晶振動素子２０毎の温度特性バラツキを補正するためのものであり、その温度補償型水晶発振器に使用される水晶振動素子２０の温度特性を事前に測定しておくことにより得られるものである。
【００３８】
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、上述した実施形態においては、複数個のリード部４１に集積回路素子５０の接続パッドを接続後に、リード部４１のうちの所定のリード部（モニタ用電極端子４１ｃとなるリード部を含む）に設けた突起部４４により圧電振動子部を構成する容器体１０を取着搭載していたが、図４に示すように、一方の主面にリード接続用電極端子１２を含む集積回路素子接続用電極端子が形成された容器体１０の内部に、水晶振動素子２０を気密に搭載してなる圧電振動子部と、水晶振動素子２０と電気的に接続する発振回路が内蔵された集積回路素子５０とが、この集積回路素子５０の一方の主面に形成された接続パッドと集積回路素子接続用電極端子とを電気的且つ機械的に接続することにより一体に形成してあると共に、リード接続用電極端子１２には、集積回路素子５０の厚み寸法よりも高さ寸法が高い突起部４４が形成されたリード部４１が、突起部４４を導電性接合剤６０により導通接合して固着されている形態の圧電発振器でも構わない。
【００３９】
又、図４に記載の他の形態の圧電発振器の製造方法としては、複数個のリード部４１の一方端をフレーム部に接続した形態で配列し、このリード部のすべてに同一の方向に突出した集積回路素子５０の厚み寸法よりも高さ寸法が高い形態の突起部４４を形成し、所定の間隔を空けてリード部の他方端を向かい合わせた形態で配置した、概略図８に開示のリードフレーム形態に類似したリードフレームを準備し、
次に、一方の主面にリード接続用電極端子１２を含む集積回路素子接続用電極端子が形成された容器体１０の内部に、水晶振動素子２０を気密に搭載してなる圧電振動子部の集積回路素子接続用電極端子に、この各集積回路素子接続用電極端子に決められた機能に対応する接続パッドを向かい合わせた形態で集積回路素子５０を搭載し、電気的且つ機械的に接続し、
次に、圧電振動子部を構成する容器体１０のリード接続用電極端子１２と、リードフレームの各リード部４１に形成された前記突起部４４とを導電性接合剤６０により接合した後、各リードフレームのフレーム部とリード部４１との接続部分を切断することにより、各リード部４１をフレーム部より切り離し、複数個の圧電発振器を同時に得る各工程を具備する。
【００４０】
更に、図１及び図２において、突起部４４が形成された４つのリード部４１のうちの２つは、集積回路素子５０と水晶振動素子２０を接続すると同時に水晶振動素子２０の特性を測定するためのモニタ用電極パッド４０ｃとして機能している。モニタ用電極端子４１ｃ及び書込制御端子４１ｂであるリード部４１の厚みが、外部接続用電極端子４１ａとなるリード部４１の厚みより薄くなるようにしたことから、マザーボード等の外部の電気回路網に搭載しても、マザーボードに形成されている配線パターンにモニタ用電極端子４１ｃが接触することがなくなるため、安定した発振周波数を出力することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】図１は、本発明における圧電発振器の一例である水晶発振器の一実施形態を示す分解斜視図である。
【図２】図２は、図１に記載した圧電発振器を組み立てた後、図１記載の仮想切断線Ａ−Ａ′の位置で切断したものを示した概略断面図である。
【図３】図３は、本発明における圧電発振器の一例である水晶発振器を構成するリードフレームを容器体搭載方向から見た平面図である。
【図４】図４は、本発明における圧電発振器の一例である水晶発振器の他の実施形態を示す分解斜視図である。（尚、集積回路素子は既に圧電振動子部の下面に接続済みの状態である。）
【図５】図５は、図４記載した圧電発振器を組み立てた後、図４記載の仮想切断線Ｂ−Ｂ′の位置で切断したものを示した概略断面図である。
【図６】図６は、本発明における圧電発振器の一例である水晶発振器の他の実施形態を示す分解斜視図である。
【図７】図７は、本発明における圧電発振器の製造方法を、工程中の形態（ａ）から形態（ｃ）を、断面図を用いて示した工程説明図である。
【図８】図８は、本発明における圧電発振器の製造方法で用いられる金属板を容器体搭載方向から見た平面図である。
【図９】図９は、従来における圧電発振器の一例である水晶発振器を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０・・・容器体
１１・・・封止用導体パターン
１２・・・リード接続用電極端子
１３・・・圧電振動素子搭載パッド
１４・・・凹部空間
２０・・・圧電振動素子（水晶振動素子）
２１・・・励振用電極
３０・・・蓋体
３１・・・封止部材
４１・・・リード部
４１ａ・・・リード部（外部接続用電極端子）
４１ｂ・・・リード部（書込制御端子）
４１ｃ・・・リード部（モニタ用電極端子）
４２・・・フレーム部
４３・・・リードフレーム
４４・・・突起部
５０・・・集積回路素子
６０、７０・・・導電性接着剤（導電性接合剤）
８０・・・絶縁性樹脂
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の主面にリード接続用電極端子が形成された容器体の内部に圧電振動素子を気密に搭載してなる圧電振動子部と、
少なくとも前記圧電振動素子と電気的に接続する発振回路が内蔵された集積回路素子とが、前記集積回路素子の一方の主面に形成された接続パッドに各々電気的且つ機械的に接続された複数個のリード部のうちの、前記圧電振動素子と前記集積回路素子との間の電気的且つ機械的接続に用いるリード部のみに形成した、前記圧電振動子部と前記集積回路素子とを重ねて組み合わせた際に、前記リード接続用電極端子に向かって突出し、且つ前記集積回路素子の厚み寸法よりも高さ寸法が高い形態の突起部と、
前記圧電振動部の前記リード接続用電極端子とを、
導電性接合剤により接合導通することにより、一体構造となっていることを特徴とする圧電発振器。
【請求項２】
一方の主面にリード接続用電極端子を含む集積回路素子接続用電極端子が形成された容器体の内部に、圧電振動素子を気密に搭載してなる圧電振動子部と、
少なくとも前記圧電振動素子と電気的に接続する発振回路が内蔵された集積回路素子とが、前記集積回路素子の一方の主面に形成された接続パッドと前記集積回路素子接続用電極端子とを電気的且つ機械的に接続することにより一体に形成してあると共に、
前記リード接続用電極端子には、前記集積回路素子の厚み寸法よりも高さ寸法が高い突起部が形成されたリード部が、前記突起部を導電性接合剤により導通接合して固着されていることを特徴とする圧電発振器。
【請求項３】
前記集積回路素子に接続されている前記リード部の前記集積回路素子に対向していない側の主面、及び前記リード部に形成された突起部の先端が、絶縁性樹脂表面外に露出する形態で、前記集積回路素子の周囲が前記絶縁性樹脂により覆われていることを特徴とする請求項１記載の圧電発振器。
【請求項４】
複数個のリード部の一方端をフレーム部に接続した形態で配列し、前記リード部のうち圧電振動素子と集積回路素子との間の電気的且つ機械的接続に用いるリード部のみに、同一の方向に突出した前記集積回路素子の厚み寸法よりも高さ寸法が高い形態の突起部を形成し、所定の間隔を空けて前記リード部の他方端を向かい合わせた形態で配置したリードフレームを準備する工程と、
前記リードフレームの前記各リード部に、前記各リード部に決められた機能に対応する接続パッドを向かい合わせた形態で前記集積回路素子を搭載し、前記各リード部と前記接続パッド間を電気的且つ機械的に接続するとともに、一方の主面にリード接続用電極端子が形成された容器体の内部に圧電振動素子を気密に搭載してなる圧電振動子部を、前記集積回路素子の上に、前記リード接続用電極端子とリード部に形成された前記突起部とを導電性接合剤により接合することにより搭載する工程と、
前記各リードフレームの前記フレーム部と前記リード部との接続部分を切断することにより、前記各リード部をフレーム部より切り離しことにより複数個の圧電発振器を同時に得る工程と、
を具備することを特徴とする圧電発振器の製造方法。
【請求項５】
複数個のリード部の一方端をフレーム部に接続した形態で配列し、前記リード部のすべてに同一の方向に突出した集積回路素子の厚み寸法よりも高さ寸法が高い形態の突起部を形成し、所定の間隔を空けて前記リード部の他方端を向かい合わせた形態で配置したリードフレームを準備する工程と、
一方の主面にリード接続用電極端子を含む集積回路素子接続用電極端子が形成された容器体の内部に、圧電振動素子を気密に搭載してなる圧電振動子部の前記集積回路素子接続用電極端子に、前記各集積回路素子接続用電極端子に決められた機能に対応する接続パッドを向かい合わせた形態で集積回路素子を搭載し、電気的且つ機械的に接続する工程と、 前記圧電振動部の前記リード接続用電極端子と前記リードフレームの前記各リード部に形成された前記突起部とを導電性接合剤により接合することにより搭載する工程と、
前記各リードフレームの前記フレーム部と前記リード部との接続部分を切断することにより、前記各リード部を前記フレーム部より切り離したことにより複数個の圧電発振器を同時に得る工程と、
を具備することを特徴とする圧電発振器の製造方法。
【請求項６】
前記リードフレームの前記リード部に設けられた前記突起部がパンチング法により形成されていることを特徴とする請求項４及び請求項５記載の圧電発振器の製造方法。
【請求項７】
前記集積回路素子を前記リードフレームの前記各リード部に搭載した後に、前記集積回路素子に接続されている前記リード部の前記集積回路素子に対向していない側の主面、及び前記リード部に形成された突起部の先端が、絶縁性樹脂表面外に露出するように、前記集積回路素子の周囲を絶縁性樹脂により覆う工程を具備することを特徴とする請求項４記載の圧電発振器の製造方法。
【請求項１】
一方の主面にリード接続用電極端子が形成された容器体の内部に圧電振動素子を気密に搭載してなる圧電振動子部と、
少なくとも前記圧電振動素子と電気的に接続する発振回路が内蔵された集積回路素子とが、前記集積回路素子の一方の主面に形成された接続パッドに各々電気的且つ機械的に接続された複数個のリード部のうちの、前記圧電振動素子と前記集積回路素子との間の電気的且つ機械的接続に用いるリード部のみに形成した、前記圧電振動子部と前記集積回路素子とを重ねて組み合わせた際に、前記リード接続用電極端子に向かって突出し、且つ前記集積回路素子の厚み寸法よりも高さ寸法が高い形態の突起部と、
前記圧電振動部の前記リード接続用電極端子とを、
導電性接合剤により接合導通することにより、一体構造となっていることを特徴とする圧電発振器。
【請求項２】
一方の主面にリード接続用電極端子を含む集積回路素子接続用電極端子が形成された容器体の内部に、圧電振動素子を気密に搭載してなる圧電振動子部と、
少なくとも前記圧電振動素子と電気的に接続する発振回路が内蔵された集積回路素子とが、前記集積回路素子の一方の主面に形成された接続パッドと前記集積回路素子接続用電極端子とを電気的且つ機械的に接続することにより一体に形成してあると共に、
前記リード接続用電極端子には、前記集積回路素子の厚み寸法よりも高さ寸法が高い突起部が形成されたリード部が、前記突起部を導電性接合剤により導通接合して固着されていることを特徴とする圧電発振器。
【請求項３】
前記集積回路素子に接続されている前記リード部の前記集積回路素子に対向していない側の主面、及び前記リード部に形成された突起部の先端が、絶縁性樹脂表面外に露出する形態で、前記集積回路素子の周囲が前記絶縁性樹脂により覆われていることを特徴とする請求項１記載の圧電発振器。
【請求項４】
複数個のリード部の一方端をフレーム部に接続した形態で配列し、前記リード部のうち圧電振動素子と集積回路素子との間の電気的且つ機械的接続に用いるリード部のみに、同一の方向に突出した前記集積回路素子の厚み寸法よりも高さ寸法が高い形態の突起部を形成し、所定の間隔を空けて前記リード部の他方端を向かい合わせた形態で配置したリードフレームを準備する工程と、
前記リードフレームの前記各リード部に、前記各リード部に決められた機能に対応する接続パッドを向かい合わせた形態で前記集積回路素子を搭載し、前記各リード部と前記接続パッド間を電気的且つ機械的に接続するとともに、一方の主面にリード接続用電極端子が形成された容器体の内部に圧電振動素子を気密に搭載してなる圧電振動子部を、前記集積回路素子の上に、前記リード接続用電極端子とリード部に形成された前記突起部とを導電性接合剤により接合することにより搭載する工程と、
前記各リードフレームの前記フレーム部と前記リード部との接続部分を切断することにより、前記各リード部をフレーム部より切り離しことにより複数個の圧電発振器を同時に得る工程と、
を具備することを特徴とする圧電発振器の製造方法。
【請求項５】
複数個のリード部の一方端をフレーム部に接続した形態で配列し、前記リード部のすべてに同一の方向に突出した集積回路素子の厚み寸法よりも高さ寸法が高い形態の突起部を形成し、所定の間隔を空けて前記リード部の他方端を向かい合わせた形態で配置したリードフレームを準備する工程と、
一方の主面にリード接続用電極端子を含む集積回路素子接続用電極端子が形成された容器体の内部に、圧電振動素子を気密に搭載してなる圧電振動子部の前記集積回路素子接続用電極端子に、前記各集積回路素子接続用電極端子に決められた機能に対応する接続パッドを向かい合わせた形態で集積回路素子を搭載し、電気的且つ機械的に接続する工程と、 前記圧電振動部の前記リード接続用電極端子と前記リードフレームの前記各リード部に形成された前記突起部とを導電性接合剤により接合することにより搭載する工程と、
前記各リードフレームの前記フレーム部と前記リード部との接続部分を切断することにより、前記各リード部を前記フレーム部より切り離したことにより複数個の圧電発振器を同時に得る工程と、
を具備することを特徴とする圧電発振器の製造方法。
【請求項６】
前記リードフレームの前記リード部に設けられた前記突起部がパンチング法により形成されていることを特徴とする請求項４及び請求項５記載の圧電発振器の製造方法。
【請求項７】
前記集積回路素子を前記リードフレームの前記各リード部に搭載した後に、前記集積回路素子に接続されている前記リード部の前記集積回路素子に対向していない側の主面、及び前記リード部に形成された突起部の先端が、絶縁性樹脂表面外に露出するように、前記集積回路素子の周囲を絶縁性樹脂により覆う工程を具備することを特徴とする請求項４記載の圧電発振器の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００８−１４１４１３（Ｐ２００８−１４１４１３Ａ）
【公開日】平成２０年６月１９日（２００８．６．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３２４７１１（Ｐ２００６−３２４７１１）
【出願日】平成１８年１１月３０日（２００６．１１．３０）
【出願人】（０００１０４７２２）京セラキンセキ株式会社 (870)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年６月１９日（２００８．６．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月３０日（２００６．１１．３０）
【出願人】（０００１０４７２２）京セラキンセキ株式会社 (870)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]