JP2015211314A - Crystal oscillator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子機器等に用いられる水晶振動子に関するものである。 The present invention relates to a crystal resonator used in an electronic device or the like.
水晶振動子は、水晶素子の圧電効果を利用して、特定の周波数を発生させるものである。例えば、基板と、第一凹部を設けるために基板の上面に設けられた第一枠体と、第二凹部を設けるために基板の下面に設けられた第二枠体とを有しているパッケージと、基板の上面に設けられた電極パッドに実装された水晶素子と、基板の下面に設けられた接続パッドに実装された感温素子と、を備えた水晶振動子が提案されている(例えば、下記特許文献1参照)。
The crystal resonator generates a specific frequency by using the piezoelectric effect of the crystal element. For example, a package having a substrate, a first frame provided on the upper surface of the substrate for providing the first recess, and a second frame provided on the lower surface of the substrate for providing the second recess. And a crystal resonator that is mounted on an electrode pad provided on the upper surface of the substrate and a temperature sensitive device that is mounted on a connection pad provided on the lower surface of the substrate has been proposed (for example, , See
上述した水晶振動子は、第二凹部内に感温素子が半田等の導電性接合材を用いて実装されている。このような水晶振動子は、小型化が進んでおり、接続パッドの面積も小さくなってしまうため、接続パッドに設けられる導電性接合材の量も少なくなってしまう。よって、このような水晶振動子は、導電性接合材と感温素子との接合強度が低下してしまう虞があった。 In the above-described quartz resonator, the temperature sensitive element is mounted in the second recess using a conductive bonding material such as solder. Such a crystal resonator has been miniaturized and the area of the connection pad is reduced, so that the amount of the conductive bonding material provided on the connection pad is also reduced. Therefore, in such a crystal resonator, there is a concern that the bonding strength between the conductive bonding material and the temperature sensitive element may be reduced.
本発明は前記課題に鑑みてなされたものであり、導電性接合材と感温素子との接合強度を向上させることが可能な水晶振動子を提供することを課題とする。 This invention is made | formed in view of the said subject, and makes it a subject to provide the crystal oscillator which can improve the joint strength of an electroconductive joining material and a temperature sensing element.
本発明の一つの態様による水晶振動子は、矩形状の基板と、基板の上面に設けられた枠体と、基板の下面に設けられた実装枠体と、基板の下面の外周縁に沿って設けられた接合端子と、実装枠体の上面の外周縁に沿って設けられた接合パッドと、枠体内で基板の上面に設けられた一対の電極パッドと、実装枠体内で基板の下面に設けられた一対の接続パッドと、接続パッドと電気的に接続され、基板の下面に設けられた一対の実装パッドと、電極パッドに実装された水晶素子と、接続パッド及び実装パッドに導電性接合材で実装され感温素子と、枠体の上面に接合された蓋体と、を備え、接合端子と接合パッドとが電気的に接合されていることを特徴とするものである。 A crystal resonator according to one aspect of the present invention includes a rectangular substrate, a frame provided on the upper surface of the substrate, a mounting frame provided on the lower surface of the substrate, and an outer peripheral edge of the lower surface of the substrate. Provided bonding terminals, bonding pads provided along the outer peripheral edge of the upper surface of the mounting frame, a pair of electrode pads provided on the upper surface of the substrate within the frame, and provided on the lower surface of the substrate within the mounting frame A pair of connection pads, a pair of mounting pads electrically connected to the connection pads and provided on the lower surface of the substrate, a crystal element mounted on the electrode pads, and a conductive bonding material to the connection pads and the mounting pads And a lid body bonded to the upper surface of the frame body, and the bonding terminal and the bonding pad are electrically bonded to each other.
本発明の一つの態様による水晶振動子は、矩形状の基板と、基板の上面に設けられた枠体と、基板の下面に設けられた実装枠体と、基板の下面の外周縁に沿って設けられた接合端子と、実装枠体の上面の外周縁に沿って設けられた接合パッドと、枠体内で基板の上面に設けられた一対の電極パッドと、実装枠体内で基板の下面に設けられた一対の接続パッドと、接続パッドと電気的に接続され、基板の下面に設けられた一対の実装パッドと、電極パッドに実装された水晶素子、接続パッド及び実装パッドに導電性接合材で実装された感温素子と、枠体の上面に接合された蓋体と、を備え、接合端子と接合パッドとが電気的に接合されている。このようにすることにより、水晶振動子は、感温素子を接合している導電性接合材が接続パッドだけでなく実装パッドにも設けられるため、導電性接合材の量を確保することができ、実装パッドから感温素子の接続端子の側面に向かって徐々に導電性接合材の厚みが増すような傾斜であるフィレットが形成されることになり、導電性接合材と感温素子との接合強度を向上させることが可能となる。 A crystal resonator according to one aspect of the present invention includes a rectangular substrate, a frame provided on the upper surface of the substrate, a mounting frame provided on the lower surface of the substrate, and an outer peripheral edge of the lower surface of the substrate. Provided bonding terminals, bonding pads provided along the outer peripheral edge of the upper surface of the mounting frame, a pair of electrode pads provided on the upper surface of the substrate within the frame, and provided on the lower surface of the substrate within the mounting frame A pair of connection pads, a pair of mounting pads electrically connected to the connection pads and provided on the lower surface of the substrate, a crystal element mounted on the electrode pads, the connection pads, and the mounting pads with a conductive bonding material. The mounted temperature sensitive element and a lid bonded to the upper surface of the frame body are provided, and the bonding terminal and the bonding pad are electrically bonded. By doing so, the crystal resonator can ensure the amount of the conductive bonding material because the conductive bonding material for bonding the temperature sensitive element is provided not only on the connection pad but also on the mounting pad. Then, a fillet having an inclination that gradually increases the thickness of the conductive bonding material from the mounting pad toward the side surface of the connection terminal of the temperature sensitive element is formed, and the conductive bonding material and the temperature sensitive element are bonded. Strength can be improved.
本実施形態における水晶振動子は、図1〜図6に示されているように、パッケージ110と、パッケージ110の上面に接合された水晶素子120と、パッケージ110の下面に接合された感温素子150とを含んでいる。パッケージ110は、基板110aの上面と枠体110bの内側面によって囲まれた第一凹部K1が形成されている。また、基板110aの下面と実装枠体160の内側面によって囲まれた第二凹部K2が形成されている。このような水晶振動子は、電子機器等で使用する基準信号を出力するのに用いられる。
As shown in FIGS. 1 to 6, the crystal resonator according to this embodiment includes a
基板110aは、矩形状であり、上面に実装された水晶素子120及び下面に実装された感温素子150を実装するための実装部材として機能するものである。基板110aの上面には、水晶素子120を実装するための電極パッド111が設けられており、基板110aの下面には、感温素子150を実装するための接続パッド115が設けられている。また、基板110aの一辺に沿って、水晶素子120を接合するための第一電極パッド111a及び第二電極パッド111bが設けられている。基板110aの下面の四隅には、接合端子112が設けられている。また、四つの接合端子112の内の二つが、水晶素子120と電気的に接続されている。また、四つの接合端子112の内の二つが、感温素子150と電気的に接続されている。また、水晶素子120と電気的に接続されている第一接合端子112a及び第三接合端子112cは、基板110aの下面の対角に位置するように設けられている。また、感温素子150と電気的に接続されている第二接合端子112b及び第四接合端子112dは、水晶素子120と接続されている第一接合端子112a及び第三接合端子112cが設けられている対角とは異なる基板110aの対角に位置するように設けられている。
The substrate 110a has a rectangular shape and functions as a mounting member for mounting the
基板110aは、例えばアルミナセラミックス又はガラス−セラミックス等のセラミック材料である絶縁層からなる。基板110aは、絶縁層を一層用いたものであっても、絶縁層を複数層積層したものであってもよい。基板110aの表面及び内部には、上面に設けられた電極パッド111と、基板110aの下面に設けられた接合端子112とを電気的に接続するための配線パターン113及びビア導体114が設けられている。また、基板110aの表面には、下面に設けられた接続パッド115と、基板110aの下面に設けられた接合端子112とを電気的に接続するための接続パターン117が設けられている。
The substrate 110a is made of an insulating layer made of a ceramic material such as alumina ceramic or glass-ceramic. The substrate 110a may be one using an insulating layer or may be a laminate of a plurality of insulating layers. A
枠体110bは、基板110aの上面の外周縁に沿って配置され、基板110aの上面に第一凹部K1を形成するためのものである。枠体110bは、例えばアルミナセラミックス又はガラス−セラミックス等のセラミック材料からなり、基板110aと一体的に形成されている。 The frame 110b is disposed along the outer peripheral edge of the upper surface of the substrate 110a, and is for forming the first recess K1 on the upper surface of the substrate 110a. The frame 110b is made of a ceramic material such as alumina ceramics or glass-ceramics, and is formed integrally with the substrate 110a.
電極パッド111は、水晶素子120を実装するためのものである。電極パッド111は、基板110aの上面に一対で設けられており、基板110aの一辺に沿うように隣接して設けられている。電極パッド111は、図3及び図4に示されているように基板110aの上面に設けられた配線パターン113とビア導体114を介して、基板110aの下面に設けられた接合端子112と電気的に接続されている。
The electrode pad 111 is for mounting the
電極パッド111は、図3に示すように、第一電極パッド111a及び第二電極パッド111bによって構成されている。また、接合端子112は、図4(b)に示すように第一接合端子112a、第二接合端子112b、第三接合端子112c及び第四接合端子112dによって構成されている。ビア導体114は、第一ビア導体114a、第二ビア導体114b及び第三ビア導体114cによって構成されている。また、配線パターン113は、第一配線パターン113a及び第二配線パターン113bによって構成されている。第一電極パッド111aは、基板110aに設けられた第一配線パターン113aの一端と電気的に接続されている。また、第一配線パターン113aの他端は、第一ビア導体114aを介して、第一接合端子112aと電気的に接続されている。よって、第一電極パッド111aは、第一接合端子112aと電気的に接続されることになる。第二電極パッド111bは、基板110aに設けられた第二配線パターン113bの一端と電気的に接続されている。また、第二配線パターン113bの他端は、第三ビア導体114cを介して、第三接合端子112cと電気的に接続されている。
As shown in FIG. 3, the electrode pad 111 is composed of a first electrode pad 111a and a second electrode pad 111b. Further, as shown in FIG. 4B, the
接合端子112は、実装枠体160の接合パッド161と電気的に接合するために用いられている。接合端子112は、基板110aの下面の四隅に設けられている。接合端子112の内の二つの端子は、基板110aの上面に設けられた一対の電極パッド111とそれぞれ電気的に接続されている。また、電極パッド111と電気的に接続されている接合端子112は、基板110aの下面の対角に位置するように設けられている。また、第二接合端子112bは、第二ビア導体114bを介して、封止用導体パターン118と電気的に接続されている。
The
配線パターン113は、基板110aの上面に設けられ、電極パッド111から近傍のビア導体114に向けて引き出されている。また、配線パターン113は、図3に示すように、第一配線パターン113a及び第二配線パターン113bによって構成されている。
The
ビア導体114は、基板110aの内部に設けられ、その両端は、配線パターン113、接続パターン117又は、封止用導体パターン118と電気的に接続されている。ビア導体114は、基板110aに設けられた貫通孔の内部に導体を充填することで設けられている。また、ビア導体114は、図3及び図6に示すように、第一ビア導体114a、第二ビア導体114b及び第三ビア導体114cによって構成されている。
The via
接続パッド115は、矩形状であり、後述する感温素子150を実装するために用いられている。また、接続パッド115は、図6に示すように、第一接続パッド115a及び第二接続パッド115bによって構成されている。導電性接合材170は、接続パッド115の下面と感温素子150の接続端子151との間に設けられている。
The
実装パッド116は、矩形状であり、感温素子150を実装すると共に、後述する導電性接合材170の量を確保するために用いられる。導電性接合材170は、実装パッド116から感温素子150の接続端子151に向かって徐々に厚みが増すように傾斜が形成されている。つまり、実装パッド116には、導電性接合材170のフィレットが形成されることになる。このようにフィレットが形成されることにより、感温素子150は、接続パッド115及び実装パッド116との接合強度を向上させることができる。
The mounting
また、第二実装パッド116bは、平面視して、一対の電極パッド111の間を位置するようにして設けられている。また、このようにすることによって、水晶素子120から伝わる熱が、電極パッド111から直下にある基板110aを介して、第二実装パッド116bから第二接続パッド115bに伝わることになる。よって、このような水晶振動子は、熱伝導経路をさらに短くすることができるので、水晶素子120の温度と感温素子150の温度とが近似することになり、感温素子150から出力された電圧を換算することで得られた温度と、実際の水晶素子120の周囲の温度との差異をさらに低減することが可能となる。
The
ここで基板110aを平面視したときの長辺の寸法が、1.2〜2.5mmであり、短辺の寸法が、1.0〜2.0mmである場合を例にして、接続パッド115及び実装パッド116の大きさを説明する。接続パッド115の基板110aの短辺と平行な辺の長さは、0.2〜0.5mmであり、基板110aの長辺と平行な辺の長さは、0.25〜0.55mmとなっている。実装パッド116の基板110aの短辺と平行な辺の長さは、0.2〜0.5mmであり、基板110aの長辺と平行な辺の長さは、0.1〜0.4mmとなっている。このように、実装パッド116の基板110aの中心方向を向く一辺の長さは、接続パッド115の基板110aの中心方向を向く一辺の長さと比して同じ長さになるように設けられている。よって、導電性接合材170が、平面視して、図6に示すように、接続パッド115から実装パッド116に向かって接合されるので、従来の水晶振動子と比して導電性接合材170の接合面積が大きくなり、接合強度を向上させることが可能となる。また、第一接続パッド115aと第二接続パッド115bとの間の長さは、0.1〜0.3mmとなっている。
Here, taking the case where the long side dimension of the substrate 110a as viewed in plan is 1.2 to 2.5 mm and the short side dimension is 1.0 to 2.0 mm, the
第一接続パッド115a及び第一実装パッド116aと、第二接合端子112bとは、基板110aの下面に設けられた第一接続パターン117aにより接続されている。また、第二接続パッド115b及び第二実装パッド116bと、第四接合端子112dとは、基板110aの下面に設けられた第二接続パターン117bにより接続されている。
The first connection pads 115a and the first mounting pads 116a and the
接続パターン117は、基板110aの下面に設けられ、実装パッド116から近傍の接合端子112に向けて引き出されている。また、接続パターン117は、図4(a)に示すように、第一接続パターン117a及び第二接続パターン117bによって構成されている。第一接続パターン117aの長さと第二接続パターン117bの長さは、略等しい長さとなる。ここで、略等しい長さとは、基板110aの下面に設けられた第一接続パターン117aの長さと基板110aの下面に設けられた第二接続パターン117bの長さとの差が0〜200μm異なるものを含むものとする。接続パターン117の長さは、各接続パターン117の中心を通る直線の長さを測定したものとする。つまり、第一接続パターン117aの配線長と、第二接続パターン117bの配線長とが略等しい長さとなることによって、発生する抵抗値が等しくなり、感温素子150に付与される負荷抵抗も均一になるため、安定して電圧を出力することが可能となる。
The
また、第二接続パターン117bは、平面視して、第一電極パッド111aと重なるようにして設けられている。また、このようにすることによって、水晶素子120から伝わる熱が、第一電極パッド111から直下にある基板110aを介して、第二接続パターン117bから第二実装パッド116b及び第二接続パッド115bに伝わることになる。よって、このような水晶振動子は、熱伝導経路をさらに短くすると共に熱伝導経路の数をさらに増やすことにより、水晶素子120の温度と感温素子150の温度とが近似することになり、感温素子150から出力された電圧を換算することで得られた温度と、実際の水晶素子120の周囲の温度との差異をさらに低減することが可能となる。
The
封止用導体パターン118は、蓋体130と封止部材131を介して接合する際に、封止部材131の濡れ性をよくする役割を果たしている。封止用導体パターン118は、図3及び図4に示すように、第二ビア導体114bを介して、第二接合端子112bと電気的に接続されている。封止用導体パターン118は、例えばタングステン又はモリブデン等から成る導体パターンの表面にニッケルメッキ及び金メッキを順次、第一枠体110bの上面を環状に囲む形態で施すことによって、例えば10〜25μmの厚みに形成されている。
The sealing conductor pattern 118 plays a role of improving the wettability of the sealing member 131 when it is joined to the
ここで、基板110aの作製方法について説明する。基板110aがアルミナセラミックスから成る場合、まず所定のセラミック材料粉末に適当な有機溶剤等を添加・混合して得た複数のセラミックグリーンシートを準備する。また、セラミックグリーンシートの表面或いはセラミックグリーンシートに打ち抜き等を施して予め穿設しておいた貫通孔内に、従来周知のスクリーン印刷等によって所定の導体ペーストを塗布する。さらに、これらのグリーンシートを積層してプレス成形したものを、高温で焼成する。最後に、導体パターンの所定部位、具体的には、電極パッド111、接合端子112、配線パターン113、ビア導体114、接続パッド115、実装パッド116、接続パターン117及び封止用導体パターン118となる部位にニッケルメッキ又、金メッキ、銀パラジウム等を施すことにより作製される。また、導体ペーストは、例えばタングステン、モリブデン、銅、銀又は銀パラジウム等の金属粉末の焼結体等から構成されている。
Here, a method for manufacturing the substrate 110a will be described. When the substrate 110a is made of alumina ceramic, first, a plurality of ceramic green sheets obtained by adding and mixing an appropriate organic solvent or the like to a predetermined ceramic material powder is prepared. In addition, a predetermined conductor paste is applied to the surface of the ceramic green sheet or a through-hole previously punched by punching the ceramic green sheet by screen printing or the like. Further, these green sheets are laminated and press-molded and fired at a high temperature. Finally, a predetermined portion of the conductor pattern, specifically, the electrode pad 111, the
実装枠体160は、基板110aの下面の外周縁に沿って接合され、基板110aの下面に第二凹部K2を形成するためのものである。実装枠体160は、例えばガラスエポキシ樹脂等の絶縁性基板からなり、基板110aの下面と導電性接合材170を介して接合される。実装枠体160の内部には、図5に示すように、上面に設けられた接合パッド161と、実装枠体160の下面に設けられた外部端子162とを電気的に接続するための導体部163が設けられている。実装枠体160の上面の四隅には、接合パッド161が設けられ、下面の四隅には、外部端子162が設けられている。また、四つの外部端子162の内の二つが、水晶素子120と電気的に接続されて、水晶素子120の入出力端子として用いられる。また、四つの外部端子162の内の二つが、感温素子150と電気的に接続されている。また、水晶素子120と電気的に接続されている第一外部端子162a及び第三外部端子162cは、実装枠体160の下面の対角に位置するように設けられている。また、感温素子150と電気的に接続されている第二外部端子162b及び第四外部端子162dは、水晶素子120と接続されている第一外部端子162a及び第三外部端子162cが設けられている対角とは異なる実装枠体160の対角に位置するように設けられている。
The mounting
接合パッド161は、基板110aの接合端子112と導電性接合材170を介して電気的に接合するためのものである。接合パッド161は、図5(a)に示すように、第一接合パッド161a、第二接合パッド161b、第三接合パッド161c及び第四接合パッド161dによって構成されている。また、外部端子162は、図5(b)に示すように第一外部端子162a、第二外部端子162b、第三外部端子162c及び第四外部端子162dによって構成されている。導体部163は、第一導体部163a、第二導体部163b、第三導体部163c及び第四導体部163dによって構成されている。第一接合パッド161aは、第一導体部163aを介して、第一外部端子162aと電気的に接続され、第二接合パッド161bは、第二導体部163bを介して、第二外部端子162bと電気的に接続されている。第三接合パッド161cは、第三導体部163cを介して、第三外部端子162cと電気的に接続され、第四接合パッド161dは、第四導体部163dを介して、第四外部端子162dと電気的に接続されている。
The
外部端子162は、電子機器等の実装基板に実装するためのものである。外部端子162は、実装枠体160の下面の四隅に設けられている。外部端子162の内の二つの端子は、基板110aの上面に設けられた一対の電極パッド111とそれぞれ電気的に接続されている。外部端子162の内の残りの二つの端子は、基板の下面に設けられた一対の接続パッド115と電気的に接続されている。また、第二外部端子162bは、電子機器等の実装基板上の基準電位であるグランド電位と接続されている実装パッドと接続されている。これにより、封止用導体パターン118に接合された蓋体130がグランド電位となっている第二外部端子162bに接続される。よって、蓋体130による第一凹部K1内のシールド性が向上する。
The
導体部163は、基板110aの上面の接合パッド161と、下面の外部端子162を電気的に接続するためのものである。導体部163は、実装枠体160の四隅に貫通孔を設け、貫通孔の内壁面に導電部材を形成し、その上面を接合パッド161で塞ぎ、その下面を外部端子162で塞ぐことにより形成されている。
The
第二凹部K2の開口部の形状は、平面視して、矩形状となっている。ここで基板110aを平面視したときの長辺の寸法が、1.2〜2.5mmであり、短辺の寸法が、1.0〜2.0mmである場合を例にして、第二凹部K2の開口部の大きさを説明する。第二凹部K2の長辺の長さは、0.6〜1.2mmであり、短辺の長さは、0.3〜1.0mmとなっている。 The shape of the opening of the second recess K2 is a rectangular shape in plan view. Here, taking the case where the long side dimension of the substrate 110a in plan view is 1.2 to 2.5 mm and the short side dimension is 1.0 to 2.0 mm, the second concave portion is taken as an example. The size of the opening of K2 will be described. The length of the long side of the second recess K2 is 0.6 to 1.2 mm, and the length of the short side is 0.3 to 1.0 mm.
実装枠体160の基板110aへの接合方法について説明する。まず、導電性接合材170は、例えばディスペンサ及びスクリーン印刷によって第一接合パッド161a、第二接合パッド161b、第三接合パッド161c及び第四接合パッド161d上に塗布される。基板110aは、基板110aの接合端子が導電性接合材170上に位置するようにして搬送され、導電性接合材170上に載置される。そして導電性接合材170は、加熱硬化させることによって、硬化収縮される。これによって、基板110aの接合端子112は、接合パッド161に接合される。つまり、基板110aの第一接合端子112aは、第一接合パッド161aと接合され、基板110aの第二接合端子112bは、第二接合パッド161bと接合される。また、基板110aの第三接合端子112cは、第三接合パッド161cと接合され、基板110aの第四接合端子112dは、第四接合パッド161dと接合されることになる。
A method for joining the mounting
また、基板110aの接合端子112と実装枠体160の接合パッド161とを導電性接合材170を介して接合されることで、図2(b)に示すように、基板110aと実装枠体160との間に導電性接合部材170の厚みと、接合端子112と接合パッド161の厚みとを足した分の間隙部Hが設けられる。これにより、例えば、本実施形態の水晶振動子が電子機器等の実装基板に実装されている場合に、この実装基板に実装されている他のパワーアンプ等の電子部品が発熱し、その熱が実装基板を介して第二凹部K2内に伝わったとしても、その熱によって熱せられた空気が第二凹部K2内にこもらずに、間隙部Hを通じて熱せられた空気が外部に出されると共に、外部の空気が間隙部Hを通じて第二凹部K2内に入り込むので、第二凹部K2内に感温素子150に対して熱の影響が緩和することができる。よって、このような水晶振動子は、感温素子150から出力された電圧を換算することで得られた温度と、実際の水晶素子120の周囲の温度との差異を低減することができる。
Further, the
ここで、実装枠体160の作製方法について説明する。実装枠体160がガラスエポキシ樹脂である場合は、ガラス繊維から成る基材にエポキシ樹脂の前駆体を含浸させ、このエポキシ樹脂前駆体を所定の温度で熱硬化させることによって製作される。また、導体パターンの所定部位、具体的には、接合パッド161及び外部端子162は、例えば、ガラスエポキシ樹脂から成る樹脂シート上に、所定の形状に加工した銅箔を転写し、銅箔が転写された樹脂シートを積層して接着剤で接着することによって形成する。また、導体部163は、導体ペーストの印刷またはめっき法によって樹脂シートに形成した貫通孔の内面に被着形成するか、貫通孔を充填して形成する。このような導体部163は、例えば金属箔または金属柱を樹脂成形によって一体化させたり、スパッタリング法,蒸着法等を用いて被着させたりすることで形成される。
Here, a method for manufacturing the mounting
水晶素子120は、図1及び図2に示されているように、導電性接着剤140を介して電極パッド111上に接合されている。水晶素子120は、安定した機械振動と圧電効果により、電子装置等の基準信号を発振する役割を果たしている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
また、水晶素子120は、図1及び図2に示されているように、水晶素板121の上面及び下面のそれぞれに励振用電極122及び引き出し電極123を被着させた構造を有している。励振用電極122は、水晶素板121の上面及び下面のそれぞれに金属を所定のパターンで被着・形成したものである。励振用電極122は、上面に第一励振用電極122aと、下面に第二励振用電極122bを備えている。引き出し電極123は、励振用電極122から水晶素板121の一辺に向かってそれぞれ延出されている。引き出し電極123は、上面に第一引き出し電極123aと、下面に第二引き出し電極123bとを備えている。第一引き出し電極123aは、第一励振用電極122aから引き出されており、水晶素板121の一辺に向かって延出するように設けられている。第二引き出し電極123bは、第二励振用電極122bから引き出されており、水晶素板121の一辺に向かって延出するように設けられている。つまり、引き出し電極123は、水晶素板121の長辺又は短辺に沿った形状で設けられている。また、本実施形態においては、第一電極パッド111a及び第二電極パッド111bと接続されている水晶素子120の一端を基板110aの上面と接続した固定端とし、他端を基板110aの上面と間を空けた自由端とした片持ち支持構造にて水晶素子120が基板110a上に固定されている。
Further, as shown in FIGS. 1 and 2, the
ここで、水晶素子120の動作について説明する。水晶素子120は、外部からの交番電圧が引き出し電極123から励振用電極122を介して水晶素板121に印加されると、水晶素板121が所定の振動モード及び周波数で励振を起こすようになっている。
Here, the operation of the
ここで、水晶素子120の作製方法について説明する。まず、水晶素子120は、人工水晶体から所定のカットアングルで切断し、水晶素板121の外周の厚みを薄くし、水晶素板121の外周部と比べて水晶素板121の中央部が厚くなるように設けるベベル加工を行う。そして、水晶素子120は、水晶素板121の両主面にフォトリソグラフィー技術、蒸着技術又はスパッタリング技術によって、金属膜を被着させることにより、励振用電極122、引き出し電極123を形成することにより作製される。
Here, a manufacturing method of the
水晶素子120の基板110aへの接合方法について説明する。まず、導電性接着剤140は、例えばディスペンサによって第一電極パッド111a及び第二電極パッド111b上に塗布される。水晶素子120は、導電性接着剤140上に搬送され、導電性接着剤140上に載置される。そして導電性接着剤140は、加熱硬化させることによって、硬化収縮される。水晶素子120は、電極パッド111に接合される。つまり、水晶素子120の第一引き出し電極123aは、第二電極パッド111bと接合され、第二引き出し電極123bは、第一電極パッド111aと接合される。これによって、第一接合端子112aと第三接合端子112cが水晶素子120と電気的に接続されることになる。
A method for bonding the
導電性接着剤140は、シリコーン樹脂等のバインダーの中に導電フィラーとして導電性粉末が含有されているものであり、導電性粉末としては、アルミニウム、モリブデン、タングステン、白金、パラジウム、銀、チタン、ニッケル又はニッケル鉄のうちのいずれか、或いはこれらの組み合わせを含むものが用いられている。また、バインダーとしては、例えばシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂又はビスマレイミド樹脂が用いられる。
The
感温素子150は、サーミスタ、白金測温抵抗体又はダイオード等が用いられている。サーミスタ素子の場合、感温素子150には、直方体形状であり、両端に接続端子151が設けられている。感温素子150は、温度変化によって電気抵抗が顕著な変化を示すものであり、この抵抗値の変化から電圧が変化するため、抵抗値と電圧との関係及び電圧と温度との関係により、出力された電圧から温度情報を得ることができる。感温素子150は、後述する接続端子151間の電圧が、第二外部端子162b及び第四外部端子162dを介して水晶振動子の外へ出力されることにより、例えば、電子機器等のメインIC(図示せず)で出力された電圧を温度に換算することで温度情報を得ることができる。このような感温素子150を水晶振動子の近くに配置して、これによって得られた水晶振動子の温度情報に応じて、メインICにより水晶振動子を駆動する電圧を制御し、いわゆる温度補償をすることができる。
As the
また、白金測温抵抗体が用いられている場合、感温素子150は、直方体形状のセラミック板上の中央に白金を蒸着し、白金電極が設けられている。また、セラミック板の両端には接続端子151が設けられている。白金電極と接続端子とは、セラミック板上面に設けられた引き出し電極により接続されている。白金電極の上面を被覆するようにして絶縁性樹脂が設けられている。
In the case where a platinum resistance thermometer is used, the
また、ダイオードが用いられている場合、感温素子150は、半導体素子を半導体素子用基板の上面に実装し、その半導体素子及び半導体素子用基板の上面を絶縁性樹脂で被覆された構造である。半導体素子用基板の下面から側面には、アノード端子及びカソード端子となる接続端子151が設けられている。感温素子150は、アノード端子からカソード端子へは電流を流すが、カソード端子からアノード端子へはほとんど電流を流さない順方向特性を有している。感温素子の順方向特性は、温度によって大きく変化する。感温素子に一定電流を流しておいて順方向電圧を測定することによって、電圧情報を得ることができる。その電圧情報から換算することで水晶素子の温度情報を得ることができる。ダイオードは、電圧と温度との関係が直線を示している。接続端子151のカソード端子及びアノード端子間の電圧が、第二接合端子112b及び第四接合端子112dを介して水晶振動子の外へ出力される。
When a diode is used, the
感温素子150は、図2に示すように、基板110aの下面に設けられた接続パッド115及び実装パッド116に半田等の導電性接合材170を介して実装されている。また、感温素子150の第一接続端子151aは、第一接続パッド115a及び第一実装パッド116aに接続され、第二接続端子151bは、第二接続パッド115b及び第二実装パッド116bに接続されている。第一接続パッド115aは、基板110aの下面に設けられた第一接続パターン117aを介して第二接合端子112bと接続されている。また、第二接合端子112bは、電子機器等の実装基板上の基準電位であるグランドと接続されている実装電極(図示せず)と接続されることにより、グランド端子の役割を果たす。よって、感温素子150の第一接続端子151aは、基準電位であるグランドに接続されることになる。
As shown in FIG. 2, the
また、感温素子150は、平面視で水晶素子120に設けられる励振用電極122の平面内に位置させていることにより、励振用電極122の金属膜によるシールド効果によって感温素子150を、電子機器を構成するパワーアンプ等の他の半導体部品や電子部品からのノイズから保護する。よって、励振用電極122のシールド効果により、感温素子150にノイズが重畳することを低減し、感温素子150の正確な電圧を出力することができる。また、感温素子150から正確な電圧値を出力することができるので、感温素子150から出力された電圧を換算することで得られた温度情報と、実際の水晶素子120の周囲の温度情報との差異をさらに低減することが可能となる。
Further, since the
感温素子150の基板110aへの接合方法について説明する。まず、導電性接合材170は、例えばディスペンサによって接続パッド115及び実装パッド116に塗布される。感温素子150は、導電性接合材170上に載置される。そして導電性接合材170は、加熱させることによって溶融接合され、接続端子151の下面と接続パッド115が接合され、実装パッド116から感温素子150の接続端子151の側面とが接合される。この際に、導電性接合材170は、実装パッド116から感温素子150の接続端子151の側面に向かって徐々に厚みが増すような傾斜であるフィレットを持って形成されている。よって、感温素子150は、一対の接続パッド115及び実装パッド116に接合される。
A method for bonding the temperature
また、感温素子150がサーミスタ素子の場合には、図1及び図2に示すように、直方体形状の両端にそれぞれ一つずつ接続端子151が設けられている。第一接続端子151aは、感温素子150の右側面及び上下面に設けられている。第二接続端子151bは、感温素子150の左側面と上下面に設けられている。感温素子150の長辺の長さは、0.4〜0.6mmであり、短辺の長さは、0.2〜0.3mmとなっている。感温素子150の厚み方向の長さは、0.1〜0.3mmとなっている。
When the temperature
導電性接合材170は、例えば、銀ペースト又は鉛フリー半田により構成されている。また、導電性接合材170には、塗布し易い粘度に調整するための添加した溶剤が含有されている。鉛フリー半田の成分比率は、錫が95〜97.5%、銀が2〜4%、銅が0.5〜1.0%のものが使用されている。
The
蓋体130は、例えば、鉄、ニッケル又はコバルトの少なくともいずれかを含む合金からなる。このような蓋体130は、真空状態にある第一凹部K1又は窒素ガスなどが充填された第一凹部K1を気密的に封止するためのものである。具体的には、蓋体130は、所定雰囲気で、パッケージ110の枠体110b上に載置され、枠体110bの封止用導体パターン118と蓋体130の封止部材131とが溶接されるように所定電流を印加してシーム溶接を行うことにより、枠体110bに接合される。また、蓋体130は、封止用導体パターン118及び第二ビア導体114bを介して基板110aの下面の第二接合端子112bに電気的に接続されている。また、第二接合端子112bは、導電性接合材170を介して第二接続パッド115b及び第二実装パッド116bと電気的に接続されている。よって、蓋体130は、感温素子150の接続端子151b及び基板110aの第二接合端子112bと電気的に接続されている。
The
封止部材131は、パッケージ110の枠体110b上面に設けられた封止用導体パターン118に相対する蓋体130の箇所に設けられている。封止部材131は、例えば、銀ロウ又は金錫によって設けられている。銀ロウの場合は、その厚みは、10〜20μmである。例えば、成分比率は、銀が72〜85%、銅が15〜28%のものが使用されている。金錫の場合は、その厚みは、10〜40μmである。例えば、成分比率が、金が78〜82%、錫が18〜22%のものが使用されている。
The sealing member 131 is provided at a position of the
本発明の実施形態における水晶振動子は、矩形状の基板110aと、基板110aの上面に設けられた枠体と、基板110aの下面に設けられた実装枠体160と、基板110aの下面の外周縁に沿って設けられた接合端子112と、実装枠体160の上面の外周縁に沿って設けられた接合パッド161と、枠体110b内で基板110aの上面に設けられた一対の電極パッド111と、実装枠体160内で基板110aの下面に設けられた一対の接続パッド115と、接続パッド115と電気的に接続され、基板110aの下面に設けられた一対の実装パッド116と、電極パッド111に実装された水晶素子120と、接続パッド115及び実装パッド116に導電性接合材160で実装された感温素子150と、枠体110bの上面に接合された蓋体130と、を備え、接合端子112と接合パッド115とが電気的に接合されている。このようにすることにより、水晶振動子は、感温素子150を接合している導電性接合材170が接続パッド115だけでなく実装パッド116にも設けられるため、導電性接合材170の量を確保することができ、実装パッド116から感温素子150の接続端子151の側面に向かって徐々に導電性接合材170の厚みが増すような傾斜であるフィレットが形成されることになり、導電性接合材170と感温素子150との接合強度を向上させることが可能となる。
The crystal resonator according to the embodiment of the present invention includes a rectangular substrate 110a, a frame provided on the upper surface of the substrate 110a, a mounting
また、本発明の実施形態における水晶振動子は、基板110aに水晶素子120と感温素子150とを実装した状態で、平面視で水晶素子120に設けられた励振用電極122の平面内に感温素子150を位置させていることによって、励振用電極122の金属膜によるシールド効果によって感温素子150を、電子機器を構成するパワーアンプ等の他の半導体部品や電子部品からのノイズから保護する。よって、励振用電極122のシールド効果により、感温素子150にノイズが重畳することを低減し、感温素子150の正確な電圧を出力することができる。また、感温素子150から正確な電圧値を出力することができるので、感温素子150から出力された電圧を換算することで得られた温度情報と、実際の水晶素子120の周囲の温度情報との差異をさらに低減することが可能となる。
Further, the crystal resonator according to the embodiment of the present invention is sensitive to the plane of the
また、本発明の実施形態における水晶振動子は、接続パッド115と外部端子162とを電気的に接続するための接続パターン116とを備え、枠体110bの内周縁の一辺に沿って電極パッド111が一対で隣接するようにして設けられており、接続パターン116の一つが平面視して一対の電極パッド111の間に位置するように設けられている。このようにすることによって、水晶素子120から伝わる熱が、電極パッド111から直下にある基板110aを介して、第二接続パターン116bから第二接続パッド115bに伝わることになる。よって、このような水晶振動子は、熱伝導経路を短くすることができるので、水晶素子120の温度と感温素子150の温度とが近似することになり、感温素子150から出力された電圧を換算することで得られた温度と、実際の水晶素子120の周囲の温度との差異をさらに低減することが可能となる。
Further, the crystal resonator according to the embodiment of the present invention includes a
(第一変形例)
以下、本実施形態の第一変形例における水晶振動子について説明する。なお、本実施形態の第一変形例における水晶振動子のうち、上述した水晶振動子と同様な部分については、同一の符号を付して適宜説明を省略する。本実施形態の第一変形例における水晶振動子は、図7〜図9に示されているように、接続パッド215及び実装パッド216は矩形状であり、接続パッド215の基板210aの中心方向を向く一辺の長さは、実装パッド216の基板210aの中心方向を向く一辺の長さよりも短くなるように設けられている点において、本実施形態と異なる。
(First modification)
Hereinafter, the crystal resonator according to the first modification of the present embodiment will be described. Note that, in the crystal resonator according to the first modification of the present embodiment, the same portions as those of the above-described crystal resonator are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate. As shown in FIGS. 7 to 9, in the crystal resonator according to the first modification of the present embodiment, the
接続パッド215は、基板210aの下面の中心付近に隣接するようにして、一対で設けられている。また、接続パッド215は、図8及び図9に示すように、第一接続パッド215a及び第二接続パッド215bによって構成されている。導電性接合材170は、接続パッド215の下面と感温素子150の接続端子151との間に設けられている。
The
実装パッド216は、矩形状であり、感温素子150を実装し、導電性接合材170の量を確保するために用いられる。実装パッド216は、接続パッド215と電気的に接続されており、接続パッド215よりも基板210aの短辺側に位置するように設けられている。実装パッド216は、第一実装パッド216a及び第二実装パッド216bによって構成されている。また、実装パッド216の基板210aの中心方向を向く一辺の長さは、接続パッド215の基板210aの中心方向を向く一辺の長さよりも長くなるように設けられている。このようにすることによって、導電性接合材170が、平面視して、接続パッド215から実装パッド216に向かって広がるようにして感温素子150が接続パッド215及び実装パッド216に接合されるので、感温素子150の接合強度をさらに向上させることが可能となる。
The mounting
また、第二実装パッド216bは、平面視して、一対の電極パッド211の間を位置するようにして設けられると共に一対の電極パッド211の一部と重なるようにして設けられている。また、このようにすることによって、水晶素子120から伝わる熱が、電極パッド211から直下にある第二実装パッド216bに伝わり、第二実装パッド216bから第二接続パッド215bに伝わることになる。よって、このような水晶振動子は、熱伝導経路をより短くすることができるので、水晶素子120の温度と感温素子150の温度とが近似することになり、感温素子150から出力された電圧を換算することで得られた温度と、実際の水晶素子120の周囲の温度との差異をさらに低減することが可能となる。
Further, the second mounting pad 216b is provided so as to be positioned between the pair of
ここで基板210aを平面視したときの長辺の寸法が、1.2〜2.5mmであり、短辺の寸法が、1.0〜2.0mmである場合を例にして、接続パッド215及び実装パッド216の大きさを説明する。接続パッド215の基板210aの短辺と平行な辺の長さは、0.2〜0.5mmであり、基板210aの長辺と平行な辺の長さは、0.25〜0.55mmとなっている。実装パッド216の基板210aの短辺と平行な辺の長さは、0.4〜0.7mmであり、基板210aの長辺と平行な辺の長さは、0.1〜0.4mmとなっている。このように、実装パッド216の基板110aの中心方向を向く一辺の長さは、接続パッド215の基板210aの中心方向を向く一辺の長さと比して長くなるように設けられている。よって、導電性接合材170が、平面視して、図9に示すように、接続パッド215から実装パッド216に向かって広がるようにして接合されるので、接合強度をさらに向上させることが可能となる。また、第一接続パッド215aと第二接続パッド215bとの間の長さは、0.1〜0.3mmとなっている。
Here, when the board 210a is viewed in plan, the long side dimension is 1.2 to 2.5 mm, and the short side dimension is 1.0 to 2.0 mm. The size of the mounting
本実施形態の第一変形例における水晶振動子は、接続パッド215及び実装パッド216が矩形状であり、接続パッド215の基板210aの中心方向を向く一辺の長さが、実装パッド216の基板210aの中心方向を向く一辺の長さよりも短くなるように設けられていることによって、導電性接合材170が、平面視して、接続パッド215から実装パッド216に向かって広がるようにして感温素子150が接続パッド215及び実装パッド216に接合されるので、感温素子150の接合強度をさらに向上させることが可能となる。
In the crystal resonator according to the first modification of the present embodiment, the
また、本実施形態の第一変形例における水晶振動子は、第二実装パッド216bが、平面視して、一対の電極パッド211の間を位置するようにして設けられると共に一対の電極パッド211の一部と重なるようにして設けられている。また、このようにすることによって、水晶素子120から伝わる熱が、電極パッド211から直下にある第二実装パッド216bに伝わり、第二実装パッド216bから第二接続パッド215bに伝わることになる。よって、このような水晶振動子は、熱伝導経路をより短くすることができるので、水晶素子120の温度と感温素子150の温度とが近似することになり、感温素子150から出力された電圧を換算することで得られた温度と、実際の水晶素子120の周囲の温度との差異をさらに低減することが可能となる。
Further, in the crystal resonator according to the first modification of the present embodiment, the second mounting pad 216b is provided so as to be positioned between the pair of
(第二変形例)
以下、本実施形態の第二変形例における水晶振動子について説明する。なお、本実施形態の第二変形例における水晶振動子のうち、上述した水晶振動子と同様な部分については、同一の符号を付して適宜説明を省略する。本実施形態の第二変形例における水晶振動子は、図10及び図11に示されているように、電極パッド311と接続端子312とを電気的に接続するための配線パターン313とを備え、配線パターン313の一つが、接続パッド315と同一平面上に設けられ、実装枠体160と重なる位置に設けられている点で本実施形態の第一変形例と異なる。
(Second modification)
Hereinafter, the crystal resonator according to the second modification of the present embodiment will be described. Note that, in the crystal resonator according to the second modification of the present embodiment, the same portions as those of the above-described crystal resonator are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate. As shown in FIGS. 10 and 11, the crystal resonator in the second modification example of the present embodiment includes a
電極パッド311は、図11に示すように、第一電極パッド311a及び第二電極パッド311bによって構成されている。また、接合端子312は、図10に示すように第一接合端子312a、第二接合端子312b、第三接合端子312c及び第四接合端子312dによって構成されている。ビア導体314は、第一ビア導体314a、第二ビア導体314b及び第三ビア導体314cによって構成されている。また、配線パターン313は、第一配線パターン313a、第二配線パターン313b及び第三配線パターン313cによって構成されている。第一電極パッド311aは、基板310aに設けられた第一配線パターン313aの一端と電気的に接続されている。また、第一配線パターン313aの他端は、第一ビア導体314aを介して、第三配線パターン313cの一端と電気的に接続されている。第三配線パターン313cの他端は、第一接合端子312aと電気的に接続されている。よって、第一電極パッド311aは、第一接合端子312aと電気的に接続されることになる。第二電極パッド311bは、基板310aに設けられた第二配線パターン313bの一端と電気的に接続されている。また、第二配線パターン313bの他端は、第三ビア導体314cを介して、第三接合端子312cと電気的に接続されている。
As shown in FIG. 11, the electrode pad 311 includes a first electrode pad 311a and a second electrode pad 311b. Further, as shown in FIG. 10, the joining
また、配線パターン313は、図10及び図11に示すように、第一配線パターン313a、第二配線パターン313b及び第三配線パターン313cによって構成されている。第一配線パターン313a及び第二配線パターン313bは、基板310aの上面に設けられ、電極パッド311から近傍の基板310aのビア導体314に向けて引き出されている。第三配線パターン313cは、基板310aの下面に設けられ、基板310aの接続パッド315と近接するようにして設けられている。つまり、第三配線パターン313cと接続パッド315bの間隔は、50〜100μmである。このようにすることによって、水晶素子120から伝わる熱が、電極パッド311から第一配線パターン313a及び第一ビア導体314aを介して、第三配線パターン313cに伝わることになる。次に、水晶素子120から伝わる熱が、第三配線パターン313cから基板310aの下面を介して接続パッド315に伝わる。よって、水晶振動子は、熱伝導経路を短くすることができるので、水晶素子120の温度と感温素子150の温度とが近似することになり、感温素子150から出力された電圧を換算することで得られた温度と、実際の水晶素子120の周囲の温度との差異を低減することが可能となる。
Further, as shown in FIGS. 10 and 11, the
また、第三配線パターン313cは、実装枠体160と重なる位置に設けられている。このようにすることによって、本実施形態の第一変形例における水晶振動子を電子機器等の実装基板上に実装した際に、その実装基板上に設けられた配線導体と、第三配線パターン313cとの間で発生する浮遊容量を低減することができる。よって、水晶素子120に浮遊容量が付加されることを抑えつつ、水晶素子120の発振周波数が変動することを低減することができる。
Further, the third wiring pattern 313 c is provided at a position overlapping the mounting
本実施形態の第二変形例における水晶振動子は、電極パッド311と接続端子312とを電気的に接続するための配線パターン313とを備え、第三配線パターン313cが、接続パッド315と同一平面上に設けられ、実装枠体160と重なる位置に設けられている。このようにすることによって、水晶素子120から伝わる熱が、電極パッド311から第一配線パターン313a及び第一ビア導体314aを介して、第三配線パターン313cに伝わることになる。次に、水晶素子120から伝わる熱が、第三配線パターン313cから基板310aの下面を介して接続パッド315に伝わる。よって、水晶振動子は、熱伝導経路を短くすることができるので、水晶素子120の温度と感温素子150の温度とが近似することになり、感温素子150から出力された電圧を換算することで得られた温度と、の水晶素子120の周囲の温度との差異を低減することが可能となる。
The crystal resonator in the second modification of the present embodiment includes a
また、本実施形態の第二変形例における水晶振動子は、第三配線パターン313cが、実装枠体160と重なる位置に設けられている。このようにすることによって、本実施形態の水晶振動子を電子機器等の実装基板上に実装した際に、その実装基板上に設けられた配線導体と、第三配線パターン313cとの間で発生する浮遊容量を低減することができる。よって、水晶素子120に浮遊容量が付加されることを抑えつつ、水晶素子120の発振周波数が変動することを低減することができる。
Further, in the crystal resonator according to the second modification of the present embodiment, the third wiring pattern 313 c is provided at a position where it overlaps the mounting
(第三変形例)
以下、本実施形態の第三変形例における水晶振動子について説明する。なお、本実施形態の第三変形例における水晶振動子のうち、上述した水晶振動子と同様な部分については、同一の符号を付して適宜説明を省略する。本実施形態の第三変形例における水晶振動子は、図12〜図14に示されているように、感温素子150の長辺が、基板410aの短辺と平行になるように基板410aの接続パッド415及び実装パッド416に実装されている点において本実施形態と異なる。
(Third modification)
Hereinafter, the crystal resonator according to the third modification of the present embodiment will be described. Note that, in the crystal resonator in the third modified example of the present embodiment, the same portions as those of the above-described crystal resonator are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate. As shown in FIGS. 12 to 14, the crystal resonator in the third modification of the present embodiment is formed on the substrate 410 a so that the long side of the temperature
接続パッド415は、矩形状であり、基板410aの下面の中央付近に設けられている。接続パッド415は、図13及び図14に示されているように、接続パッド415の長辺と基板410aの短辺が平行となるように、隣接して設けられている。接続パッド415は、第一接続パッド415aと第二接続パッド415bによって構成されている。
The
実装パッド416は、矩形状であり、接続パッド415と電気的に接続されている。また、実装パッド416は、接続パッド415よりも基板410aの長辺側に位置するように設けられている。導電性接合材170は、実装パッド416から感温素子150の接続端子151の側面に向かって徐々に厚みが増すような傾斜であるフィレットが形成されている。このようにすることにより、感温素子150は、接続パッド415及び実装パッド416との接合強度を向上させることができる。
The mounting
また、第二実装パッド416bは、平面視して、図12及び図13に示すように第一配線パターン413aと重なる位置に設けられている。このようにすることによって、水晶素子120から伝わる熱が、第一電極パッド411aから第一配線パターン413aに伝わり、第一配線パターン413aの直下にある基板410aを介して、第二実装パッド416bから第二接続パッド415bに伝わることになる。よって、このような水晶振動子は、熱伝導経路をさらに短くすることができるので、水晶素子120の温度と感温素子150の温度とが近似することになり、感温素子150から出力された電圧を換算することで得られた温度と、実際の水晶素子120の周囲の温度との差異をさらに低減することが可能となる。
The
接続パターン417は、図13(b)に示すように、基板410aの下面に設けられ、実装パッド416から近傍のビア導体414に向けて引き出されている。また、第二接続パターン417bは、第一配線パターン413aと重なるようにして設けられている。このようにすることによって、水晶素子120から伝わる熱が、第一電極パッド411aから第一配線パターン413aに伝わり、第一配線パターン413aの直下にある基板410aを介して、第二接続パターン417bから第二実装パッド及び第二接続パッド415bに伝わることになる。よって、このような水晶振動子は、熱伝導経路をさらに短くすることができるので、水晶素子120の温度と感温素子150の温度とが近似することになり、感温素子150から出力された電圧を換算することで得られた温度と、実際の水晶素子120の周囲の温度との差異をさらに低減することが可能となる。
As shown in FIG. 13B, the
ここで基板410aを平面視したときの長辺の寸法が、1.2〜2.5mmであり、短辺の寸法が、1.0〜2.0mmである場合を例にして、接続パッド415及び実装パッド416の大きさを説明する。接続パッド415の基板410aの長辺と平行な辺の長さは、0.2〜0.5mmであり、基板410aの短辺と平行な辺の長さは、0.25〜0.55mmとなっている。実装パッド416の基板410aの長辺と平行な辺の長さは、0.4〜0.7mmであり、基板410aの短辺と平行な辺の長さは、0.1〜0.4mmとなっている。このように、実装パッド416の基板410aの中心方向を向く一辺の長さは、接続パッド415の基板410aの中心方向を向く一辺の長さと比して長くなるように設けられている。よって、導電性接合材170が、平面視して、図14に示すように、接続パッド415から実装パッド416に向かって広がるようにして接合されるので、接合強度をさらに向上させることが可能となる。また、第一接続パッド415aと第二接続パッド415bとの間の長さは、0.1〜0.3mmとなっている。
Here, the case where the long side dimension when the substrate 410a is viewed in plan is 1.2 to 2.5 mm and the short side dimension is 1.0 to 2.0 mm is taken as an example. The size of the mounting
感温素子150は、感温素子150の長辺と基板410aの短辺とが平行となるように、基板410aの下面に実装されている。このようにすることにより、水晶素子120と電気的に接続されている第一接合端子412aは、第一接続パッド415aとの間隔を長くすることができ、水晶素子120と電気的に接続されている第三接合端子412cは、第二接続パッド415bとの間隔を長くすることができるので、感温素子150を接合している導電性接合材170が溢れ出たとしても、導電性接合材170が付着することを抑えることができる。よって、感温素子150と水晶素子120と電気的に接続されている接合端子412との短絡を低減することができる。
The
尚、本実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。上記実施形態では、水晶素子は、AT用水晶素子を用いた場合を説明したが、基部と、基部の側面より同一の方向に延びる二本の平板形状の振動腕部とを有する音叉型屈曲水晶素子を用いても構わない。 In addition, it is not limited to this embodiment, A various change, improvement, etc. are possible in the range which does not deviate from the summary of this invention. In the above embodiment, the case where an AT crystal element is used as the crystal element has been described. However, a tuning fork-type bent crystal having a base and two flat plate-shaped vibrating arms extending in the same direction from the side surface of the base. An element may be used.
また、水晶素子120のベベル加工方法について説明する。所定の粒度のメディアと砥粒とを備えた研磨材と、所定の大きさに形成された水晶素板121とを用意する。円筒体に用意した研磨材と水晶素板121とを入れ、円筒体の開口した端部をカバーで塞ぐ。研磨材と水晶素板121とを入れた円筒体を、円筒体の中心軸線を回転軸として回転させる水晶素板121が研磨材で研磨されてベベル加工が行われる。
A bevel processing method for the
上記実施形態では、第一枠体110bが基板110aと同様にセラミック材で一体的に形成した場合を説明したが、第一枠体110bが金属製であっても構わない。この場合、枠体は、銀−銅等のロウ材を介して基板の導体膜に接合されている。 In the above embodiment, the case where the first frame body 110b is integrally formed of a ceramic material in the same manner as the substrate 110a has been described. However, the first frame body 110b may be made of metal. In this case, the frame is joined to the conductor film of the substrate via a brazing material such as silver-copper.
また、上記実施形態では、導体部163が基板内に設けられた場合を説明したが、実装枠体160の角部に設けられた切れ込みの内部に設けられていても構わない。この際に、導電部は、切り込み内に導体ペーストを印刷するようにして設けられている。
Moreover, although the case where the
110、210、310、410・・・パッケージ
110a、210a、310a、410a・・・基板
110b、210b、310b、410b・・・枠体
111、211、311、411・・・電極パッド
112、212、312、412・・・接合端子
113、213、313、413・・・配線パターン
114、214、314、414・・・ビア導体
115、215、315、415・・・接続パッド
116、216、316、416・・・実装パッド
117、217、317、417・・・接続パターン
118、218、318、418・・・封止用導体パターン
120・・・水晶素子
121・・・水晶素板
122・・・励振用電極
123・・・引き出し電極
130・・・蓋体
131・・・封止部材
140・・・導電性接着剤
150・・・感温素子
151・・・接続端子
160・・・実装枠体
161・・・接合パッド
162・・・外部端子
163・・・導体部
K1・・・第一凹部
K2・・・第二凹部
H・・・間隙部
110, 210, 310, 410 ... package 110a, 210a, 310a, 410a ... substrate 110b, 210b, 310b, 410b ...
Claims (5)
前記基板の上面に設けられた枠体と、
前記基板の下面に設けられた実装枠体と、
前記基板の下面の外周縁に沿って設けられた接合端子と、
前記実装枠体の上面の外周縁に沿って設けられた接合パッドと、
前記枠体内で前記基板の上面に設けられた一対の電極パッドと、
前記実装枠体内で前記基板の下面に設けられた一対の接続パッドと、
前記接続パッドと電気的に接続され、基板の下面に設けられた一対の実装パッドと、
前記電極パッドに実装された水晶素子と、
前記接続パッド及び前記実装パッドに導電性接合材で実装された感温素子と、
前記枠体の上面に接合された蓋体と、を備え、
前記接合端子と前記接合パッドとが電気的に接合されていることを特徴とする水晶振動子。 A rectangular substrate;
A frame provided on the upper surface of the substrate;
A mounting frame provided on the lower surface of the substrate;
Bonding terminals provided along the outer peripheral edge of the lower surface of the substrate;
A bonding pad provided along the outer peripheral edge of the upper surface of the mounting frame;
A pair of electrode pads provided on the upper surface of the substrate in the frame;
A pair of connection pads provided on the lower surface of the substrate in the mounting frame;
A pair of mounting pads electrically connected to the connection pads and provided on the lower surface of the substrate;
A crystal element mounted on the electrode pad;
A temperature sensitive element mounted with a conductive bonding material on the connection pad and the mounting pad;
A lid joined to the upper surface of the frame,
The crystal resonator, wherein the bonding terminal and the bonding pad are electrically bonded.
前記感温素子が、前記基板に前記水晶素子と前記感温素子とを実装した状態で、平面視して、前記水晶素子に設けられた励振用電極の平面内に位置させていることを特徴とする水晶振動子。 The crystal resonator according to claim 1,
The temperature sensing element is positioned in a plane of an excitation electrode provided on the crystal element in plan view in a state where the crystal element and the temperature sensing element are mounted on the substrate. A crystal resonator.
前記接続パッド及び前記実装パッドは矩形状であり、
前記接続パッドの前記基板の中心方向を向く一辺の長さは、前記実装パッドの前記基板の中心方向を向く一辺の長さよりも短くなるように設けられていることを特徴とする水晶振動子。 A crystal resonator according to claim 1 or 2, wherein
The connection pad and the mounting pad are rectangular.
The quartz vibrator according to claim 1, wherein a length of one side of the connection pad facing the center direction of the substrate is shorter than a length of one side of the mounting pad facing the center direction of the substrate.
前記電極パッドが前記枠体の内周縁の一辺に沿って隣接するようにして設けられており、
前記実装パッドの一つが平面視して前記一対の電極パッドの間に位置するように設けられていることを特徴とする水晶振動子。 The crystal resonator according to claim 1, wherein:
The electrode pad is provided so as to be adjacent along one side of the inner peripheral edge of the frame,
One of the mounting pads is provided so as to be positioned between the pair of electrode pads in plan view.
前記電極パッドと前記外部端子とを電気的に接続するための配線パターンとを備え、
前記配線パターンのうちの一つが、前記接続パッドと同一平面上に設けられ、前記実装枠体と重なる位置に設けられていることを特徴とする水晶振動子。 The crystal resonator according to any one of claims 1 to 4,
A wiring pattern for electrically connecting the electrode pad and the external terminal;
One of the wiring patterns is provided on the same plane as the connection pad, and is provided at a position overlapping the mounting frame.
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