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発明の名称 電子デバイス
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−158521(P2007−158521A)
公開日 平成19年6月21日(2007.6.21)
出願番号 特願2005−348050(P2005−348050)
出願日 平成17年12月1日(2005.12.1)
代理人 【識別番号】100091306
【弁理士】
【氏名又は名称】村上 友一
発明者 臼田 俊也
要約 課題
内部に設けられた電子部品本体に信号を確実に入力し、電子部品本体に書き込まれた信号の改変、消去を防ぐとともに、通常使用時に蓋体の電位が固定されている電子デバイスを提供する。

解決手段
電子デバイスは、パッケージベースに電子部品本体を実装して、前記パッケージベース上に金属製の蓋体18を接合した構成である。前記電子デバイスには、前記蓋体18と前記電子部品本体とを導通させるライン38が設けられており、前記蓋体18を前記電子部品本体に信号を入力するための端子としている。そして前記ライン38は、インピーダンス素子50を介して固定電位部に接続されている。
特許請求の範囲
【請求項1】
パッケージベースに電子部品本体を実装して、前記パッケージベース上に金属製の蓋体を接合した電子デバイスであって、
前記蓋体と前記電子部品本体とを導通させるラインを設けて、前記蓋体を前記電子部品本体に信号を入力するための端子とし、
インピーダンス素子を介して前記ラインと固定電位部とを接続した、
ことを特徴とする電子デバイス。
【請求項2】
前記インピーダンス素子は、前記電子部品本体と一体に構成されたことを特徴とする請求項1に記載の電子デバイス。
【請求項3】
前記インピーダンス素子は、前記パッケージベースに搭載されたことを特徴とする請求項1に記載の電子デバイス。
【請求項4】
前記固定電位部は接地部であることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の電子デバイス。
【請求項5】
前記パッケージベースに圧電振動片が搭載され、
前記電子部品本体は、前記信号が入力されて書き込まれる処理記憶部を備え、書き込まれた前記信号に基づいて前記圧電振動片を発振させる回路である、
ことを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の電子デバイス。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は電子デバイスに係り、これを形成した後に搭載されている電子部品本体に信号を入力させる構成の電子デバイスに関する。
【背景技術】
【0002】
電子デバイスには、凹陥部が設けられたパッケージベースを有し、この凹陥部の底面に電子部品本体を搭載するとともに、このパッケージベースの上面に蓋体を接合して凹陥部を封止したものがある。そして、この電子デバイスの一例として圧電発振器が挙げられる。この圧電発振器は、蓋体に対向させて圧電振動片をパッケージベースに搭載するとともに、電子部品本体として圧電振動片を発振させて周波数信号を出力する集積回路(IC)チップを搭載している。圧電振動片は、圧電基板の上下面に電極パターンを設けた構成である。また蓋体には、コバール等からなる金属製のものが使用されている。なお、このような圧電発振器について開示されたものとして特許文献1が挙げられる。
【0003】
また圧電発振器には、前述したように金属製の蓋体に対向させて圧電振動片をパッケージベースに搭載した構成であって、パッケージベースの裏面に設けられたグランド電位の外部端子と、蓋体とを導通させたものがある。なお、このような圧電発振器について開示されたものとして特許文献2が挙げられる。
【特許文献1】特開平8−307153号公報
【特許文献2】特開2000−77943号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
金属製の蓋体を接地させていない圧電発振器では、金属製の蓋体に対向させて圧電振動片をパッケージベースに搭載すると、金属製の蓋体と圧電振動片の電極パターンとの間で浮遊容量が生じてしまう。そして、この圧電発振器を出荷した後に蓋体を接地等して電位を与えてしまうと、圧電振動片の電極パターンと蓋体の間に生じる浮遊容量の容量値が変わってしまうので、圧電発振器の発振周波数が変わってしまう問題がある。
【0005】
具体的な例は、次のようになっている。携帯電話等のモジュール化された基板には、圧電発振器を始めとする様々な電子デバイスが搭載されている。この基板は、放射ノイズ等の電波障害を防止するために金属製の容器に入れられており、この容器をグランド電位に接地して、容器内のモジュールから放射されるノイズ(放射ノイズ)を抑えている。しかしながら、何らかの理由により容器に衝撃等が加わって凹むと、容器と圧電発振器の蓋体が接触してしまう虞がある。この接触が生じると圧電振動片の電極パターンと蓋体の間に生じている浮遊容量の容量値が変わるので、圧電発振器の発振周波数が変わってしまう問題がある。
【0006】
また圧電発振器の蓋体を、接地している外部端子と導通させた場合は、前述した問題が生じない。しかし、このような圧電発振器であっても、ICチップにデータを入力するためにパッケージベースの外部側面に複数の電極を設けていると、データの入力時に不良が発生する虞がある。すなわち、この圧電発振器にデータを入力する場合は、圧電発振器をソケットに挿入し、ソケットの外部からプローブを電極に接触させて、プローブを介して処理情報を入力しているが、側面に設けられた電極に対してプローブを正確に接触させる動作は煩雑なので、接触不良によってデータの入力ができない等の不良が発生する。
【0007】
また携帯電話等の電子機器が小型化されているのに伴い、様々な電子デバイスが基板に高密度に実装されている。このため圧電発振器は、隣接して実装されている電子デバイスに誤って接触し電気信号が負荷されると、圧電発振器内のICチップに書き込まれたデータが改変、消去されてしまう虞がある。
【0008】
本発明は、内部に設けられた電子部品本体に信号を確実に入力し、また電子部品本体に書き込まれた信号の改変、消去を防ぐとともに、通常使用時に蓋体の電位が固定されている電子デバイス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】
【0009】
本発明に係る電子デバイスは、パッケージベースに電子部品本体を実装して、前記パッケージベース上に金属製の蓋体を接合した電子デバイスであって、前記蓋体と前記電子部品本体とを導通させるラインを設けて、前記蓋体を前記電子部品本体に信号を入力するための端子とし、インピーダンス素子を介して前記ラインと固定電位部とを接続した、ことを特徴としている。
【0010】
これにより蓋体と固定電位部とをインピーダンス素子を介して接続できるので、蓋体から信号を入力するときはラインを介して電子部品本体に入力することができる。また信号が入力していない通常使用時は、蓋体がインピーダンス素子を介して固定電位部に接続されるので、蓋体の電位を固定することができ、電子部品本体に書き込まれた信号が改変、消去されるのを防ぐことができる。また蓋体が信号の入力される端子となっているので、信号を供給するプローブを蓋体に容易に接触させることができ、信号を確実に入力させることができる。
【0011】
そして前記インピーダンス素子は、前記電子部品本体と一体に構成されたことを特徴としている。これによりインピーダンス素子が電子部品本体内に設けられるので、インピーダンス素子をディスクリート部品としてパッケージベースに搭載する必要がなくなり、パッケージベースを省スペース化することができる。
【0012】
また前記インピーダンス素子は、前記パッケージベースに搭載されたことを特徴としている。現在使用されている電子部品本体やパッケージベースにインピーダンス素子を搭載すれば、電子部品本体に信号が入力されないときに蓋体と固定電位部とを接続できるので、電子部品本体に書き込まれた信号が改変、消去されるのを防止できる。
また前記固定電位部は接地部であることを特徴としている。これにより蓋体の電位をグランド電位に固定することができる。
【0013】
また前記パッケージベースに圧電振動片が搭載され、前記電子部品本体は、前記信号が入力されて書き込まれる処理記憶部を備え、書き込まれた前記信号に基づいて前記圧電振動片を発振させる回路である、ことを特徴としている。これにより圧電発振器から周波数信号が出力されるときは蓋体の電位が固定されるので、浮遊容量の影響により発振周波数が変動してしまうのを防止できる。すなわち圧電発振器は、周波数が一定の信号(周波数信号)を出力できるので、精度と信頼性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0014】
以下に、本発明に係る電子デバイスの最良の実施形態について説明する。なお本実施形態では、電子デバイスとして圧電発振器を用いた形態について説明するがこの形態に限定されることはなく、電子デバイスを形成した後に電子部品本体に信号を入力する形態に適用することができる。
【0015】
図1は圧電発振器の概略回路図である。図2は第1の実施形態に係る圧電発振器の断面図である。図2に示される圧電発振器10は、圧電振動片12、ICチップ14(電子部品本体)、パッケージベース16および蓋体18を備えている。圧電発振器10は、上側に向けて開口する凹陥部20が形成されたパッケージベース16を有している。このパッケージベース16の裏面には、外部端子22が設けられている。またパッケージベース16に設けられた凹陥部20の側面に階段状の段差が形成されており、この段差部24の上面にボンディング電極26やマウント電極28がそれぞれ複数設けられている。なお図2では、マウント電極28を1つだけ記載している。そして複数あるボンディング電極26のいずれか1つは蓋体18と導通している。また、これ以外のボンディング電極26のうちの一部はマウント電極28と導通しており、他は外部端子22と導通している。
【0016】
そして凹陥部20の底面にICチップ14が搭載されている。ICチップ14には、記憶手段、書き込み制御回路および端子周辺回路等が設けられた処理記憶部30や圧電振動片12を発振させる回路等が設けられている。そしてICチップ14は、この上面に設けられたパッド14aにワイヤボンディングが施されて、パッケージベース16に設けられたボンディング電極26とワイヤ34を介して導通されている。またマウント電極28上には、導電性接合材36を用いて圧電振動片12が搭載されている。この圧電振動片12は、圧電基板に電極パターン(不図示)を形成したものである。またパッケージベース16の上面には、凹陥部20を気密封止する金属製の蓋体18が接合されている。この蓋体18はICチップ14と導通しているので、ICチップ14に信号を入力するための端子となる。
【0017】
次に、ICチップ14の内部構成について説明する。圧電発振器10は、図1に示されるように、蓋体18(端子)とICチップ14がライン38によって導通されている。このライン38は、ICチップ14内を引き回され、抵抗素子40を介して処理記憶部30に接続している。このライン38には、第1整流素子42を介して電源電圧部44が接続されている。この電源電圧部44は、一定の電位を有するので、固定電位部となる。またライン38は、第2整流素子46を介して接地部48に接続されている。この接地部48は、接地しているので一定の電位を有することになり、固定電位部となる。またライン38は、インピーダンス素子50を介して接地部48と接続している。具体的には、インピーダンス素子50は第2整流素子46と並列接続しており、一端がライン38に接続され他端が接地部48と接続している。このインピーダンス素子50は、例えば抵抗素子であればよい。
【0018】
また外部端子22および蓋体18の機能は次のようになっている。圧電発振器10に外部端子22が4つ設けられている場合、外部端子22は通常のユーザ使用時(通常使用時)と、処理情報の入力時とで異なる機能が与えられる。すなわち外部端子22には、機能を共有しているものがある。
【0019】
通常のユーザ使用時においてこれらの外部端子22は、例えば圧電発振器10から周波数信号を出力するか否かを制御するための端子(ST)、接地端子(GND)、圧電発振器10から周波数信号を出力する端子(OUT)、電源電圧が供給される端子(VCC)となっていればよい。これに対し、処理情報の入力時において外部端子22および蓋体18(端子)は、例えばデータの書き込みに使用されるクロック信号(信号)の入力端子(SCLK)、このクロック信号に同期させてデータ(信号)が入力される端子(DATA)、接地端子(GND)、電源電圧が供給される端子(VCC)、データを書き込む状態にするための処理情報(信号)が入力される端子(PE)となっていればよい。
【0020】
このため、外部端子22および蓋体18の機能は、図3に示されるように割り当てることができる。なお図3に示される外部端子A〜Dは、4つ設けられている外部端子22を区別するために付した番号である。なお蓋体18は、図3に示されるPEの機能ばかりでなく、DATAまたはSCLKの機能が割り当てられてもよい。
【0021】
次に、圧電発振器10にデータを書き込むときの一例を説明する。なお圧電発振器10に設けられたICチップ14(処理記憶部30)に書き込まれるデータは、例えば圧電発振器10が位相同期回路を持っているもの(プログラマブル圧電発振器)であれば、任意の出力周波数を設定するためのデータであればよい。またデータは、圧電発振器10が温度補償機能を備えているもの(温度補償型圧電発振器)であれば、温度に応じて圧電振動片12の周波数温度特性を補正するためのデータであればよい。
【0022】
そしてデータを書き込むには、例えば図4に示される形態で行うことができる。図4は圧電発振器にプローブを接触させたときの説明図である。データの書き込みには、表面が導電性を有しているトレー60を用いる。このトレー60上に、トレー60と蓋体18が接触するように圧電発振器10が置かれる。そして圧電発振器10の上方からプローブ62を外部端子22に接触させるとともに、プローブ62をトレー60に接触させる。そしてトレー60に複数の圧電発振器10を置けば、一度に複数の圧電発振器10に対してデータを書き込むことができる。
【0023】
次に、外部端子22および蓋体18に、図3に示されるように機能を割り当てた場合、トレー60に接触したプローブ62から、このトレー60を介して蓋体18にデータを書き込むための処理情報を供給する。この処理情報は、ライン38を介してICチップ14(処理記憶部30)に入力される。すると処理記憶部30は、外部端子22の機能をSCLK、DATA、VCCおよびGNDに変更させる。そして各プローブ62から、クロック信号に同期させてデータをICチップ14に入力し、ICチップ14の内部に設けられた処理記憶部30に書き込む。書き込みが終了すると、外部端子22および蓋体18からプローブ62を離す。すると外部端子22および蓋体18は、ユーザ使用時の機能になる。このユーザ使用時になると蓋体18は、インピーダンス素子50を介して接地される。
そして圧電発振器10は、処理記憶部30に書き込まれたデータに基づいて圧電振動片12を発振させ、この発振周波数に基づいた周波数信号を出力する。
【0024】
このような圧電発振器10は、ICチップ14内の回路中にインピーダンス素子50を設けてライン38と接地部48を接続しているので、蓋体18の電位を固定することができる。そして、この圧電発振器10を電子機器の基板に実装するときは、圧電発振器10の蓋体18がインピーダンス素子50を介して接地されているので、ユーザ側の使用状況にかかわらず浮遊容量の影響により発振周波数が変動するのを防止できる。すなわち圧電発振器10の蓋体18と、電波障害を防止するための金属製の容器が接触しても、蓋体18と容器が同じグランド電位なので、圧電発振器10の発振周波数が変わることがない。
【0025】
また蓋体18は、インピーダンス素子50を介して接地されているので、静電気の帯電を防止することができる。また圧電発振器10では、インピーダンス素子50がICチップ14内の回路に設けられているため、インピーダンス素子50を外部実装する面積を必要とせず、省スペース化することができる。
【0026】
また圧電発振器10の外部端子22は、ユーザ使用時の機能および処理情報の書き込み時の機能を持っているので、それぞれの機能を共有することができる。したがって、ユーザ使用時の機能を持った端子と、書き込み使用時の機能を持った端子の両方を圧電発振器10に設ける必要がないので、プローブ62が接触される端子の数を削減することができる。そして圧電発振器10や他の電子デバイスを基板に高密度に実装した場合でも、プローブ62が接触する端子(蓋体18)の数が少ないので、この端子と他の電子デバイスが接触する可能性を極めて小さくすることができる。なお、仮に端子と電子デバイスが接触して電気信号が負荷されたときでも、端子が接地されているのでICチップ14(処理記憶部30)に書き込まれたデータが改変や消去されてしまうのを防止できる。
【0027】
また圧電発振器10は、上下方向からプローブ62が接触されるので、外部端子22や蓋体18等にプローブ62が接触しているか否かの確認を容易に行える。特に図4に示される場合では、一方向からのみプローブ62を外部端子22やトレー60に接触させればよいので、極めて容易にプローブ62を接触させることができる。したがって、圧電発振器10に設けられた処理記憶部30に処理情報を確実に入力できるとともに、データを確実に書き込むことができる。
【0028】
なお上述した実施形態では、インピーダンス素子50として、例えば抵抗素子を用いることができると説明したが、図5に示されるようにインピーダンス素子50としてトランジスタを用いることもできる。またインピーダンス素子50を介して蓋体18が接続される固定電位部は接地部48に限定されることはなく、実施形態に応じて図6に示されるように、インピーダンス素子50を介して蓋体18を電源電圧部44に接続することもできる。
【0029】
次に、第2の実施形態について説明する。なお第2の実施形態では、第1の実施形態と同様の構成部分に同番号を付し、その説明を省略または簡略する。図7は第2の実施形態に係る圧電発振器の概略平面図である。なお図7では、蓋体と圧電振動片の記載を省略している。
【0030】
第2の実施形態に係る圧電発振器10は、圧電振動片12、ICチップ14、パッケージベース16および蓋体18を備えている。パッケージベース16は、側面が階段状の段差が形成された凹陥部20を有している。この凹陥部20に形成されている下方の段差部24a上に複数のボンディング電極26(26a〜26h)が設けられ、上方の段差部24b上にマウント電極28が設けられている。ある1つのボンディング電極26hは、パッケージベース16の側壁に形成されたスルーホール32と導通している。このスルーホール32は、パッケージベース16の上面まで引き出されて、パッケージベース16の上面に接合される金属製の蓋体18と導通している。また蓋体18と導通しているボンディング電極26hに隣接したボンディング電極26gは、パッケージベース16の裏面に形成され、接地している外部端子22(接地外部端子)と導通している。そしてこれ以外のボンディング電極26a〜26fのいずれかはマウント電極28と導通し、他は前記接地外部端子以外の外部端子22と導通している。
【0031】
このようなパッケージベース16において、蓋体18と導通したボンディング電極26hと前記接地外部端子と導通したボンディング電極26gの上にインピーダンス素子50が搭載され、このインピーダンス素子50を介してこれらのボンディング電極26g,26hを導通させている。そして凹陥部20の底面にICチップ14が搭載され、ICチップ14上に設けられたパッド14aとボンディング電極26a〜26f,26hにワイヤボンディングが施されて、これらがワイヤ34を介して導通している。なお本実施形態のICチップ14は、図1に示されるICチップ14内にインピーダンス素子50が設けられていない形態である。
【0032】
そしてマウント電極28上には、図2に示される形態と同様にして圧電振動片12が搭載されている。またパッケージベース16上には、図2に示される形態と同様にして蓋体18が接合されて凹陥部20を気密封止している。このような圧電発振器10にデータを書き込む場合は、第1の実施形態と同様に行うことができる。
【0033】
そして、この圧電発振器10は、パッケージベース16にインピーダンス素子50を搭載しているので、蓋体18の電位を固定することができる。圧電発振器10を電子機器の基板に実装するときは、圧電発振器10の蓋体18がインピーダンス素子50を介して接地されているので、ユーザ側の使用状況にかかららず浮遊容量の影響により発振周波数が変動するのを防止できる。
【0034】
また蓋体18は、インピーダンス素子50を介して接地されているので、静電気の帯電を防止することができる。またインピーダンス素子50をパッケージベース16に搭載することができるので、ICチップ14内にライン38と固定電位部とを接続するインピーダンス素子50が設けられていない場合でも、インピーダンス素子50を介して蓋体18を固定電位にすることができる。
【0035】
また圧電発振器10の外部端子22は、ユーザ使用時の機能および処理情報の入力時の機能を持っているので、それぞれの機能を共有することができる。したがって、ユーザ使用時の機能を持った端子と、処理情報の入力時の機能を持った端子プローブ62が接触される端子の数を削減することができる。そして圧電発振器10や他の電子デバイスを基板に高密度に実装した場合でも、プローブ62が接触する端子(蓋体18)の数が少ないので、この端子と他の電子デバイスが接触する可能性を極めて小さくすることができる。なお、仮に端子と電子デバイスが接触して電気信号が負荷されたときでも、端子が接地されているのでICチップ14(処理記憶部30)に書き込まれたデータが改変や消去されてしまうのを防止できる
【0036】
また圧電発振器10は、上下方向からプローブ62が接触されるので、プローブ62が端子等に接触しているか否かの確認が容易に行える。したがって、圧電発振器10の内部に設けられた処理記憶部30に処理情報を確実に入力できるとともに、データを確実に書き込むことができる。
【図面の簡単な説明】
【0037】
【図1】圧電発振器の概略回路図である。
【図2】第1の実施形態に係る圧電発振器の断面図である。
【図3】外部端子および蓋体の機能の割り当てを説明する図である。
【図4】圧電発振器にプローブを接触させたときの説明図である。
【図5】インピーダンス素子の変形例を示す概略回路図である。
【図6】インピーダンス素子の接続先の変形例を示す概略回路図である。
【図7】第2の実施形態に係る圧電発振器の概略平面図である。
【符号の説明】
【0038】
10………圧電発振器、12………圧電振動片、14………ICチップ、16………パッケージベース、18………蓋体、30………処理記憶部、38………ライン、44………電源電圧部、48………接地部、50………インピーダンス素子。




 

 


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