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発明の名称 圧電デバイス
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2007−184806(P2007−184806A)
公開日 平成19年7月19日(2007.7.19)
出願番号 特願2006−2112(P2006−2112)
出願日 平成18年1月10日(2006.1.10)
代理人 【識別番号】100095728
【弁理士】
【氏名又は名称】上柳 雅誉
発明者 石川 匡亨 / 清原 厚
要約 課題
小型化を図り、外部接続端子を設けるスペースを確保できる圧電デバイスを提供する。

解決手段
セラミックパッケージ11の内部に水晶振動片12が収容され、その内部を気密に封止された水晶振動子パッケージ10と、水晶振動子パッケージ10の外表面に接続された集積回路素子20と、を備え、集積回路素子20の各角部が水晶振動子パッケージ10の外周の各辺と向かい合うように配置され、かつ、水晶振動子パッケージ10の外表面に形成された電極パッド16と集積回路素子20に形成されたバンプ21とが接続され、集積回路素子20が接続された水晶振動子パッケージ10の面の少なくとも4隅に外部接続端子30が形成されている。
特許請求の範囲
【請求項1】
収容器の内部に圧電素子が収容され、その内部を気密に封止された圧電素子パッケージと、
前記圧電素子パッケージの外表面に接続された集積回路素子と、を備え、
前記集積回路素子の各角部が前記圧電素子パッケージの外周の各辺と向かい合うように配置され、かつ前記圧電素子パッケージの外表面に形成された電極パッドと前記集積回路素子の能動面に形成された接続端子とが接続され、
前記集積回路素子が接続された前記圧電素子パッケージの面の少なくとも4隅に外部接続端子が形成されていることを特徴とする圧電デバイス。
【請求項2】
請求項1に記載の圧電デバイスにおいて、
前記外部接続端子が金属柱状部材から構成されていることを特徴とする圧電デバイス。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、電子機器または通信機器に用いられる表面実装型の圧電デバイスに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、電子機器や通信機器の携帯性向上の要求から、機器の小型化が急速に進んでいる。このため、これらに用いられる水晶発振器などの圧電デバイスにもさらなる小型化・低背化が要求されている。
この圧電デバイスの小型化・低背化に対応した例として、特許文献1に示すような構造が知られている。この特許文献1では、圧電素子をセラミックパッケージ(収容器)内に気密封止し、セラミックパッケージの下面にIC(集積回路素子)をセラミックパッケージの辺とICの辺を略平行に配置してフェイスダウンボンディングしている。さらに、外部との接続のために、セラミックパッケージのIC実装面と同じ面に半田ボールを設けて外部接続端子としている。
【0003】
【特許文献1】特開2005−151116号公報(図4)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上記従来の圧電デバイスの構造において、さらなる圧電デバイスの小型化を図るにあたり、ICの大きさを変えないとすると、ICの大きさがセラミックパッケージの面積に対して相対的に大きな割合を占めるため、外部接続端子を設けるスペースが小さくなる問題がある。つまり、外部接続端子が小さくなり、圧電デバイスを外部基板に実装した場合、外部基板との接合強度が小さくなるという不具合が生じていた。
【0005】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は小型化を図り、外部接続端子を設けるスペースを確保できる圧電デバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するために、本発明の圧電デバイスは、収容器の内部に圧電素子が収容され、その内部を気密に封止された圧電素子パッケージと、前記圧電素子パッケージの外表面に接続された集積回路素子と、を備え、前記集積回路素子の各角部が前記圧電素子パッケージの外周の各辺と向かい合うように配置され、かつ前記圧電素子パッケージの外表面に形成された電極パッドと前記集積回路素子の能動面に形成された接続端子とが接続され、前記集積回路素子が接続された前記圧電素子パッケージの面の少なくとも4隅に外部接続端子が形成されていることを特徴とする。
【0007】
この構成によれば、集積回路素子の各角部が圧電素子パッケージの外周の各辺と向かい合うように配置されていることから、圧電素子パッケージの4隅に略三角形のスペースが生じ、このスペースを利用して外部接続端子を充分な大きさを確保して形成することができる。このことから、小型化された圧電素子パッケージの面積に対して相対的に大きな割合を占める集積回路素子を用いても、外部接続端子を形成する充分なスペースが確保でき、外部基板に実装した場合、外部基板との接合強度を確保できる圧電デバイスを提供できる。
【0008】
また、本発明の圧電デバイスは、前記外部接続端子が金属柱状部材から構成されていることが望ましい。
【0009】
このように、外部接続端子として金属ボールなどの金属柱状部材を用いれば、圧電素子パッケージに接続された集積回路素子の厚みを超える端子を容易に形成することができ、製造コストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。本実施形態では圧電デバイスとして水晶発振器を例にとり説明する。
(実施形態)
【0011】
図1は本実施形態における水晶発振器の構成を示し、図1(a)は模式平面図、図1(b)は模式部分断面図、図1(c)は模式底面図である。
水晶発振器1は、圧電素子としての水晶振動片12を収容した水晶振動子パッケージ10と集積回路素子20を備えている。水晶振動子パッケージ10には、収容器としてのセラミックパッケージ11の凹部に水晶振動片12が収容され、Agペーストなどの導電性接着剤14にて固定されている。また、セラミックパッケージ11の底面には複数の電極パッド16が設けられ、この内の所定の電極パッド16は、セラミックパッケージ11内の配線(図示せず)により、前述した導電性接着剤14を介して水晶振動片12に形成された励振電極13に導通するように構成されている。さらに、セラミックパッケージ11の上部には蓋体15が設けられ、水晶振動片12が収容された凹部の空間を減圧雰囲気あるいは不活性ガス雰囲気に保って、気密に封止されている。
【0012】
また、ICなどの集積回路素子20における一方の面には回路素子が形成され、この面に電極パッド(図示せず)が形成され、この電極パッド上には接続端子としてAuなどの金属からなるバンプ21が形成されている。そして、このバンプ21と水晶振動子パッケージ10の電極パッド16とが接続され、集積回路素子20が水晶振動子パッケージ10の底面に、いわゆるフェイスダウンボンディングされている。
【0013】
ここで集積回路素子20は、その各角部が水晶振動子パッケージ10における外周の各辺の略中央部と向かい合うように配置されている。
なお、この集積回路素子20には、水晶振動片12を励振させる発振回路、場合によりPLL回路、温度補償回路、記憶回路などを含んでいる。
さらに、水晶振動子パッケージ10の底面の4隅には電極パッド17が設けられ、その上に金属柱状部材として半田ボールなどの金属ボールで形成した外部接続端子30が形成されている。
この金属ボールは、水晶振動子パッケージ10の底面にフェイスダウンボンディングされた集積回路素子20の高さ(厚さ)よりも高くなるように形成されている。
【0014】
以上の構成の水晶発振器1は、集積回路素子20に備えられた発振回路により水晶振動片12が励振され、所定の外部接続端子30から所望の周波数信号を出力する。
【0015】
この実施形態の水晶発振器1によれば、集積回路素子20の各角部が水晶振動子パッケージ10の外周の各辺と向かい合うように配置されていることから、水晶振動子パッケージ10の4隅に略三角形のスペースが生じ、このスペースを利用して外部接続端子30を充分な大きさを確保して形成することができる。このことから、小型化された水晶振動子パッケージ10の面積に対して相対的に大きな割合を占める集積回路素子20を用いても、外部接続端子30を形成する充分なスペースが確保でき、外部基板に実装した場合、基板との接合強度を確保できる水晶発振器1を提供できる。
(変形例)
【0016】
次に、上記実施形態の変形例における集積回路素子の他の配置について説明する。
図2は変形例における集積回路素子の配置を示す模式底面図である。
本変形例では集積回路素子20の各角部が、水晶振動子パッケージ10における外周の各辺の中央部からはずれて向かい合うように配置されている。
集積回路素子20の配置は、水晶振動子パッケージ10の4隅に外部接続端子30を充分な大きさで形成できるスペースを確保でき、かつ集積回路素子20と外部接続端子30が短絡しない範囲であれば、どのように配置してもよい。
【0017】
このように集積回路素子20を水晶振動子パッケージ10に配置しても、水晶振動子パッケージ10の4隅に略三角形のスペースが生じ、このスペースを利用して外部接続端子30を充分な大きさを確保して形成することができ、本実施形態と同様な効果を得ることができる。
【0018】
なお、上記実施形態において、集積回路素子20と水晶振動子パッケージ10の接続を行った後に、それらの隙間にアンダーフィル(絶縁性樹脂)を充填して加熱硬化させ、集積回路素子20と水晶振動子パッケージ10の接続強度の向上および、集積回路素子20の保護を行っても良い。
【0019】
以上、上記実施形態では、水晶振動子を用いた水晶発振器を例に挙げ説明を行ったが、圧電素子の材料として水晶に限らず、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウムなどの圧電材料を用いた圧電振動子としても良い。
また、圧電素子として水晶振動片などの圧電振動子に代えてSAW(弾性表面波)素子、振動ジャイロ素子などを用いるSAW発振器、振動ジャイロセンサなどにおいても利用が可能であり、同様の効果を享受することができる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】本実施形態における水晶発振器の構成を示し、(a)は模式平面図、(b)は模式部分断面図、(c)は模式底面図。
【図2】本実施形態の変形例における集積回路素子の配置を示す模式底面図。
【符号の説明】
【0021】
1…圧電デバイスとしての水晶発振器、10…圧電素子パッケージとしての水晶振動子パッケージ、11…収容器としてのセラミックパッケージ、12…水晶振動片、15…蓋体、16,17…電極パッド、20…集積回路素子、21…接続端子としてのバンプ、30…外部接続端子。




 

 


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