JP2014107862A - 温度補償型発振器、電子機器、及び移動体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】温度補償型発振器としての温度補償型圧電発振器1は、振動片を内蔵した圧電振動子20と、振動片を駆動する機能および感温素子を有している回路素子としての電子部品(IC)25と、少なくとも一方に開口する凹部を有し、前記凹部に圧電振動子20、および電子部品(IC)25が収容されている容器としてのパッケージ10と、前記凹部の開口に一面が対向し、パッケージ10と接続されている蓋体40を有し、圧電振動子20と電子部品(IC)25とが前記パッケージの同一底面に平面視で並んで配置されている。
【選択図】図1
Description
図1は、本発明の一実施形態に係る温度補償型圧電発振器の内部構成を示した概略図であり、(a)は平面図、(b)は(a)のQ−Q’における断面図である。また図2は本実施形態の圧電発振器の外部構成を示した概略図であり、(a)は正面図、(b)は底面図である。
本実施の形態の温度補償型圧電発振器1は、第2の容器である気密容器として、セラミックを積層した積層セラミックパッケージ(以下、単に「パッケージ」と称する)10を備えている。パッケージ10は、基板11と、この基板11上に接合される第1の枠状側壁13と、第1の枠状側壁13上に接合される第2の枠状側壁15とからなる。第2の枠状側壁15の上面15bには、金属製(コバール材)のシールリング18が接合されている。
第1の枠状側壁13は、下面13a及び上面13bと連続した側面13cとからなり、基板11上に配置される。第1の枠状側壁13の側面13cには、下面13aから上面13bに達するキャスタレーション(第1の切欠部)14が形成されている。
第2の枠状側壁15もまた、下面15a及び上面15bと連続した側面15cとからなり、第1の枠状側壁13上に配置される。第2の枠状側壁15の側面15cには、下面15aから上面15bに達するキャスタレーション(第2の切欠部)16が形成されている。
圧電振動子20は、図示しない圧電振動片(振動片)を第1の容器である凹形状のセラミック製パッケージの凹部内に収容し、凹部内を不活性ガス(N2)で充填して図示しない金属製の、例えばコバール材の蓋体で覆って気密封止したものであり、パッケージ10の凹部にある導体膜32上に、金属製の蓋体側を対向させて導電性接着剤33を介して搭載されている。なお、圧電振動子20の内部は、他の不活性ガスで充填されていてもよいし、真空状態にしてもよい。
また、圧電振動子20のパッケージの上面には、外部接続端子21a、21bが形成されている。なお、圧電振動子20のパッケージの上面とは、パッケージ10に搭載された圧電振動子20を、パッケージ10の蓋体40の方向から視て、視認できる側の面である。換言すれば、圧電振動子20のパッケージの上面は、圧電振動子20のパッケージの凹部を覆う蓋体が接続された側と反対側の面である。
電子部品26は、例えばチップコンデンサー等であり、パッケージ10内の配線導体31に例えば半田を介して実装されている。
電子部品25の上面周縁部には、複数の端子電極25a、25a・・・が形成されており、端子電極25aの1つがボンディングワイヤー34により外部接続端子21aに接続され、端子電極25aの他の1つがボンディングワイヤー34により外部接続端子21bに接続されている。また残りの端子電極25aがパッケージ10の段差部、つまり、第1の枠状側壁13の上面13bに形成されたパッド電極30にボンディングワイヤー34により接続されている。なお、電子部品25の上面とは、蓋体40の方向から視認できる側の面を指している。
パッケージ10の上面に形成されたシールリング18には、図示しない金属製(コバール材)の蓋体40がシーム溶接されている。この際、パッケージ10の内部は、電子部品25、26、配線導体、端子電極等の経年変化を抑えるべく不活性ガス(窒素ガスN2)が封入されている。なお、パッケージ10の内部は他の不活性ガスが充填されていてもよいし、真空状態にしてもよい。
従って、この後、B−Bにより積層したグリーンシートG1、G2、G3を分割すればキャスタレーション12、14、16を備えたセラミックパッケージ10が得られる。
一例として、穴12’が円筒形の場合、その直径は0.15mm、穴16’の直径は0.08mmから0.1mm程度である。
また、キャスタレーション16のメッキも所定に位置(高さ)まで施すことが可能であり、パッケージ10のシールリング18に蓋体40をシーム溶接した場合に、蓋体40とキャスタレーション16との短絡を防止することができるという利点もある。
また、穴12’、14’、16’の形状としては円筒形が一般的であるが、楕円形、矩形等であってもよい。
いずれの場合もキャスタレーション12の深さは、従来のパッケージの深さと同じ程度として実装基板との接合強度を維持できる程度に保つことが重要である。また、キャスタレーション16または14、16の深さは、パッケージの10の強度を従来と同程度の強度を維持できる程度に保つことが重要である。
以上のように、本実施形態では、グリーンシートを分割してパッケージ10とした場合に、基板11の側面11cのキャスタレーション12、または基板11の側面11cのキャスタレーション12と、第1の枠状側壁13の側面13cのキャスタレーション14の深さを深くできるので、実装基板との接合強度を維持することができる。
また、実施形態では、第2の枠状側壁15の側面15cのキャスタレーション16の深さをキャスタレーション12、14より浅くすることができるので、パッケージ10の強度を確保しつつ温度補償型圧電発振器1を小型化することが可能である。
先ず、パッド電極30、配線導体31、導体膜32、キャスタレーション12、14、16等を備えた積層セラミック製のパッケージ10を用意する。
先ず、手順1として、図1に示したパッケージ10の容量用配線導体31上に、ディスペンサーを用いて半田を塗布する。
次に、手順2として、マウント装置を用いて半田上に容量(チップコンデンサー)26を搭載した後、次にこれを所定の温度分布のリフロー装置に通し、チップコンデンサー26を半田で固定する。
次に、手順3として、圧電振動子20および電子部品25搭載用の導体膜32にディスペンサー等を用いて、導電性接着剤33を塗布する。
次に、手順4として、導電性接着剤33上に圧電振動子20および電子部品25を搭載し、所定の温度(例えば150℃、0.5H)で導電性接着剤33を乾燥、硬化させる。
次いで、本発明の一実施形態に係る温度補償型発振器としての温度補償型圧電発振器1を適用した電子機器について、図5〜図7に基づき、詳細に説明する。なお、説明では、温度補償型圧電発振器1を適用した例を示している。
図8は移動体の一例としての自動車を概略的に示す斜視図である。自動車106には本発明に係る温度補償型圧電発振器1が搭載されている。例えば、同図に示すように、移動体としての自動車106には、温度補償型圧電発振器1を内蔵してタイヤ109などを制御する電子制御ユニット108が車体107に搭載されている。
Claims (7)
- 第1の容器に封入された振動片と、
少なくとも前記振動片を駆動する機能と、感温素子とを有している回路素子と、
少なくとも一方に開口する凹部を有し、前記凹部に第1の容器、および前記回路素子が収容されている第2の容器と、
前記凹部の開口に一面が対向し、前記第2の容器と接続されている蓋体と、
を備え、
前記第1の容器と、前記回路素子とは、前記凹部に平面視で並んで配置されていること、
を特徴とする温度補償型発振器。 - 前記凹部は、平面視で前記第1の容器と前記回路素子とが配置される領域に、導体膜が配置されていることを特徴とする、請求項1に記載の温度補償型発振器。
- 前記第1の容器と前記回路素子とは、導電性を有する接合部材を介して前記凹部に接合されていることを特徴とする、請求項1または2に記載の温度補償型発振器。
- 前記第1の容器は、金属で構成された少なくとも1つの面を有し、前記1つの面と前記凹部が対向していることを特徴とする、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の温度補償型発振器。
- 前記第1の容器は、前記蓋体の方向から見た面に前記振動片と電気的に接続された外部接続端子を有し、
前記回路素子は、前記蓋体の方向から見た面に端子電極を有し
前記接続端子と前記端子電極とが電気的に接続されていることを特徴とする、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の温度補償型発振器。 - 請求項1乃至5のいずれか一項に記載の温度補償型発振器が搭載されていることを特徴とする電子機器。
- 請求項1乃至5のいずれか一項に記載の温度補償型発振器が搭載されていることを特徴とする移動体。
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