説明

表面実装用の水晶発振器

【課題】水晶振動子の振動特性を測定することが可能であって、誤作動が生じず確実にセット基板へ搭載できる表面実装発振器の提供。
【解決手段】底壁1a及び枠壁1b、1cからなる凹状とした容器本体1に、水晶片3及び前記水晶片3と電気的に接続して発振回路を形成するICチップ2を収容し、前記容器本体1にカバー4を接合して前記水晶片3及び前記ICチップ2を密閉封入し、前記容器本体1の外底面には前記ICチップ2の各端子が電気的に接続する実装端子7が形成された表面実装用の水晶発振器において、前記容器本体1の外底面に予め形成されて前記水晶片3の振動特性を測定後に覆われ又は削除される水晶検査端子11を有する構成とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は表面実装用の水晶発振器(以下、表面実装発振器とする)を技術分野とし、特に水晶振動子の電気的特性(振動特性)が測定される水晶検査端子を設けた表面実装発振器に関する。
【背景技術】
【0002】
(発明の背景)
表面実装発振器は小型・軽量であることから、特に携帯電話に代表される携帯型の電子機器に周波数及び時間の基準源として広く用いられている。このようなものの一つに、水晶片とICチップとを容器本体に収容して密閉封入し、水晶検査端子を外表面に設けた表面実装発振器がある。
【0003】
(従来技術の一例)
第5図及び第6図は一従来例を説明する表面実装用発振器の図で、第5図(a)は水晶振動子の測定時の正面図、第5図(b)は同測定後の正面図、第5図(c)は底面図、第6図は水晶振動子の平面図である。
【0004】
表面実装発振器は容器本体1にICチップ2と水晶片3とを収容し、開口端面にカバー4を接合してなる。容器本体1は底壁1a、中間枠壁1b及び上枠壁1cからなり、凹部及び段部を有する。これらは、多層構造としたセラミックの焼成によって形成される。ICチップ2は発振回路を構成する増幅器等の各素子を集積し、水晶端子5を含む各IC端子を回路機能面としての一主面に有する。
【0005】
そして、容器本体1の凹部底面に、ICチップ2の一主面側が例えばバンプ6を用いた超音波熱圧着によって固着される(所謂フリップチップボンディング)。ICチップ2の各IC端子(例えば電源、アース、出力、AFC端子)は容器本体1の外底面の4隅に形成された実装端子7に積層面及び図示しない4角部の円弧状の電極貫通孔(所謂スルーホール)を経て電気的に接続する。
【0006】
水晶片3は両主面の励振電極8aから例えば一端部両側に引出電極8bを延出する。そして、引出電極8bを延出した一端部両側を導電性接着剤9によって段部に固着し、水晶保持端子10に電気的・機械的に接続する。水晶保持端子10はICチップ2の水晶端子5に電気的に接続する。
【0007】
さらに、水晶保持端子10は、水晶振動子(水晶片3)単体の電気的特性を測定するため、容器本体1の外底面に設けられた一対の水晶検査端子11に電気的に接続する。各水晶検査端子11は対向する辺縁中央部に形成され、外側面に設けた半円状のスルーホールによる導電路12及び図示しない内部の回路パターンを経て一対の引出電極8b即ち励振電極8a(要するに水晶片3)と電気的に接続する。なお、図中の符号13は金属リングであり、シーム溶接によってカバー4が接合される。
【0008】
そして、例えばネットワークアナライザとした図示しない測定器のプローブを一対の水晶検査端子11に当接し、水晶振動子の振動特性(電気的特性)を測定する。その後、容器本体1の外側面に露出した各導電路12をレーザー等によって切断(分断)する。
【0009】
このようなものでは、水晶検査端子11を容器本体1の外側面に設ける必要がなくなり、表面実装発振器の小型化(低背化)が可能となる。なぜなら、水晶検査端子11を容器本体1の外側面に設けた場合は、水晶振動子の振動特性を測定するプローブの当接を確保するのに水晶検査端子11も相応に大きくなる。このため、表面実装発振器の小型化、特に低背化が困難になる。しかし、上記のように水晶検査端子11を容器本体の外底面に設けることでこの問題が解消されるからである。
【0010】
また、表面実装発振器が他の電子部品とともにセット基板に搭載される際は、各導電路12が切断されているため、セット基板の回路パターンが水晶検査端子11と電気的に接触しても誤作動を引き起こすことがなくなる。さらに、接触しない場合であっても、水晶検査端子11が浮遊容量を増加させて、電気的特性特に発振周波数に変化をもたらす、という問題が生じなくなる。
【特許文献1】特開2002−190710号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
(従来技術の問題点)
しかしながら、上記構成の表面実装発振器では、実装端子7と水晶検査端子11との間隔が狭くなる。そのため、表面実装発振器をセット基板に搭載する際に用いる半田や導電性接着剤等の導電接合材によって実装端子7と近接する水晶検査端子11とが電気的に接続することがある。この結果、長さ方向の一対となる実装端子7がその間にある水晶検査端子11を介して電気的に接続し、動作不良となる問題があった。
【0012】
また、表面実装発振器をセット基板に搭載する際に、1つの水晶検査端子11がセット基板上の2つ以上の導電路と接触することで誤動作が引き起こされるという問題もあった。なお、水晶検査端子11と電気的に接触するセット基板上の導電路が1つの場合は、導電路12の切断(分断)によって、水晶検査端子11と水晶振動子(水晶片3)とが電気的に独立しているため、誤動作が生じない。
【0013】
(発明の目的)
本発明は、水晶振動子の振動特性を測定することが可能であって、誤作動が生じず確実にセット基板へ搭載できる表面実装発振器の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0014】
本発明は、特許請求の範囲(請求項1)に示したように、底壁及び枠壁からなる凹状とした容器本体に、水晶片及び前記水晶片と電気的に接続して発振回路を形成するICチップを収容し、前記容器本体にカバーを接合して前記水晶片及び前記ICチップを密閉封入し、前記容器本体の外底面には前記ICチップの各端子が電気的に接続する実装端子が形成された表面実装用の水晶発振器において、前記容器本体の外底面に予め形成されて前記水晶片の振動特性を測定後に覆われ又は削除される水晶検査端子を有する構成とする。
【発明の効果】
【0015】
このような構成であれば、表面実装発振器を導電接合材によってセット基板に搭載する際に、水晶検査端子は覆われ又は削除されているため実装端子間は電気的に十分な間隔がある。したがって、導電接合材により複数の実装端子が電気的に接続することはない。
【0016】
さらに、表面実装発振器をセット基板に搭載する際、表面実装発振器が配置されるセット基板の表面部分に2つ以上の導電路が形成されていた場合であっても、これらの導電路が電気的に接触して誤作動を引き起こすことはない。
【0017】
(実施態様項)
本発明の請求項2では、請求項1において、前記実装端子と対応する位置の両主面に電気的に接続した一対の補助実装端子が設けられた補助底壁を、前記容器本体の外底面に固着する。これにより、水晶検査端子が確実に覆われ、請求項1での効果を確実にする。また、前記補助実装端子は、対応する前記実装端子と電気的に接続しているため、セット基板に対する実装端子としての役割を十分に発揮する。
【0018】
本発明の請求項3では、請求項1において、前記水晶検査端子は絶縁膜で覆う。これにより、水晶検査端子が確実に覆われ、請求項1での効果を確実にする。また、絶縁膜は補助底壁に比較して無視できる程度の厚みなので、表面実装発振器の低背化を維持できる。
【0019】
本発明の請求項4では、請求項1において、前記水晶検査端子は削り取られる。これにより、水晶検査端子が確実に削除され、請求項1での効果を確実にする。また、水晶検査端子は削り取られて厚みの付加はなく、表面実装発振器の低背化を維持できる。さらに、水晶検査端子が存在しないため、浮遊容量が増加することもない。
【発明を実施するための最良の形態】
【0020】
(第1実施形態、請求項1、2に相当)
第1図は本発明の第1実施形態を説明する表面実装発振器の組立分解図である。なお、従来例と同一部分には同番号を付与してその説明は簡略又は省略する。
【0021】
表面実装発振器は、前述したように、セラミックとした底壁1a及び中間枠壁1b、上枠壁1cを積層してなる容器本体1の凹部底面にICチップ2を、段部に水晶片3を固着し、カバー4を接合してなる。ICチップ2の水晶端子5を除く各IC端子(電源、アース、出力、AFC端子)は、容器本体1の外底面の4隅に設けられた実装端子7に積層面及びスルーホールを経て電気的に接続する。また、水晶保持端子10は、水晶振動子(水晶片3)単体の電気的特性を測定するため、容器本体1の外底面に設けられた一対の水晶検査端子11に電気的に接続する(前第5図参照)。
【0022】
そして、この実施形態では、容器本体1の底面には、補助実装端子14を有して例えばセラミックからなる補助底壁15を固着する。補助実装端子14は容器本体1の実装端子7に対応する位置の4角部となる補助底壁15の両主面に形成される。そして、両主面の補助実装端子14は外側面等の図示しないスルーホールによって電気的に接続する。さらに、例えば半田によって、容器本体1の実装端子7と電気的・機械的に接続する。これにより、容器本体1の底面に露出して設けられた水晶検査端子11を覆う。
【0023】
このようなものでは、先ず、水晶振動子(水晶片3)の単独となる振動特性を、従来例同様に、水晶検査端子11にプローブを当接して測定する。その後、前述した補助実装端子14を有する補助底壁15を容器本体1の外底面に固着し、水晶検査端子11を覆う。そして、この状態でユーザに出荷され、図示しないセット基板に半田や導電性接着剤等の導電接合材によって搭載される。
【0024】
このような構成であれば、容器本体1の実装端子7は補助底壁によって覆われて、補助実装端子14が実質的な実装端子7になる。したがって、発明の効果の欄でも記載するように、実装端子7(即ち補助実装端子14)には電気的に十分な間隔がある。このため、表面実装発振器をセット基板に搭載する際、導電接合材によって2つの実装端子7(即ち補助実装端子14)が電気的に接続することはない。
【0025】
また、表面実装発振器が配置されるセット基板の表面部分に2つ以上の導電パターンが形成されていた場合であっても、これらの導電パターンが電気的に接触して誤作動を引き起こすことはない。さらに、補助実装端子14は、対応する実装端子7と電気的に接続しているため、セット基板に対する実装端子としての役割を十分に発揮する。
【0026】
(第2実施形態、請求項1、3に相当)
第2図は本発明の第2実施形態を説明する表面実装発振器の図であり、第2図(a)は正面図、第2図(b)は底面図である。なお、前実施形態と同一部分には同番号を付与してその説明は簡略又は省略する。
【0027】
第2実施形態では、第1実施形態と同様に、水晶振動子(水晶片3)の単独となる振動特性を、容器本体1の外底面に設けた水晶検査端子7にプローブを当接して測定する。そして、第1実施形態での補助底壁15に代えて、CVDコーティングによる絶縁膜16にて水晶検査端子11を覆う。
【0028】
このような構成であれば、第1実施形態と同様に、セット基板への搭載時の電気的短絡を防止する。そして、絶縁膜16は補助底壁15に比較して無視できる程度の厚みなので、表面実装発振器の低背化を維持できる。
【0029】
(第3実施形態、請求項1、4に相当)
第3図は本発明の第3実施形態を説明する表面実装発振器の図であり、第3図(a)は水晶振動子の測定時の底面図、第3図(b)は同測定後の底面図である。なお、前実施形態と同一部分には同番号を付与してその説明は簡略又は省略する。
【0030】
第3実施形態では、各実施形態と同様に、水晶振動子(水晶片3)の単独となる振動特性を、容器本体1の外底面に設けた水晶検査端子11にプローブを当接して測定する。そして、ここでは、レーザーやガスイオンの照射等によって水晶検査端子11を削り取る。これにより、容器本体1の外底面には水晶検査端子11は露出しない状態にする。
【0031】
このような構成であれば、各実施形態と同様に、セット基板への搭載時の電気的短絡を防止する。そして、容器本体1の外底面には水晶検査端子11が存在しないため、浮遊容量が増加することもない。
【0032】
(他の事項)
第1実施形態では補助底壁は平板面としたが、例えば第4図に示したように、補助底壁15に4角部を除く十字状の溝17を設けてもよい。これにより、例えばセラミックとした補助底壁と例えばガラスエポキシとしたセット基板との熱膨張係数差による導電接合材としての例えば半田に生ずる亀裂の発生を防止できる。
【0033】
また、第1実施形態から第3実施形態の表面実装発振器では、水晶検査端子11は容器本体1の外側面に形成された導電路12によって水晶片3と電気的に接続している。しかしながら、例えば、底壁1cに形成するスルーホール及び底壁1c上の導電路、中間枠壁1bに形成するスルーホールによって、水晶検査端子11が水晶片3と電気的に接続する場合においても適用できることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【0034】
【図1】本発明の第1実施形態を説明する表面実装発振器の組立分解図である。
【図2】本発明の第2実施形態を説明する表面実装発振器の図であり、第2図(a)は正面図、第2図(b)は底面図である。
【図3】本発明の第3実施形態を説明する表面実装発振器の図であり、第3図(a)は水晶振動子の測定時の底面図、第3図(b)は同測定後の底面図である。
【図4】本発明の他の実施形態を説明する表面実装発振器(補助底壁)の底面図である。
【図5】従来例を説明する表面実装用発振器の図で、第5図(a)は水晶振動子の測定時の正面図、第5図(b)は同測定後の正面図、第5図(c)は底面図である。
【図6】従来例を説明する水晶振動子の平面図である。
【符号の説明】
【0035】
1 容器本体、2 ICチップ、3 水晶片、4 カバー、5 水晶端子、6 バンプ、7 実装端子、8a 励振電極、8b 引出電極、9 導電性接着剤、10 水晶保持端子、11 水晶検査端子、12 導電路、13 金属リング、14 補助実装端子、15 補助底壁、16 絶縁膜、17 十字状の溝。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
底壁及び枠壁からなる凹状とした容器本体に、水晶片及び前記水晶片と電気的に接続して発振回路を形成するICチップを収容し、前記容器本体にカバーを接合して前記水晶片及び前記ICチップを密閉封入し、前記容器本体の外底面には前記ICチップの各端子が電気的に接続する実装端子が形成された表面実装用の水晶発振器において、前記容器本体の外底面に予め形成されて前記水晶片の振動特性を測定後に覆われ又は削除される水晶検査端子を有することを特徴とする表面実装用の水晶発振器。
【請求項2】
請求項1において、前記実装端子と対応する位置の両主面に電気的に接続した一対の補助実装端子が設けられた補助底壁を、前記容器本体の外底面に固着して、前記水晶検査端子が覆われた表面実装用の水晶発振器。
【請求項3】
請求項1において、前記水晶検査端子は絶縁膜で覆われた表面実装用の水晶発振器。
【請求項4】
請求項1において、前記水晶検査端子は削り取られる表面実装用の水晶発振器。

【図6】
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【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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【公開番号】特開2010−103749(P2010−103749A)
【公開日】平成22年5月6日(2010.5.6)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−273136(P2008−273136)
【出願日】平成20年10月23日(2008.10.23)
【出願人】(000232483)日本電波工業株式会社 (1,148)
【Fターム(参考)】