水晶振動子及び水晶発振器
【課題】 バンプ等を設けなくても水晶片を浮かせた状態で保持することができる水晶振動子を提供する。
【解決手段】 セラミックパッケージ１の凹部に水晶保持端子４ａ，４ｂが設けられる領域を除いてシート２を形成して、シート２が形成されている領域と形成されていない領域との間に段差を設けて、シート２が形成されていない領域を相対的に窪ませ、当該窪んだ領域に水晶保持端子４ａ，４ｂを設けて、水晶片３を導電性接着剤５で水晶保持端子４ａ，４ｂに固定させると共に、シート２の端の角部で水晶片３を支えることにより、水晶片３をセラミックパッケージの凹部底面に対して斜めに保持する水晶振動子としている。
【解決手段】 セラミックパッケージ１の凹部に水晶保持端子４ａ，４ｂが設けられる領域を除いてシート２を形成して、シート２が形成されている領域と形成されていない領域との間に段差を設けて、シート２が形成されていない領域を相対的に窪ませ、当該窪んだ領域に水晶保持端子４ａ，４ｂを設けて、水晶片３を導電性接着剤５で水晶保持端子４ａ，４ｂに固定させると共に、シート２の端の角部で水晶片３を支えることにより、水晶片３をセラミックパッケージの凹部底面に対して斜めに保持する水晶振動子としている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水晶振動子及び水晶発振器に係り、特に水晶片をパッケージに格納する際に、水晶片を浮かせた状態で容易に保持できる水晶振動子及び水晶発振器に関する。
【背景技術】
【０００２】
［先行技術の説明］
従来の水晶振動子及びそれを用いた水晶発振器では、水晶片をセラミックパッケージ内に格納する場合に、水晶片の一短辺をセラミックパッケージの凹部に接触させて、水晶片の裏面に設けられた電極と水晶保持端子とを導電性接着剤で固定している。水晶片の一辺を保持する構造を片持ちタイプと呼ぶ。
その際、水晶片の振動を妨げないために、セラミックパッケージに接触している一辺以外の辺は、セラミックパッケージの凹部表面から浮かせた状態で保持する必要がある。
【０００３】
従来の水晶振動子では、水晶片を浮かせるために、セラミックパッケージ内部にバンプを設けたり、水晶片に支持部を設けて（下駄をはかせる）、水晶片の一辺から少し内側に入ったところを支点として水晶片を保持し、当該一辺をセラミックパッケージに接触させると共に他の辺を浮かせるようにしていた。
【０００４】
［関連技術］
尚、水晶発振器に関する技術としては、特開平１０−２２７７６号公報「圧電振動子」（出願人：セイコーエプソン株式会社、特許文献１）、実開平５−６５１９９号公報「振動片の搭載保持構造」（出願人：リバーエレテック株式会社、特許文献２）、特開２００５−１０９７９４号公報「圧電振動子」（出願人：京セラキンセキ株式会社、特許文献３）、特開２００３−７８３７３号公報「圧電振動子の製造方法」（出願人：キンセキ株式会社、特許文献４）がある。
【０００５】
特許文献１には、圧電振動子において、接続電極に支持体を設けて、圧電振動片の接合端部を、その端縁より内側の位置を支点として、当該端縁より高い位置で支持することが記載されている。
【０００６】
また、特許文献２には、電極に段差を設けることが記載され、特許文献３には、外側のバンプ群と内側のバンプ群に接続する電極パッドの厚みを変えて接合強度の低下を防ぐことが記載され、特許文献４には、振動子の吸着搭載ノズルの端面が、水平な搭載基板面に対して角度を有することが記載されている。
【０００７】
更に、水晶発振器に関する別の技術として、特開２０１０−１０３３４４号公報（特許文献５）、特開２００４−３５６６６２号公報（特許文献６）、特開２００４−１２９０９０号公報（特許文献７）、特開２００９−１２４６１９号公報（特許文献８）がある。
特許文献５には、配線基板において、金属バンプと配線パターンとを接続する金属メッキ層を備えることが記載され、特許文献６には、金バンプと導体パッドとの接触圧を一定以上にすることが記載されている。
【０００８】
また、特許文献７には、圧電発振器においてパッケージ内側の壁にダム層を突出形成して樹脂の這い上がりを防ぐことが記載され、特許文献８には、パッケージ内壁に切り欠き部を設けて樹脂の這い上がりを防ぐことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−２２７７６号公報
【特許文献２】実開平５−６５１９９号公報
【特許文献３】特開２００５−１０９７９４号公報
【特許文献４】特開２００３−７８３７３号公報
【特許文献５】特開２０１０−１０３３４４号公報
【特許文献６】特開２００４−３５６６６２号公報
【特許文献７】特開２００４−１２９０９０号公報
【特許文献８】特開２００９−１２４６１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、従来の水晶発振器では、セラミックパッケージ内で水晶片を浮かせるためには、接合端部付近に支点となる突起物を形成していたが、突起物の形成が煩雑であるという問題点があった。
【００１１】
本発明は、上記実状に鑑みて為されたもので、パッケージ内で容易に水晶片を浮かせることができる水晶発振器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記従来例の問題点を解決するための本発明は、セラミックパッケージ内の凹部に水晶片が搭載され、凹部に水晶片と電気的に接続する水晶保持電極を備えた水晶振動子であって、凹部の水晶保持電極が設けられていない領域をほぼ覆うように形成されたシートを備えて、水晶保持電極が設けられた領域を相対的に窪ませ、水晶片が、水晶保持電極上に塗布された導電性接着剤によって固定されると共に、シートの水晶保持電極側の角部に接触することによって凹部底面に対して斜めに保持されていることを特徴としている。
【００１３】
また、本発明は、上記水晶振動子において、シートが、セラミックパッケージの三方の側面に接し、セラミックパッケージの側面を形成する工程において形成されることを特徴としている。
【００１４】
また、本発明は、セラミックパッケージ内の凹部に水晶片が搭載され、凹部に水晶片と電気的に接続する水晶保持電極を備えた水晶振動子であって、水晶片が、金バンプによって水晶保持電極と接合されていることを特徴としている。
【００１５】
また、本発明は、水晶発振器において、上記水晶振動子を備えたことを特徴としている。
【００１６】
また、本発明は、セラミックパッケージの両面に凹部が設けられ、一方の凹部に水晶片が搭載され、他方の凹部にＩＣチップが搭載され、ＩＣチップが搭載された凹部に樹脂が充填されたＨ型構造の水晶発振器であって、セラミックパッケージの側面の途中に、側面の内壁に沿って一周する溝部を備えたことを特徴としている。
【００１７】
また、本発明は、セラミックパッケージの両面に凹部が設けられ、一方の凹部に水晶片が搭載され、他方の凹部にＩＣチップが搭載され、ＩＣチップが搭載された凹部に樹脂が充填されたＨ型構造の水晶発振器であって、セラミックパッケージの側面の途中に、側面の内壁に沿って一周する突起部を備えたことを特徴としている。
【００１８】
また、本発明は、セラミックパッケージの両面に凹部が設けられ、一方の凹部に水晶片が搭載され、他方の凹部にＩＣチップが搭載され、ＩＣチップが搭載された凹部に樹脂が充填されたＨ型構造の水晶発振器であって、セラミックパッケージの側面の途中に、側面の内壁に沿って一周する溝部と突起部とを備えたことを特徴としている。
【００１９】
また、本発明は、セラミックパッケージ内の凹部に水晶片が搭載され、凹部に水晶片と電気的に接続する水晶保持電極を備えた水晶振動子であって、水晶片が、水晶保持電極と接続する方向の端部において水晶保持電極と接続する面に突出部を備え、突出部が、水晶保持電極上に塗布された導電性接着剤によって固定され、水晶片の突出部が設けられていない部分は凹部底面から浮いた状態で保持されることを特徴としている。
【００２０】
また、本発明は、セラミックパッケージの両面に凹部が設けられ、一方の凹部に水晶片が搭載され、他方の凹部にＩＣチップが搭載され、ＩＣチップが搭載された凹部に樹脂が充填されたＨ型構造の水晶発振器であって、ＩＣチップは、凹部に接続する接続端子が設けられた面の反対側の面に凹凸が形成されていることを特徴としている。
【００２１】
また、本発明は、上記水晶発振器において、凹凸が、直線状又は曲線状に形成された溝であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、セラミックパッケージ内の凹部に水晶片が搭載され、凹部に水晶片と電気的に接続する水晶保持電極を備えた水晶振動子であって、凹部の水晶保持電極が設けられていない領域をほぼ覆うように形成されたシートを備えて、水晶保持電極が設けられた領域を相対的に窪ませ、水晶片が、水晶保持電極上に塗布された導電性接着剤によって固定されると共に、シートの水晶保持電極側の角部に接触することによって凹部底面に対して斜めに保持されている水晶振動子としているので、バンプを設けなくても水晶片を浮かせて保持することができる効果がある。
【００２３】
また、本発明によれば、上記水晶振動子において、シートが、セラミックパッケージの三方の側面に接し、セラミックパッケージの側面を形成する工程において形成される上記水晶振動子としているので、シートを容易に形成することができる効果がある。
【００２４】
また、本発明によれば、セラミックパッケージ内の凹部に水晶片が搭載され、凹部に水晶片と電気的に接続する水晶保持電極を備えた水晶振動子であって、水晶片が、金バンプによって水晶保持電極と接合されている水晶振動子としているので、金メッキされた水晶保持端子と金バンプとの間及び水晶片の電極と金バンプとの間は金−金接合となって良好な導通が得られる効果がある。
【００２５】
また、本発明によれば、セラミックパッケージの側面の途中に、側面の内壁に沿って一周する溝部を備えた水晶発振器としているので、樹脂が端子にまで這い上がって、不具合が発生するのを防ぐことができる効果がある。
【００２６】
また、本発明によれば、セラミックパッケージの側面の途中に、側面の内壁に沿って一周する突起部を備えた水晶発振器としているので、樹脂を這い上がりにくくして、不具合の発生を防ぐことができる効果がある。
【００２７】
また、本発明によれば、水晶片が、水晶保持電極と接続する方向の端部において水晶保持電極と接続する面に突出部を備え、突出部が、水晶保持電極上に塗布された導電性接着剤によって固定され、水晶片の突出部が設けられていない部分は凹部底面から浮いた状態で保持される水晶振動子としているので水晶片を浮いた状態で自立させることができる効果がある。
【００２８】
また、本発明によれば、ＩＣチップは、凹部に接続する接続端子が設けられた面の反対側の面に凹凸が形成されている水晶発振器としているので、ＩＣチップの裏面と樹脂との接触面積を大きくして樹脂をはじきにくくし、余分な樹脂の充填を不要として、樹脂の這い上がりによる不具合の発生を防ぐことができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る水晶振動子の上面図であり、（ｂ）は、断面図である。
【図２】第１の水晶振動子を用いたＨ型水晶発振器の断面図である。
【図３】（ａ）は、本発明の第２の実施の形態に係る水晶振動子の上面図であり、（ｂ）は水晶片の裏面図であり、（ｃ）は断面図である。
【図４】第２の水晶振動子を用いたＨ型発振器の断面説明図である。
【図５】従来の水晶発振器における樹脂の充填の様子を示す模式説明図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第３の実施の形態に係る水晶発振器の構造を示す説明図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態に係る水晶振動子に用いられる水晶片の模式断面説明図である。
【図８】本発明の第５の実施の形態に係る水晶発振器の構成を示す説明図である。
【図９】本発明の第５の水晶発振器のＩＣチップ３４に形成される溝の形状例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
［実施の形態の概要］
本発明の実施の形態に係る水晶振動子及び水晶発振器は、パッケージの底部において、水晶片が固定される部分を窪ませて底部との間に段差部を形成し、水晶片の１辺を導電性接着剤で水晶保持端子に固定すると共に、当該段差部の角部を支点として他の辺を浮かせて保持するものであり、バンプ等を設けなくても水晶片を容易に浮かせて保持することができるものである。
【００３１】
また、本発明の実施の形態に係る水晶振動子及び水晶発振器は、パッケージの底部に、絶縁性のシートを設けて、水晶片の１辺を導電性接着剤で水晶保持端子に固定すると共に、シートの縁で形成される段差部の角部を支点として他の辺を浮かせて保持するものであり、バンプ等を設けなくても水晶片を容易に浮かせた状態で保持することができるものである。
【００３２】
［第１の実施の形態：図１］
本発明の第１の実施の形態に係る水晶振動子の構成について図１を用いて説明する。図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る水晶振動子の上面図であり、（ｂ）は、断面図である。
図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る水晶振動子（第１の水晶振動子）は、セラミックパッケージ１に設けられた凹部内に、シート２と、水晶片３と、水晶保持端子４ａ及び４ｂと、導電性接着剤５ａ及び５ｂが設けられている。
【００３３】
水晶保持端子４ａ，４ｂは、セラミックパッケージ１に形成された金属電極であり、セラミックパッケージ１の凹部の１短辺に沿って形成されている。そして、水晶片２の裏面に設けられた電極と、導電性接着剤５ａ又は５ｂによって接続している。
【００３４】
導電性接着剤５ａ，５ｂは、水晶片２の裏面の電極と水晶保持端子４ａ，４ｂとを電気的に接続すると共に、水晶片２を斜めに保持して固定している。
【００３５】
シート２は、第１の水晶振動子の特徴部分であり、セラミックパッケージ１と同様の素材（例えばアルミナ）から成り、セラミックパッケージ１の凹部内で、水晶保持端子４ａ，４ｂが設けられていない領域をほぼ覆うように形成されている。具体的には、シート２は、セラミックパッケージ１を構成する基板１ａの上にシート２の厚さとなるようセラミック層を形成し、当該セラミック層の内、水晶保持端子４ａ，４ｂが設けられる領域をエッチングで除去して形成されるものであり、図１の例では、セラミックパッケージ１の三方の側面の一部を形成している。
シート２を設けることにより、水晶保持端子４ａ，４ｂが設けられている部分は相対的に窪んだ形状となっている。
【００３６】
そして、水晶片３は、一短辺の両端を導電性接着剤５ａ，５ｂによって保持されると共に、当該短辺の近くでシート２の端部の角部に接触して保持され、凹部底面と一定の角度を為すよう固定されている。水晶片３が所望の角度で固定されるよう、シート２の大きさ（窪みの広さ）及び厚さ（段差の高さ）や導電性接着剤５ａ，５ｂの塗布厚等を調整する。
【００３７】
すなわち、第１の水晶振動子では、シート２を設けていない領域の高さがシート２を設けた領域と比べて相対的に低くなり、低い部分に設けられた導電性接着剤５に水晶片２の短辺を斜めに挿入することにより、バンプ等を設けなくても水晶片３を斜めに浮かせて保持することを可能とするものである。更に、水晶片３をシート２の端部で支えることにより、水晶片３を安定させて確実に保持できるものである。
【００３８】
［Ｈ型水晶発振器：図２］
第１の水晶振動子を用いたＨ型水晶発振器について図２を用いて説明する。図２は、第１の水晶振動子を用いたＨ型水晶発振器の断面図である。
図２に示すように、Ｈ型発振器は、図１に示した水晶振動子と同じ水晶振動子１０の裏面に、第１の水晶振動子１０のセラミックパッケージ１と同様の下向きの凹部（別の凹部）を形成するため側面部１１が設けられ、当該別の凹部の中にＩＣチップ１２が格納されている。そして、ＩＣチップ１２は、上部の水晶振動子１０と金属配線で接続されている。
このように、本振動子を利用して発振器を形成することができ、バンプを設けることなく、容易に水晶片を浮かせた状態で保持できるものである。
【００３９】
［第１の実施の形態の効果］
本発明の第１の実施の形態に係る水晶振動子及び水晶発振器によれば、セラミックパッケージ１の凹部に水晶保持端子４ａ，４ｂが設けられる領域を除いてシート２を形成して、シート２が形成されている領域と形成されていない領域との間に段差を設け、シート２が形成されていない領域を相対的に窪ませ、当該窪んだ領域に水晶保持端子４ａ，４ｂを設けて導電性接着剤５を塗布し、水晶片３を導電性接着剤５に斜めに挿入して固定させると共に、シート２の端の角部で水晶片３を支える構成としているので、バンプ等を設けなくても水晶片３を浮かせた状態で容易に保持することができる効果がある。
【００４０】
［第２の実施の形態：図３］
次に、本発明の第２の実施の形態に係る水晶振動子及び水晶発振器について説明する。
一般に、水晶振動子及び水晶発振器は、水晶片を導電性接着剤によって金メッキされた水晶保持端子に接続してパッケージとの導通をとるようにしているが、導電性接着剤と金メッキとは電気的に導通が取りにくい場合があり、製造条件が悪化すると不具合が発生してしまうことがある。
【００４１】
また、電子部品において、金属バンプと配線パターンとを接続して良好な接続を得る構成は、上述した特許文献５及び特許文献６に記載されている。
しかしながら、水晶振動子において水晶片とパッケージ側の電極とを金バンプで接続した構成は開示されていない。
【００４２】
図３（ａ）は、本発明の第２の実施の形態に係る水晶振動子の上面図であり、（ｂ）は水晶片の裏面図であり、（ｃ）は断面図である。
本発明の第２の実施の形態に係る水晶振動子（第２の水晶振動子）は、図３（ａ）に示すように、セラミックパッケージ２１の凹部に、水晶片２２が搭載され、凹部の底面には金メッキが施された水晶保持端子２３ａ，２３ｂが形成されている。
【００４３】
水晶片２２の表面及び裏面には励振電極２４，２５が形成されている。尚、励振電極２４，２５は、水晶保持端子２３ａ，２３ｂに接続するため、それぞれ、水晶片２２の角部の表面及び裏面にリード電極２７ａ，２７ｂを備えており、各励振電極用の表面と裏面のリード電極２７は水晶片２２の側面で接続している。
【００４４】
そして、第２の水晶振動子の特徴として、図３（ｂ）（ｃ）に示すように、水晶片２２の裏面に設けられた２つのリード電極２７ａ，２７ｂに、それぞれ金バンプ２６ａ，２６ｂが形成されており、水晶片２２は、当該金バンプ２６ａ，２６ｂを介して水晶保持端子２３ａ，２３ｂに接続している。
金バンプ２６は、例えば、金ワイヤの先端を溶融させてボール状にし、これをリード電極上に高温高圧や超音波で圧着することによって形成される。
【００４５】
これにより、金メッキされた水晶保持端子２３ａ，２３ｂと金バンプ２６ａ，２６ｂとの接続は金と金との接合となり、電気的に良好な接続が得られるものである。
また、従来は水晶片２２のサイズが大きく重量も重かったため、金バンプでは接合力が不足して接合は困難であったが、水晶片２２の小型化が進み、金バンプでも十分接合可能となったものである。
【００４６】
［第２の水晶振動子を用いたＨ型発振器：図４］
次に、第２の水晶振動子を用いた発振器について図４を用いて説明する。図４は、第２の水晶振動子を用いたＨ型発振器の断面説明図である。
図４に示すように、第２の水晶振動子を用いたＨ型発振器は、図３（ｃ）に示した第２の水晶振動子の裏面に、別の凹部を形成してＩＣチップ２８を搭載し、水晶振動子と電気的に接続したものである。水晶振動子の水晶片３と水晶保持端子２４との接合部分に加えて、ＩＣチップ２８とパッケージに形成された電極との接合部分にも金バンプ２６が用いられている。
これにより、発振器全体の電気的導通が良好となるものである。
【００４７】
［第２の実施の形態の効果］
本発明の第２の実施の形態に係る水晶振動子によれば、水晶片２２の裏面に設けられがリード電極２７ａ，２７ｂに金バンプ２６ａ，２６ｂを形成し、金バンプ２６ａ，２６ｂを介してセラミックパッケージ２１の水晶保持端子２３ａ，２３ｂに接続するようにしているので、金メッキされた水晶保持端子２３と金バンプ２６とは金−金接合となって良好な導通が得られる効果がある。
【００４８】
また、図３，４では、水晶振動子２２がセラミックパッケージの底面と略平行に保持されているが、図１及び２と同様に、シート２を配置して水晶振動子２２を斜めに保持する構成としてもよい。
【００４９】
［第３の実施の形態］
本発明の第３の実施の形態に係る水晶発振器について説明する。
Ｈ型構造の水晶発振器では、ＩＣチップのコーティングを行うためセラミックパッケージの凹部に樹脂を充填する。
【００５０】
［従来の水晶発振器における樹脂の充填：図５］
従来の水晶発振器における樹脂の充填の様子について図５を用いて説明する。図５は、従来の水晶発振器における樹脂の充填の様子を示す模式説明図である。
図５に示すように、Ｈ型構造の水晶発振器は、セラミックパッケージの両面に形成された凹部に水晶片３２とＩＣチップ３４とが搭載され、水晶片３２は、導電性接着剤３３によって電極に接続されると共に凹部に固定されている。
また、セラミックパッケージの側面部３１の上部及び下部には外部に接続する端子３５が設けられている。
【００５１】
そして、ＩＣチップ３４の搭載が完了すると、コーティングのため、ＩＣチップ３４が格納されている凹部に、樹脂３６が充填される。
その際、樹脂の量が多かったり凹部底面積がやや小さかった場合等、樹脂３６がセラミックパッケージの側面上部まで這い上がって、端子３４を覆ってしまうことがあり、端子３４のハンダ付け性や導通不足を招く恐れがある。
【００５２】
尚、特許文献７には、発振器のパッケージ内側の壁に上方向に突出したダム層を形成して樹脂の這い上がりを防ぐことが記載されているが、水平方向に突出した層を形成することは記載されていない。
また、特許文献８には、発振器のパッケージの側壁部の四隅に切り欠きを設けることが記載されているが、側壁内部に沿って一周する溝を形成することは記載されていない。
【００５３】
［第３の実施の形態に係る水晶発振器：図６］
本発明の第３の実施の形態に係る水晶発振器について図６を用いて説明する。図６（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第３の実施の形態に係る水晶発振器の構造を示す説明図である。
第３の実施の形態に係る水晶発振器（第３の水晶発振器）は、樹脂の這い上がりを防ぐために、セラミックパッケージの側面上部に這い上がり防止用の構成を備えており、（１）溝部を設けたもの、（２）突起部を設けたもの、（３）溝部と突起部の両方を設けたものがある。
【００５４】
図６（ａ）に示すように、第３の水晶発振器の第１のタイプは、セラミックパッケージの側面部３１の上部に、幅が側面部３１よりも狭い第１のセラミック層３７を設け、更にその上に側面部３１と同等の幅を備えた第２のセラミック層３８を積層したものであり、第２のセラミック層３８の上部には端子３５が形成されている。
２つのセラミック層３７，３８を形成したことにより、幅の狭い第１のセラミック層３７の内側には、側面部３１の内壁の周囲に沿って、溝部３９が内壁を一周するように形成されている。
これにより、余分な樹脂が溝部３９に吸収され、端子３５にまで這い上がってくるのを防ぐものである。
【００５５】
第３の水晶発振器の第２のタイプは、セラミックパッケージの側面部３１の上部に、幅が側面部３１よりも広いセラミック層４０を設けたものである。
ここで、セラミックパッケージの凹部底面からセラミック層４０までの高さは、第１のタイプにおける溝部３９の高さと比べて幾分高くしている。
セラミック層４０により、側面部３１の内壁に沿って、水平に突出した庇状の突起部４１が内壁を一周するように形成され、樹脂が端子３５にまで這い上がるのを防ぐものである。
【００５６】
第３の水晶発振器の第３のタイプは、第１と第２のタイプを合わせた構成であり、セラミックパッケージの側面部３１の上部に、側面部３１よりも幅が狭い第１のセラミック層３７と、側面部３１より幅が広い第２のセラミック層４０とを備えたものである。
これにより、セラミックパッケージの側面部３１の内壁に沿って溝部と突起部とを両方備えた構成となり、樹脂が端子３５に這い上がるのを防ぐものである。
【００５７】
［第３の実施の形態の効果］
本発明の第３の実施の形態に係る水晶発振器によれば、セラミックパッケージの側面部３１の上部に、側面部の内壁の周囲に溝部３９を形成しているので、余分な樹脂を溝部３９で吸収して、端子３５に樹脂が這い上がるのを防ぐことができる効果がある。
【００５８】
また、本発明の第３の実施の形態に係る水晶発振器によれば、セラミックパッケージの側面部３１の上部に、側面部の内壁の周囲に水平に突出する突起部を形成しているので、端子３５に樹脂が這い上がるのを防ぐことができる効果がある。
【００５９】
［第４の実施の形態：図７］
次に、本発明の第４の実施の形態に係る水晶振動子について図７を用いて説明する。図７は、本発明の第４の実施の形態に係る水晶振動子に用いられる水晶片の模式断面説明図である。
本発明の第４の実施の形態に係る水晶振動子（第４の水晶振動子）は、水晶片自体の形状を変えて、セラミックパッケージ内で容易に浮かせることができるようにしたものである。
【００６０】
図７に示すように、第４の水晶振動子に用いられる水晶片５１は、水晶保持電極５４と接続する方向の端部裏面に、突出部５２を設けた形状であり、当該突出部５２が導電性接着剤５５によって固定されている。つまり、突出部５２が設けられている短辺付近と他の部分では水晶片５１の厚さが異なり、突出部５１が設けられていない部分は相対的に薄いものである。
【００６１】
これにより、第４の水晶振動子では、水晶片５１を斜めに保持する特別な構成を備えなくても、水晶片５１を浮かせることができ、水晶片５１がセラミックパッケージ５０の内壁に接触することなく振動可能となるものである。
尚、突出部５２の裏面には、リード電極が設けられており、導電性接着剤５３によって水晶保持電極５４と接続している。
【００６２】
また、図７の例では、突出部５２の先端面は突出方向に対してほぼ直角に形成されており、水晶片５１はセラミックパッケージの底面に対してほぼ水平に固定されているが、突出部５２の先端に角度をつけることにより、水晶片５１を斜めに保持することも考えられる。
また、第４の水晶振動子を用いた水晶発振器を形成してもよい。
【００６３】
［第４の実施の形態の効果］
本発明の第４の実施の形態に係る水晶振動子は、水晶片５１の、水晶保持電極５４と接続する方向の端部に突出部５２を設け、突出部５２を導電性接着剤５３によって水晶保持電極５４に接続するよう固定されているので、バンプ等を設けなくても、水晶片５１の突出部５２が設けられていない部分をパッケージから浮かせて保持することができる効果がある。
【００６４】
［第５の実施の形態］
次に、本発明の第５の実施の形態に係る水晶発振器について説明する。
第５の実施の形態に係る水晶発振器（第５の水晶発振器）は、第３の水晶発振器と同様に、Ｈ型水晶発振器において樹脂の這い上がりを防ぐものである。
図６に示した従来のＨ型構造の水晶発振器において、ＩＣチップ３４は、セラミックパッケージの基板との接続面に接続端子や金属配線等の回路パターンを備え、当該端子がセラミックパッケージに形成された電極に導電性接着剤等により接続されている。
【００６５】
従来のＨ型構造の水晶発振器におけるＩＣチップ３４は、セラミックパッケージに接続される面とは反対側の面（回路パターンが設けられていない面）は鏡面状の表面となっており、ぬれ性が悪く、凹部に樹脂３６を充填する際に樹脂をはじいてしまう。
そのため、樹脂３６を充填する際には多めにコーティングしなければならず、樹脂３６が端子３５に這い上がりやすいという問題点があった。
【００６６】
［第５の水晶発振器の構成：図８］
図８は、本発明の第５の実施の形態に係る水晶発振器の構成を示す説明図である。
図８に示すように、第５の水晶発振器は、図５に示した従来の水晶発振器と基本的な構成は同様であるが、ＩＣチップ３４の回路パターンが形成されていない面（図８では上面、以下「ＩＣ裏面」と称する）の表面に多数の溝６１を形成して、樹脂との接触面に凹凸を設けている。
尚、ＩＣ裏面は、請求項に記載した「凹部に接続する接続端子が設けられた面の反対側の面」に相当する。
【００６７】
これにより、第５の水晶発振器では、ＩＣチップ３４と樹脂３６とが接触する面積を増大させてぬれ性を向上させ、適切な量の樹脂で十分コーティング可能とすることで、余分な樹脂３６を充填せずに済み、樹脂３６の這い上がりを防ぐようにしている。
【００６８】
ＩＣ裏面の溝６１は、Ｈ型のパッケージに搭載する前に形成されるものであり、ＩＣを製造するウエハにおいて、回路パターンの形成後、ウエハの裏面をやすり等で研磨することにより形成される。
通常、ＩＣの回路パターンが形成されたウエハの裏面を削ってＩＣチップを薄くすること（バックグラインド）が行われるが、第５の水晶発振器では、その工程の最後に目の粗いやすりを用いて複数の溝６１を形成する。
【００６９】
また、アルゴンガスを用いたスパッタリングによって溝６１を形成することも可能である。アルゴンガスを用いた場合には、やすりで削る場合よりも溝６１は浅く形成される。
溝６１の断面形状は、図８では矩形で示されているが、Ｖ字型やＵ字型の溝でも構わない。
【００７０】
［溝の形状例：図９］
次に、第５の水晶発振器でＩＣチップ３４に形成される溝６１の形状例について図９を用いて説明する。図９は、第５の水晶発振器のＩＣチップ３４に形成される溝の形状例を示す説明図である。図９では、図８に示した第５の水晶発振器を上方向から見た状態を示している。
図９（ａ）では、直線状で縦方向又は横方向に複数の溝６１が形成されており、（ｂ）では、曲線状の溝６１が形成されている。
【００７１】
また、溝６１の形状は、樹脂３６とＩＣ裏面との接触性を向上させるものであればよく、より不規則な配置及び形状であっても構わない。また、溝に限らず、単にＩＣ裏面を粗く削って凹凸を形成しただけでもよい。更に、小さい陥没部（凹部）や突起部（凸部）をＩＣ裏面に複数設けたものでもよい。
【００７２】
［第５の水晶発振器の応用例］
図８に示した構成以外にも、図６に示した樹脂の這い上がりを防ぐパッケージを用いて、第５の水晶発振器を構成することも可能である。
つまり、図６に示したパッケージに、ＩＣ裏面に多数の溝６１が形成されたＩＣチップを搭載した構成としてもよく、このようにすれば、樹脂がＩＣ裏面ではじかれにくく、且つパッケージの内側面に溝部や突起部が設けられているため、樹脂の這い上がりを一層確実に防ぐことができるものである。
【００７３】
更に、図２に示したＨ型発振器や、図４に示したＨ型発振器においても、裏面に溝６１を備えたＩＣチップを用いて第５の水晶発振器を構成することが可能であり、いずれも樹脂の這い上がりを防ぐことができるものである。
【００７４】
［第５の実施の形態の効果］
本発明の第５の実施の形態に係る水晶発振器によれば、ＩＣチップの回路パターンが形成された面とは反対側の面に、溝６１等の凹凸を設けているので、樹脂とＩＣ裏面との接触面積を増大させて樹脂をはじきにくくすることができ、余分な樹脂を充填せずに済むため、樹脂が端子３５に這い上がるのを防ぐことができる効果がある。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明は、水晶片をパッケージに格納する際に、水晶片を浮かせた状態で容易に保持できる水晶振動子及び水晶発振器に適している。
【符号の説明】
【００７６】
１，２１...セラミックパッケージ、 ２...シート、 ３，２２，３２，５１...水晶片、 ４，２７，５４...水晶保持端子、 ５，３３，５３...導電性接着剤、 １０...第１の水晶振動子、 １１，３１...側面部、 １２，２８，３４...ＩＣチップ、 ２４...リード電極、 ２６...金バンプ、 ３５...端子、 ３６...樹脂、 ３７，３８，４０...セラミック層、 ３９...溝部、 ４１...突起部、 ５０...セラミックパッケージ、 ５２...突出部、 ６１...溝
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水晶振動子及び水晶発振器に係り、特に水晶片をパッケージに格納する際に、水晶片を浮かせた状態で容易に保持できる水晶振動子及び水晶発振器に関する。
【背景技術】
【０００２】
［先行技術の説明］
従来の水晶振動子及びそれを用いた水晶発振器では、水晶片をセラミックパッケージ内に格納する場合に、水晶片の一短辺をセラミックパッケージの凹部に接触させて、水晶片の裏面に設けられた電極と水晶保持端子とを導電性接着剤で固定している。水晶片の一辺を保持する構造を片持ちタイプと呼ぶ。
その際、水晶片の振動を妨げないために、セラミックパッケージに接触している一辺以外の辺は、セラミックパッケージの凹部表面から浮かせた状態で保持する必要がある。
【０００３】
従来の水晶振動子では、水晶片を浮かせるために、セラミックパッケージ内部にバンプを設けたり、水晶片に支持部を設けて（下駄をはかせる）、水晶片の一辺から少し内側に入ったところを支点として水晶片を保持し、当該一辺をセラミックパッケージに接触させると共に他の辺を浮かせるようにしていた。
【０００４】
［関連技術］
尚、水晶発振器に関する技術としては、特開平１０−２２７７６号公報「圧電振動子」（出願人：セイコーエプソン株式会社、特許文献１）、実開平５−６５１９９号公報「振動片の搭載保持構造」（出願人：リバーエレテック株式会社、特許文献２）、特開２００５−１０９７９４号公報「圧電振動子」（出願人：京セラキンセキ株式会社、特許文献３）、特開２００３−７８３７３号公報「圧電振動子の製造方法」（出願人：キンセキ株式会社、特許文献４）がある。
【０００５】
特許文献１には、圧電振動子において、接続電極に支持体を設けて、圧電振動片の接合端部を、その端縁より内側の位置を支点として、当該端縁より高い位置で支持することが記載されている。
【０００６】
また、特許文献２には、電極に段差を設けることが記載され、特許文献３には、外側のバンプ群と内側のバンプ群に接続する電極パッドの厚みを変えて接合強度の低下を防ぐことが記載され、特許文献４には、振動子の吸着搭載ノズルの端面が、水平な搭載基板面に対して角度を有することが記載されている。
【０００７】
更に、水晶発振器に関する別の技術として、特開２０１０−１０３３４４号公報（特許文献５）、特開２００４−３５６６６２号公報（特許文献６）、特開２００４−１２９０９０号公報（特許文献７）、特開２００９−１２４６１９号公報（特許文献８）がある。
特許文献５には、配線基板において、金属バンプと配線パターンとを接続する金属メッキ層を備えることが記載され、特許文献６には、金バンプと導体パッドとの接触圧を一定以上にすることが記載されている。
【０００８】
また、特許文献７には、圧電発振器においてパッケージ内側の壁にダム層を突出形成して樹脂の這い上がりを防ぐことが記載され、特許文献８には、パッケージ内壁に切り欠き部を設けて樹脂の這い上がりを防ぐことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−２２７７６号公報
【特許文献２】実開平５−６５１９９号公報
【特許文献３】特開２００５−１０９７９４号公報
【特許文献４】特開２００３−７８３７３号公報
【特許文献５】特開２０１０−１０３３４４号公報
【特許文献６】特開２００４−３５６６６２号公報
【特許文献７】特開２００４−１２９０９０号公報
【特許文献８】特開２００９−１２４６１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、従来の水晶発振器では、セラミックパッケージ内で水晶片を浮かせるためには、接合端部付近に支点となる突起物を形成していたが、突起物の形成が煩雑であるという問題点があった。
【００１１】
本発明は、上記実状に鑑みて為されたもので、パッケージ内で容易に水晶片を浮かせることができる水晶発振器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記従来例の問題点を解決するための本発明は、セラミックパッケージ内の凹部に水晶片が搭載され、凹部に水晶片と電気的に接続する水晶保持電極を備えた水晶振動子であって、凹部の水晶保持電極が設けられていない領域をほぼ覆うように形成されたシートを備えて、水晶保持電極が設けられた領域を相対的に窪ませ、水晶片が、水晶保持電極上に塗布された導電性接着剤によって固定されると共に、シートの水晶保持電極側の角部に接触することによって凹部底面に対して斜めに保持されていることを特徴としている。
【００１３】
また、本発明は、上記水晶振動子において、シートが、セラミックパッケージの三方の側面に接し、セラミックパッケージの側面を形成する工程において形成されることを特徴としている。
【００１４】
また、本発明は、セラミックパッケージ内の凹部に水晶片が搭載され、凹部に水晶片と電気的に接続する水晶保持電極を備えた水晶振動子であって、水晶片が、金バンプによって水晶保持電極と接合されていることを特徴としている。
【００１５】
また、本発明は、水晶発振器において、上記水晶振動子を備えたことを特徴としている。
【００１６】
また、本発明は、セラミックパッケージの両面に凹部が設けられ、一方の凹部に水晶片が搭載され、他方の凹部にＩＣチップが搭載され、ＩＣチップが搭載された凹部に樹脂が充填されたＨ型構造の水晶発振器であって、セラミックパッケージの側面の途中に、側面の内壁に沿って一周する溝部を備えたことを特徴としている。
【００１７】
また、本発明は、セラミックパッケージの両面に凹部が設けられ、一方の凹部に水晶片が搭載され、他方の凹部にＩＣチップが搭載され、ＩＣチップが搭載された凹部に樹脂が充填されたＨ型構造の水晶発振器であって、セラミックパッケージの側面の途中に、側面の内壁に沿って一周する突起部を備えたことを特徴としている。
【００１８】
また、本発明は、セラミックパッケージの両面に凹部が設けられ、一方の凹部に水晶片が搭載され、他方の凹部にＩＣチップが搭載され、ＩＣチップが搭載された凹部に樹脂が充填されたＨ型構造の水晶発振器であって、セラミックパッケージの側面の途中に、側面の内壁に沿って一周する溝部と突起部とを備えたことを特徴としている。
【００１９】
また、本発明は、セラミックパッケージ内の凹部に水晶片が搭載され、凹部に水晶片と電気的に接続する水晶保持電極を備えた水晶振動子であって、水晶片が、水晶保持電極と接続する方向の端部において水晶保持電極と接続する面に突出部を備え、突出部が、水晶保持電極上に塗布された導電性接着剤によって固定され、水晶片の突出部が設けられていない部分は凹部底面から浮いた状態で保持されることを特徴としている。
【００２０】
また、本発明は、セラミックパッケージの両面に凹部が設けられ、一方の凹部に水晶片が搭載され、他方の凹部にＩＣチップが搭載され、ＩＣチップが搭載された凹部に樹脂が充填されたＨ型構造の水晶発振器であって、ＩＣチップは、凹部に接続する接続端子が設けられた面の反対側の面に凹凸が形成されていることを特徴としている。
【００２１】
また、本発明は、上記水晶発振器において、凹凸が、直線状又は曲線状に形成された溝であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、セラミックパッケージ内の凹部に水晶片が搭載され、凹部に水晶片と電気的に接続する水晶保持電極を備えた水晶振動子であって、凹部の水晶保持電極が設けられていない領域をほぼ覆うように形成されたシートを備えて、水晶保持電極が設けられた領域を相対的に窪ませ、水晶片が、水晶保持電極上に塗布された導電性接着剤によって固定されると共に、シートの水晶保持電極側の角部に接触することによって凹部底面に対して斜めに保持されている水晶振動子としているので、バンプを設けなくても水晶片を浮かせて保持することができる効果がある。
【００２３】
また、本発明によれば、上記水晶振動子において、シートが、セラミックパッケージの三方の側面に接し、セラミックパッケージの側面を形成する工程において形成される上記水晶振動子としているので、シートを容易に形成することができる効果がある。
【００２４】
また、本発明によれば、セラミックパッケージ内の凹部に水晶片が搭載され、凹部に水晶片と電気的に接続する水晶保持電極を備えた水晶振動子であって、水晶片が、金バンプによって水晶保持電極と接合されている水晶振動子としているので、金メッキされた水晶保持端子と金バンプとの間及び水晶片の電極と金バンプとの間は金−金接合となって良好な導通が得られる効果がある。
【００２５】
また、本発明によれば、セラミックパッケージの側面の途中に、側面の内壁に沿って一周する溝部を備えた水晶発振器としているので、樹脂が端子にまで這い上がって、不具合が発生するのを防ぐことができる効果がある。
【００２６】
また、本発明によれば、セラミックパッケージの側面の途中に、側面の内壁に沿って一周する突起部を備えた水晶発振器としているので、樹脂を這い上がりにくくして、不具合の発生を防ぐことができる効果がある。
【００２７】
また、本発明によれば、水晶片が、水晶保持電極と接続する方向の端部において水晶保持電極と接続する面に突出部を備え、突出部が、水晶保持電極上に塗布された導電性接着剤によって固定され、水晶片の突出部が設けられていない部分は凹部底面から浮いた状態で保持される水晶振動子としているので水晶片を浮いた状態で自立させることができる効果がある。
【００２８】
また、本発明によれば、ＩＣチップは、凹部に接続する接続端子が設けられた面の反対側の面に凹凸が形成されている水晶発振器としているので、ＩＣチップの裏面と樹脂との接触面積を大きくして樹脂をはじきにくくし、余分な樹脂の充填を不要として、樹脂の這い上がりによる不具合の発生を防ぐことができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る水晶振動子の上面図であり、（ｂ）は、断面図である。
【図２】第１の水晶振動子を用いたＨ型水晶発振器の断面図である。
【図３】（ａ）は、本発明の第２の実施の形態に係る水晶振動子の上面図であり、（ｂ）は水晶片の裏面図であり、（ｃ）は断面図である。
【図４】第２の水晶振動子を用いたＨ型発振器の断面説明図である。
【図５】従来の水晶発振器における樹脂の充填の様子を示す模式説明図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第３の実施の形態に係る水晶発振器の構造を示す説明図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態に係る水晶振動子に用いられる水晶片の模式断面説明図である。
【図８】本発明の第５の実施の形態に係る水晶発振器の構成を示す説明図である。
【図９】本発明の第５の水晶発振器のＩＣチップ３４に形成される溝の形状例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
［実施の形態の概要］
本発明の実施の形態に係る水晶振動子及び水晶発振器は、パッケージの底部において、水晶片が固定される部分を窪ませて底部との間に段差部を形成し、水晶片の１辺を導電性接着剤で水晶保持端子に固定すると共に、当該段差部の角部を支点として他の辺を浮かせて保持するものであり、バンプ等を設けなくても水晶片を容易に浮かせて保持することができるものである。
【００３１】
また、本発明の実施の形態に係る水晶振動子及び水晶発振器は、パッケージの底部に、絶縁性のシートを設けて、水晶片の１辺を導電性接着剤で水晶保持端子に固定すると共に、シートの縁で形成される段差部の角部を支点として他の辺を浮かせて保持するものであり、バンプ等を設けなくても水晶片を容易に浮かせた状態で保持することができるものである。
【００３２】
［第１の実施の形態：図１］
本発明の第１の実施の形態に係る水晶振動子の構成について図１を用いて説明する。図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る水晶振動子の上面図であり、（ｂ）は、断面図である。
図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る水晶振動子（第１の水晶振動子）は、セラミックパッケージ１に設けられた凹部内に、シート２と、水晶片３と、水晶保持端子４ａ及び４ｂと、導電性接着剤５ａ及び５ｂが設けられている。
【００３３】
水晶保持端子４ａ，４ｂは、セラミックパッケージ１に形成された金属電極であり、セラミックパッケージ１の凹部の１短辺に沿って形成されている。そして、水晶片２の裏面に設けられた電極と、導電性接着剤５ａ又は５ｂによって接続している。
【００３４】
導電性接着剤５ａ，５ｂは、水晶片２の裏面の電極と水晶保持端子４ａ，４ｂとを電気的に接続すると共に、水晶片２を斜めに保持して固定している。
【００３５】
シート２は、第１の水晶振動子の特徴部分であり、セラミックパッケージ１と同様の素材（例えばアルミナ）から成り、セラミックパッケージ１の凹部内で、水晶保持端子４ａ，４ｂが設けられていない領域をほぼ覆うように形成されている。具体的には、シート２は、セラミックパッケージ１を構成する基板１ａの上にシート２の厚さとなるようセラミック層を形成し、当該セラミック層の内、水晶保持端子４ａ，４ｂが設けられる領域をエッチングで除去して形成されるものであり、図１の例では、セラミックパッケージ１の三方の側面の一部を形成している。
シート２を設けることにより、水晶保持端子４ａ，４ｂが設けられている部分は相対的に窪んだ形状となっている。
【００３６】
そして、水晶片３は、一短辺の両端を導電性接着剤５ａ，５ｂによって保持されると共に、当該短辺の近くでシート２の端部の角部に接触して保持され、凹部底面と一定の角度を為すよう固定されている。水晶片３が所望の角度で固定されるよう、シート２の大きさ（窪みの広さ）及び厚さ（段差の高さ）や導電性接着剤５ａ，５ｂの塗布厚等を調整する。
【００３７】
すなわち、第１の水晶振動子では、シート２を設けていない領域の高さがシート２を設けた領域と比べて相対的に低くなり、低い部分に設けられた導電性接着剤５に水晶片２の短辺を斜めに挿入することにより、バンプ等を設けなくても水晶片３を斜めに浮かせて保持することを可能とするものである。更に、水晶片３をシート２の端部で支えることにより、水晶片３を安定させて確実に保持できるものである。
【００３８】
［Ｈ型水晶発振器：図２］
第１の水晶振動子を用いたＨ型水晶発振器について図２を用いて説明する。図２は、第１の水晶振動子を用いたＨ型水晶発振器の断面図である。
図２に示すように、Ｈ型発振器は、図１に示した水晶振動子と同じ水晶振動子１０の裏面に、第１の水晶振動子１０のセラミックパッケージ１と同様の下向きの凹部（別の凹部）を形成するため側面部１１が設けられ、当該別の凹部の中にＩＣチップ１２が格納されている。そして、ＩＣチップ１２は、上部の水晶振動子１０と金属配線で接続されている。
このように、本振動子を利用して発振器を形成することができ、バンプを設けることなく、容易に水晶片を浮かせた状態で保持できるものである。
【００３９】
［第１の実施の形態の効果］
本発明の第１の実施の形態に係る水晶振動子及び水晶発振器によれば、セラミックパッケージ１の凹部に水晶保持端子４ａ，４ｂが設けられる領域を除いてシート２を形成して、シート２が形成されている領域と形成されていない領域との間に段差を設け、シート２が形成されていない領域を相対的に窪ませ、当該窪んだ領域に水晶保持端子４ａ，４ｂを設けて導電性接着剤５を塗布し、水晶片３を導電性接着剤５に斜めに挿入して固定させると共に、シート２の端の角部で水晶片３を支える構成としているので、バンプ等を設けなくても水晶片３を浮かせた状態で容易に保持することができる効果がある。
【００４０】
［第２の実施の形態：図３］
次に、本発明の第２の実施の形態に係る水晶振動子及び水晶発振器について説明する。
一般に、水晶振動子及び水晶発振器は、水晶片を導電性接着剤によって金メッキされた水晶保持端子に接続してパッケージとの導通をとるようにしているが、導電性接着剤と金メッキとは電気的に導通が取りにくい場合があり、製造条件が悪化すると不具合が発生してしまうことがある。
【００４１】
また、電子部品において、金属バンプと配線パターンとを接続して良好な接続を得る構成は、上述した特許文献５及び特許文献６に記載されている。
しかしながら、水晶振動子において水晶片とパッケージ側の電極とを金バンプで接続した構成は開示されていない。
【００４２】
図３（ａ）は、本発明の第２の実施の形態に係る水晶振動子の上面図であり、（ｂ）は水晶片の裏面図であり、（ｃ）は断面図である。
本発明の第２の実施の形態に係る水晶振動子（第２の水晶振動子）は、図３（ａ）に示すように、セラミックパッケージ２１の凹部に、水晶片２２が搭載され、凹部の底面には金メッキが施された水晶保持端子２３ａ，２３ｂが形成されている。
【００４３】
水晶片２２の表面及び裏面には励振電極２４，２５が形成されている。尚、励振電極２４，２５は、水晶保持端子２３ａ，２３ｂに接続するため、それぞれ、水晶片２２の角部の表面及び裏面にリード電極２７ａ，２７ｂを備えており、各励振電極用の表面と裏面のリード電極２７は水晶片２２の側面で接続している。
【００４４】
そして、第２の水晶振動子の特徴として、図３（ｂ）（ｃ）に示すように、水晶片２２の裏面に設けられた２つのリード電極２７ａ，２７ｂに、それぞれ金バンプ２６ａ，２６ｂが形成されており、水晶片２２は、当該金バンプ２６ａ，２６ｂを介して水晶保持端子２３ａ，２３ｂに接続している。
金バンプ２６は、例えば、金ワイヤの先端を溶融させてボール状にし、これをリード電極上に高温高圧や超音波で圧着することによって形成される。
【００４５】
これにより、金メッキされた水晶保持端子２３ａ，２３ｂと金バンプ２６ａ，２６ｂとの接続は金と金との接合となり、電気的に良好な接続が得られるものである。
また、従来は水晶片２２のサイズが大きく重量も重かったため、金バンプでは接合力が不足して接合は困難であったが、水晶片２２の小型化が進み、金バンプでも十分接合可能となったものである。
【００４６】
［第２の水晶振動子を用いたＨ型発振器：図４］
次に、第２の水晶振動子を用いた発振器について図４を用いて説明する。図４は、第２の水晶振動子を用いたＨ型発振器の断面説明図である。
図４に示すように、第２の水晶振動子を用いたＨ型発振器は、図３（ｃ）に示した第２の水晶振動子の裏面に、別の凹部を形成してＩＣチップ２８を搭載し、水晶振動子と電気的に接続したものである。水晶振動子の水晶片３と水晶保持端子２４との接合部分に加えて、ＩＣチップ２８とパッケージに形成された電極との接合部分にも金バンプ２６が用いられている。
これにより、発振器全体の電気的導通が良好となるものである。
【００４７】
［第２の実施の形態の効果］
本発明の第２の実施の形態に係る水晶振動子によれば、水晶片２２の裏面に設けられがリード電極２７ａ，２７ｂに金バンプ２６ａ，２６ｂを形成し、金バンプ２６ａ，２６ｂを介してセラミックパッケージ２１の水晶保持端子２３ａ，２３ｂに接続するようにしているので、金メッキされた水晶保持端子２３と金バンプ２６とは金−金接合となって良好な導通が得られる効果がある。
【００４８】
また、図３，４では、水晶振動子２２がセラミックパッケージの底面と略平行に保持されているが、図１及び２と同様に、シート２を配置して水晶振動子２２を斜めに保持する構成としてもよい。
【００４９】
［第３の実施の形態］
本発明の第３の実施の形態に係る水晶発振器について説明する。
Ｈ型構造の水晶発振器では、ＩＣチップのコーティングを行うためセラミックパッケージの凹部に樹脂を充填する。
【００５０】
［従来の水晶発振器における樹脂の充填：図５］
従来の水晶発振器における樹脂の充填の様子について図５を用いて説明する。図５は、従来の水晶発振器における樹脂の充填の様子を示す模式説明図である。
図５に示すように、Ｈ型構造の水晶発振器は、セラミックパッケージの両面に形成された凹部に水晶片３２とＩＣチップ３４とが搭載され、水晶片３２は、導電性接着剤３３によって電極に接続されると共に凹部に固定されている。
また、セラミックパッケージの側面部３１の上部及び下部には外部に接続する端子３５が設けられている。
【００５１】
そして、ＩＣチップ３４の搭載が完了すると、コーティングのため、ＩＣチップ３４が格納されている凹部に、樹脂３６が充填される。
その際、樹脂の量が多かったり凹部底面積がやや小さかった場合等、樹脂３６がセラミックパッケージの側面上部まで這い上がって、端子３４を覆ってしまうことがあり、端子３４のハンダ付け性や導通不足を招く恐れがある。
【００５２】
尚、特許文献７には、発振器のパッケージ内側の壁に上方向に突出したダム層を形成して樹脂の這い上がりを防ぐことが記載されているが、水平方向に突出した層を形成することは記載されていない。
また、特許文献８には、発振器のパッケージの側壁部の四隅に切り欠きを設けることが記載されているが、側壁内部に沿って一周する溝を形成することは記載されていない。
【００５３】
［第３の実施の形態に係る水晶発振器：図６］
本発明の第３の実施の形態に係る水晶発振器について図６を用いて説明する。図６（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第３の実施の形態に係る水晶発振器の構造を示す説明図である。
第３の実施の形態に係る水晶発振器（第３の水晶発振器）は、樹脂の這い上がりを防ぐために、セラミックパッケージの側面上部に這い上がり防止用の構成を備えており、（１）溝部を設けたもの、（２）突起部を設けたもの、（３）溝部と突起部の両方を設けたものがある。
【００５４】
図６（ａ）に示すように、第３の水晶発振器の第１のタイプは、セラミックパッケージの側面部３１の上部に、幅が側面部３１よりも狭い第１のセラミック層３７を設け、更にその上に側面部３１と同等の幅を備えた第２のセラミック層３８を積層したものであり、第２のセラミック層３８の上部には端子３５が形成されている。
２つのセラミック層３７，３８を形成したことにより、幅の狭い第１のセラミック層３７の内側には、側面部３１の内壁の周囲に沿って、溝部３９が内壁を一周するように形成されている。
これにより、余分な樹脂が溝部３９に吸収され、端子３５にまで這い上がってくるのを防ぐものである。
【００５５】
第３の水晶発振器の第２のタイプは、セラミックパッケージの側面部３１の上部に、幅が側面部３１よりも広いセラミック層４０を設けたものである。
ここで、セラミックパッケージの凹部底面からセラミック層４０までの高さは、第１のタイプにおける溝部３９の高さと比べて幾分高くしている。
セラミック層４０により、側面部３１の内壁に沿って、水平に突出した庇状の突起部４１が内壁を一周するように形成され、樹脂が端子３５にまで這い上がるのを防ぐものである。
【００５６】
第３の水晶発振器の第３のタイプは、第１と第２のタイプを合わせた構成であり、セラミックパッケージの側面部３１の上部に、側面部３１よりも幅が狭い第１のセラミック層３７と、側面部３１より幅が広い第２のセラミック層４０とを備えたものである。
これにより、セラミックパッケージの側面部３１の内壁に沿って溝部と突起部とを両方備えた構成となり、樹脂が端子３５に這い上がるのを防ぐものである。
【００５７】
［第３の実施の形態の効果］
本発明の第３の実施の形態に係る水晶発振器によれば、セラミックパッケージの側面部３１の上部に、側面部の内壁の周囲に溝部３９を形成しているので、余分な樹脂を溝部３９で吸収して、端子３５に樹脂が這い上がるのを防ぐことができる効果がある。
【００５８】
また、本発明の第３の実施の形態に係る水晶発振器によれば、セラミックパッケージの側面部３１の上部に、側面部の内壁の周囲に水平に突出する突起部を形成しているので、端子３５に樹脂が這い上がるのを防ぐことができる効果がある。
【００５９】
［第４の実施の形態：図７］
次に、本発明の第４の実施の形態に係る水晶振動子について図７を用いて説明する。図７は、本発明の第４の実施の形態に係る水晶振動子に用いられる水晶片の模式断面説明図である。
本発明の第４の実施の形態に係る水晶振動子（第４の水晶振動子）は、水晶片自体の形状を変えて、セラミックパッケージ内で容易に浮かせることができるようにしたものである。
【００６０】
図７に示すように、第４の水晶振動子に用いられる水晶片５１は、水晶保持電極５４と接続する方向の端部裏面に、突出部５２を設けた形状であり、当該突出部５２が導電性接着剤５５によって固定されている。つまり、突出部５２が設けられている短辺付近と他の部分では水晶片５１の厚さが異なり、突出部５１が設けられていない部分は相対的に薄いものである。
【００６１】
これにより、第４の水晶振動子では、水晶片５１を斜めに保持する特別な構成を備えなくても、水晶片５１を浮かせることができ、水晶片５１がセラミックパッケージ５０の内壁に接触することなく振動可能となるものである。
尚、突出部５２の裏面には、リード電極が設けられており、導電性接着剤５３によって水晶保持電極５４と接続している。
【００６２】
また、図７の例では、突出部５２の先端面は突出方向に対してほぼ直角に形成されており、水晶片５１はセラミックパッケージの底面に対してほぼ水平に固定されているが、突出部５２の先端に角度をつけることにより、水晶片５１を斜めに保持することも考えられる。
また、第４の水晶振動子を用いた水晶発振器を形成してもよい。
【００６３】
［第４の実施の形態の効果］
本発明の第４の実施の形態に係る水晶振動子は、水晶片５１の、水晶保持電極５４と接続する方向の端部に突出部５２を設け、突出部５２を導電性接着剤５３によって水晶保持電極５４に接続するよう固定されているので、バンプ等を設けなくても、水晶片５１の突出部５２が設けられていない部分をパッケージから浮かせて保持することができる効果がある。
【００６４】
［第５の実施の形態］
次に、本発明の第５の実施の形態に係る水晶発振器について説明する。
第５の実施の形態に係る水晶発振器（第５の水晶発振器）は、第３の水晶発振器と同様に、Ｈ型水晶発振器において樹脂の這い上がりを防ぐものである。
図６に示した従来のＨ型構造の水晶発振器において、ＩＣチップ３４は、セラミックパッケージの基板との接続面に接続端子や金属配線等の回路パターンを備え、当該端子がセラミックパッケージに形成された電極に導電性接着剤等により接続されている。
【００６５】
従来のＨ型構造の水晶発振器におけるＩＣチップ３４は、セラミックパッケージに接続される面とは反対側の面（回路パターンが設けられていない面）は鏡面状の表面となっており、ぬれ性が悪く、凹部に樹脂３６を充填する際に樹脂をはじいてしまう。
そのため、樹脂３６を充填する際には多めにコーティングしなければならず、樹脂３６が端子３５に這い上がりやすいという問題点があった。
【００６６】
［第５の水晶発振器の構成：図８］
図８は、本発明の第５の実施の形態に係る水晶発振器の構成を示す説明図である。
図８に示すように、第５の水晶発振器は、図５に示した従来の水晶発振器と基本的な構成は同様であるが、ＩＣチップ３４の回路パターンが形成されていない面（図８では上面、以下「ＩＣ裏面」と称する）の表面に多数の溝６１を形成して、樹脂との接触面に凹凸を設けている。
尚、ＩＣ裏面は、請求項に記載した「凹部に接続する接続端子が設けられた面の反対側の面」に相当する。
【００６７】
これにより、第５の水晶発振器では、ＩＣチップ３４と樹脂３６とが接触する面積を増大させてぬれ性を向上させ、適切な量の樹脂で十分コーティング可能とすることで、余分な樹脂３６を充填せずに済み、樹脂３６の這い上がりを防ぐようにしている。
【００６８】
ＩＣ裏面の溝６１は、Ｈ型のパッケージに搭載する前に形成されるものであり、ＩＣを製造するウエハにおいて、回路パターンの形成後、ウエハの裏面をやすり等で研磨することにより形成される。
通常、ＩＣの回路パターンが形成されたウエハの裏面を削ってＩＣチップを薄くすること（バックグラインド）が行われるが、第５の水晶発振器では、その工程の最後に目の粗いやすりを用いて複数の溝６１を形成する。
【００６９】
また、アルゴンガスを用いたスパッタリングによって溝６１を形成することも可能である。アルゴンガスを用いた場合には、やすりで削る場合よりも溝６１は浅く形成される。
溝６１の断面形状は、図８では矩形で示されているが、Ｖ字型やＵ字型の溝でも構わない。
【００７０】
［溝の形状例：図９］
次に、第５の水晶発振器でＩＣチップ３４に形成される溝６１の形状例について図９を用いて説明する。図９は、第５の水晶発振器のＩＣチップ３４に形成される溝の形状例を示す説明図である。図９では、図８に示した第５の水晶発振器を上方向から見た状態を示している。
図９（ａ）では、直線状で縦方向又は横方向に複数の溝６１が形成されており、（ｂ）では、曲線状の溝６１が形成されている。
【００７１】
また、溝６１の形状は、樹脂３６とＩＣ裏面との接触性を向上させるものであればよく、より不規則な配置及び形状であっても構わない。また、溝に限らず、単にＩＣ裏面を粗く削って凹凸を形成しただけでもよい。更に、小さい陥没部（凹部）や突起部（凸部）をＩＣ裏面に複数設けたものでもよい。
【００７２】
［第５の水晶発振器の応用例］
図８に示した構成以外にも、図６に示した樹脂の這い上がりを防ぐパッケージを用いて、第５の水晶発振器を構成することも可能である。
つまり、図６に示したパッケージに、ＩＣ裏面に多数の溝６１が形成されたＩＣチップを搭載した構成としてもよく、このようにすれば、樹脂がＩＣ裏面ではじかれにくく、且つパッケージの内側面に溝部や突起部が設けられているため、樹脂の這い上がりを一層確実に防ぐことができるものである。
【００７３】
更に、図２に示したＨ型発振器や、図４に示したＨ型発振器においても、裏面に溝６１を備えたＩＣチップを用いて第５の水晶発振器を構成することが可能であり、いずれも樹脂の這い上がりを防ぐことができるものである。
【００７４】
［第５の実施の形態の効果］
本発明の第５の実施の形態に係る水晶発振器によれば、ＩＣチップの回路パターンが形成された面とは反対側の面に、溝６１等の凹凸を設けているので、樹脂とＩＣ裏面との接触面積を増大させて樹脂をはじきにくくすることができ、余分な樹脂を充填せずに済むため、樹脂が端子３５に這い上がるのを防ぐことができる効果がある。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明は、水晶片をパッケージに格納する際に、水晶片を浮かせた状態で容易に保持できる水晶振動子及び水晶発振器に適している。
【符号の説明】
【００７６】
１，２１...セラミックパッケージ、 ２...シート、 ３，２２，３２，５１...水晶片、 ４，２７，５４...水晶保持端子、 ５，３３，５３...導電性接着剤、 １０...第１の水晶振動子、 １１，３１...側面部、 １２，２８，３４...ＩＣチップ、 ２４...リード電極、 ２６...金バンプ、 ３５...端子、 ３６...樹脂、 ３７，３８，４０...セラミック層、 ３９...溝部、 ４１...突起部、 ５０...セラミックパッケージ、 ５２...突出部、 ６１...溝
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックパッケージ内の凹部に水晶片が搭載され、前記凹部に前記水晶片と電気的に接続する水晶保持電極を備えた水晶振動子であって、
前記凹部の前記水晶保持電極が設けられていない領域をほぼ覆うように形成されたシートを備えて、前記水晶保持電極が設けられた領域を相対的に窪ませ、
前記水晶片が、前記水晶保持電極上に塗布された導電性接着剤によって固定されると共に、前記シートの前記水晶保持電極側の角部に接触することによって前記凹部底面に対して斜めに保持されていることを特徴とする水晶振動子。
【請求項２】
シートが、前記セラミックパッケージの三方の側面に接し、前記セラミックパッケージの側面を形成する工程において形成されることを特徴とする請求項１記載の水晶振動子。
【請求項３】
セラミックパッケージ内の凹部に水晶片が搭載され、前記凹部に前記水晶片と電気的に接続する水晶保持電極を備えた水晶振動子であって、
前記水晶片が、金バンプによって前記水晶保持電極と接合されていることを特徴とする水晶振動子。
【請求項４】
請求項１乃至３記載の水晶振動子を備えたことを特徴とする水晶発振器。
【請求項５】
セラミックパッケージの両面に凹部が設けられ、一方の凹部に水晶片が搭載され、他方の凹部にＩＣチップが搭載され、前記ＩＣチップが搭載された凹部に樹脂が充填されたＨ型構造の水晶発振器であって、
前記セラミックパッケージの側面の途中に、前記側面の内壁に沿って一周する溝部を備えたことを特徴とする水晶発振器。
【請求項６】
セラミックパッケージの両面に凹部が設けられ、一方の凹部に水晶片が搭載され、他方の凹部にＩＣチップが搭載され、前記ＩＣチップが搭載された凹部に樹脂が充填されたＨ型構造の水晶発振器であって、
前記セラミックパッケージの側面の途中に、前記側面の内壁に沿って一周する突起部を備えたことを特徴とする水晶発振器。
【請求項７】
セラミックパッケージの両面に凹部が設けられ、一方の凹部に水晶片が搭載され、他方の凹部にＩＣチップが搭載され、前記ＩＣチップが搭載された凹部に樹脂が充填されたＨ型構造の水晶発振器であって、
前記セラミックパッケージの側面の途中に、前記側面の内壁に沿って一周する溝部と突起部とを備えたことを特徴とする水晶発振器。
【請求項８】
セラミックパッケージ内の凹部に水晶片が搭載され、前記凹部に前記水晶片と電気的に接続する水晶保持電極を備えた水晶振動子であって、
前記水晶片が、前記水晶保持電極と接続する方向の端部において前記水晶保持電極と接続する面に突出部を備え、
前記突出部が、前記水晶保持電極上に塗布された導電性接着剤によって固定され、前記水晶片の前記突出部が設けられていない部分は前記凹部底面から浮いた状態で保持されることを特徴とする水晶振動子。
【請求項９】
セラミックパッケージの両面に凹部が設けられ、一方の凹部に水晶片が搭載され、他方の凹部にＩＣチップが搭載され、前記ＩＣチップが搭載された凹部に樹脂が充填されたＨ型構造の水晶発振器であって、
前記ＩＣチップは、前記凹部に接続する接続端子が設けられた面の反対側の面に凹凸が形成されていることを特徴とする水晶発振器。
【請求項１０】
凹凸が、直線状又は曲線状に形成された溝であることを特徴とする請求項９記載の水晶発振器。
【請求項１】
セラミックパッケージ内の凹部に水晶片が搭載され、前記凹部に前記水晶片と電気的に接続する水晶保持電極を備えた水晶振動子であって、
前記凹部の前記水晶保持電極が設けられていない領域をほぼ覆うように形成されたシートを備えて、前記水晶保持電極が設けられた領域を相対的に窪ませ、
前記水晶片が、前記水晶保持電極上に塗布された導電性接着剤によって固定されると共に、前記シートの前記水晶保持電極側の角部に接触することによって前記凹部底面に対して斜めに保持されていることを特徴とする水晶振動子。
【請求項２】
シートが、前記セラミックパッケージの三方の側面に接し、前記セラミックパッケージの側面を形成する工程において形成されることを特徴とする請求項１記載の水晶振動子。
【請求項３】
セラミックパッケージ内の凹部に水晶片が搭載され、前記凹部に前記水晶片と電気的に接続する水晶保持電極を備えた水晶振動子であって、
前記水晶片が、金バンプによって前記水晶保持電極と接合されていることを特徴とする水晶振動子。
【請求項４】
請求項１乃至３記載の水晶振動子を備えたことを特徴とする水晶発振器。
【請求項５】
セラミックパッケージの両面に凹部が設けられ、一方の凹部に水晶片が搭載され、他方の凹部にＩＣチップが搭載され、前記ＩＣチップが搭載された凹部に樹脂が充填されたＨ型構造の水晶発振器であって、
前記セラミックパッケージの側面の途中に、前記側面の内壁に沿って一周する溝部を備えたことを特徴とする水晶発振器。
【請求項６】
セラミックパッケージの両面に凹部が設けられ、一方の凹部に水晶片が搭載され、他方の凹部にＩＣチップが搭載され、前記ＩＣチップが搭載された凹部に樹脂が充填されたＨ型構造の水晶発振器であって、
前記セラミックパッケージの側面の途中に、前記側面の内壁に沿って一周する突起部を備えたことを特徴とする水晶発振器。
【請求項７】
セラミックパッケージの両面に凹部が設けられ、一方の凹部に水晶片が搭載され、他方の凹部にＩＣチップが搭載され、前記ＩＣチップが搭載された凹部に樹脂が充填されたＨ型構造の水晶発振器であって、
前記セラミックパッケージの側面の途中に、前記側面の内壁に沿って一周する溝部と突起部とを備えたことを特徴とする水晶発振器。
【請求項８】
セラミックパッケージ内の凹部に水晶片が搭載され、前記凹部に前記水晶片と電気的に接続する水晶保持電極を備えた水晶振動子であって、
前記水晶片が、前記水晶保持電極と接続する方向の端部において前記水晶保持電極と接続する面に突出部を備え、
前記突出部が、前記水晶保持電極上に塗布された導電性接着剤によって固定され、前記水晶片の前記突出部が設けられていない部分は前記凹部底面から浮いた状態で保持されることを特徴とする水晶振動子。
【請求項９】
セラミックパッケージの両面に凹部が設けられ、一方の凹部に水晶片が搭載され、他方の凹部にＩＣチップが搭載され、前記ＩＣチップが搭載された凹部に樹脂が充填されたＨ型構造の水晶発振器であって、
前記ＩＣチップは、前記凹部に接続する接続端子が設けられた面の反対側の面に凹凸が形成されていることを特徴とする水晶発振器。
【請求項１０】
凹凸が、直線状又は曲線状に形成された溝であることを特徴とする請求項９記載の水晶発振器。
【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２０１２−１１４８９８（Ｐ２０１２−１１４８９８Ａ）
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３３９８２（Ｐ２０１１−２３３９８２）
【出願日】平成２３年１０月２５日（２０１１．１０．２５）
【出願人】（０００２３２４８３）日本電波工業株式会社 (1,148)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２５日（２０１１．１０．２５）
【出願人】（０００２３２４８３）日本電波工業株式会社 (1,148)
【Ｆターム（参考）】
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