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JP2006156734A - 回路基板構造 - Google Patents

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JP2006156734A
JP2006156734A JP2004345519A JP2004345519A JP2006156734A JP 2006156734 A JP2006156734 A JP 2006156734A JP 2004345519 A JP2004345519 A JP 2004345519A JP 2004345519 A JP2004345519 A JP 2004345519A JP 2006156734 A JP2006156734 A JP 2006156734A
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Takehito Sato
岳人 佐藤
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Kyocera Crystal Device Corp
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Kyocera Crystal Device Corp
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Abstract


【課題】回路基板に半導体部品をフリップチップ実装し、半導体部品と回路基板の間にアンダーフィル樹脂の注入する発振器構造において、アンダーフィル樹脂の流れ込みを疎外することのない回路基板構造を提供する。
【解決手段】回路基板３０の一方主面に半導体部品３が配置されたキャビティー部を有する容器体の、他方主面に水晶振動子を配置し、水晶振動子を気密封止して成る水晶発振器を用い、回路基板３０に半導体部品３をフリップチップ実装し、半導体部品３と回路基板３０の間にアンダーフィル樹脂を注入する回路基板構造において、回路基板３０の一方主面の半導体部品３を搭載する面に形成する半導体部品３との導通パッド３２と水晶振動子２のモニター電極パッド３１のパッド形状を、回路基板３０の端面方向に向かって頂点を持つ略菱形形状にした。
【選択図】図３

Description

本発明は、携帯用通信機器等の電子機器に用いられる水晶発振器等の回路基板に半導体部品をフリップチップ実装し、半導体部品と回路基板との間にアンダーフィル樹脂を注入する回路基板構造に関するものである。
従来より、携帯用通信機器等の電子機器に水晶発振器が用いられている。
かかる従来の水晶発振器としては、例えば図１、図５に示す如く、回路基板３０の上下面にキャビティー部１０、２０を有する容器体１の上面に、水晶振動子２を実装して気密封止し、且つ前記キャビティー部１０内に、水晶振動子２の温度補償を行なうため半導体部品３を収容してなる温度補償型の水晶発振器であって、キャビティー部１０の内表面に、水晶振動子２に接続する正方形状のモニター電極パッド５１を形成した温度補償型水晶発振器が開示してある。図１はその断面図、図５はキャビティー部１０の底面の配線パターン概略図である。
上述の構造により、容器体１の表面に水晶振動子２を実装し、底面側に半導体部品３を実装しているため、表面面積の小さい小型な温度補償型水晶発振器ができる。また、水晶振動子２と半導体部品３とを全く異なる領域に収容することができるため、水晶振動子２の発振動作を長期にわたり安定させることができる。また、水晶振動子２の発振特性を測定するモニター電極パッド５１がキャビティー部１０の底面に形成され、容器体１の外表面に露出していない。このため、水晶振動子２が外部と遮断されることからも、外部要因による動作不良は発生しない。また、モニター電極パッド５１を用いることにより、水晶振動子２の単独の発振特性を、半導体部品３の実装前に単独で測定することができる。水晶振動子２の周波数調整や温度補償データの選択が非常に簡単になる。水晶振動子２の発振特性の不良を製造工程中に簡単に検出できるため、半導体部品３の無駄な消費、無駄な製造工程の未実施により、安価な温度補償型水晶発振器となる。また、容器体１の表面に水晶振動子２を実装した後に、半導体部品３を実装しているので、水晶振動子２の周波数安定化のために行なう熱処理が、半導体部品３に印加されず、半導体部品３の動作信頼性や接続信頼性を高めることができる。（例えば、特許文献１参照）
特開２０００−７７９４１号公報 なお、出願人は前記した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を、本件出願時までに発見するに至らなかった。
しかしながら、上述した従来の水晶発振器のモニター電極パッド５１を容器体１の底面側に形成する場合、回路基板３０に半導体部品３をフリップチップ実装し、半導体部品３と回路基板３０の間にアンダーフィル樹脂５を注入する工程において、モニター電極パッド５１部分にアンダーフィル樹脂５の流れ込みが悪く、モニター電極パッド５１からアンダーフィル樹脂５の剥離が起こるという虞があった。即ち従来のモニター電極パッド５１の構造では、樹脂の注入する方向に対してモニター電極パッド５１が垂直の角度となるように配置されているため、アンダーフィル樹脂５がモニター電極パッド５１の段差部分が障壁となり、モニター電極パッド５１にアンダーフィル樹脂５が進入しにくい構造となっていた。
本発明は上記欠点に鑑み考え出されたものであり、従ってその目的は、回路基板３０に半導体部品３をフリップチップ実装し、半導体部品３と回路基板３０の間にアンダーフィル樹脂５の注入する発振器構造において、アンダーフィル樹脂５の流れ込みを疎外することのない回路基板構造を提供することにある。
本発明の回路基板構造において、回路基板の一方主面に半導体部品が配置されたキャビティー部を有する容器体の、他方主面に水晶振動子を配置し、該水晶振動子を気密封止して成る水晶発振器を用い、前記回路基板に半導体部品をフリップチップ実装し、該半導体部品と前記回路基板の間にアンダーフィル樹脂を注入する回路基板構造において、
前記回路基板の一方主面の半導体部品を搭載する面に形成する半導体部品との導通パッドと水晶振動子のモニター電極パッドのパッド形状を、容器体端面方向に向かって頂点を持つ略菱形形状にしたことを特徴とする。
本発明の回路基板構造によれば、回路基板の一方主面に半導体部品が配置されたキャビティー部を有する容器体の、他方主面に水晶振動子を配置し、該水晶振動子を気密封止して成る水晶発振器を用い、前記回路基板に半導体部品をフリップチップ実装し、該半導体部品と前記回路基板の間にアンダーフィル樹脂を注入する回路基板構造において、前記回路基板の一方主面の半導体部品を搭載する面に形成する半導体部品との導通パッドと水晶振動子のモニター電極パッドのパッド形状を、容器体端面方向に向かって頂点を持つ略菱形形状にしたことから、アンダーフィル樹脂のモニター電極パッドへの流れ込みがスムーズにすることが可能となる。即ち、樹脂の注入する方向に対してモニター電極パッドの角部が配置されており、角部が鋭角であるため、モニター電極パッドが障壁とならずアンダーフィル樹脂が入りやすい構造となっている。また、モニター電極パッドに測定用ピンを当てて測定する際、モニター電極パッドの中心付近の面積が広く、モニター電極パッドから、容器体端面方向に向かうにしたがってモニター電極パッドの面積も狭くなるような構造であるため、モニター電極パッドの中心に測定用ピンを当てやすい構造となっている。
また、上述のような菱形形状とすることで、モニター電極パッドの総面積を小さくできるため、回路基板とアンダーフィル樹脂の接着強度が強固となり、接続信頼性の向上が可能となる。
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、各図においての同一の符号は同じ対象を示すものとする。
図１は本発明の回路基板３０を水晶発振器に適用した場合に得られる本発明の実施形態にかかる水晶発振器の断面図である。
図１において、温度補償型水晶発振器は、上面（以下、表面という）及び下面（以下、底面という）側に凹部状キャビティー部１０、２０が形成された概略直方体状の容器体１、矩形状の水晶振動子２、制御回路を構成する半導体部品３、金属製蓋体４及びアンダーフィル樹脂５とから主に構成されている。
容器体１は、複数の略矩形状のセラミック絶縁層１ｂ、１ｃ、略矩形状の開口を有する概略枠状セラミック絶縁層１a、１ｄが一体的に積層されて構成されている。そして、セラミック絶縁層１ｂ、１ｃは、水晶振動子２が収容される領域と半導体部品３が収容される領域を仕切る仕切部となり、また、セラミック絶縁層１aは水晶振動子２を搭載する面の側壁となり、これにより、仕切部の表面と、該表面と側壁とに囲まれた凹部状のキャビティー部２０が構成され、また１ｄは枠状となる脚部となり、これにより、仕切部の底面と、該底面と枠状脚部とに囲まれた凹部状のキャビティー部１０が構成される。
そして、容器体１の底面の４つの隅部には、各々外部端子電極１１〜１４が形成されている。また、容器体１の側面には、必要に応じて、半導体部品３の動作制御を行うための端子電極１５〜１８が形成されている。
また、容器体１の表面の水晶振動子２の収容領域内には、水晶振動子用電極パッド２１が形成されており、容器体１のキャビティー部１０の内部には、ＩＣ接続用導通パッド３２、さらに、導通パッド３２と接続する配線パターンが形成されている。
また、容器体１を構成するセラミック層１ａ〜１ｄの層間又はセラミック層１ａ〜１ｄの厚み方向には、上述の導通パッド３２と外部端子電極１１〜１４、端子電極１５〜１８とを接続する配線パターンが形成されている。上述の容器体１は、セラミック絶縁層１ａ〜１ｄとなるセラミックグリーンシートを用いて形成する。具体的には、絶縁層１ａ〜１ｄとなるセラミックグリーンシートを所定形状に成型し、また、配線パターンに応じて貫通孔を形成し、モリブデンやタングステンなどの高融点金属ペーストで貫通孔を充填すると同時に、表面に各種電極パッドや端子電極、配線パターンとなる導体膜を高融点金属ペーストの印刷により形成する。次に、このようなグリーンシートを積層・圧着した後、焼成処理を行う。
次に、容器体１に表面に露出する各外部端子電極１１〜１４、各端子電極１５〜１８、電極パッド２１、導通パッド３２、及び各種配線パターンにＮｉメッキ、フラッシュ金メッキなどを施して容器体１が完成する。即ち、容器体１の表面に露出する各種電極パッド、配線パターン、端子電極は、Ａｕメッキ皮膜されていることになる。
上述のような容器体１の表面には、水晶振動子２が導電性接着材を介して配置されている。水晶振動子２は、所定カット、例えばＡＴカットされた矩形状の水晶板の両主面に形成された振動電極、該振動電極から一方他端部に延出された島状の引出電極部とから構成されている。そして、水晶振動子２は、水晶振動子用電極パッド２１、とバンプ部材２２を介して導電性接着材を介して接続される。
容器体１の表面側に実装された水晶振動子２は金属製蓋体４によって気密的に封止されている。金属製蓋体４は、コバールや４２アロイなどの金属材料からなり、例えば０．１ｍｍの厚みである。
半導体部品３は、例えば発振器の制御を行うものであり、例えば、増幅手段、温度補償手段、感応手段を具備している。増幅手段として増幅用インバータなどが例示でき、温度補償手段は、演算手段、温度補償データの記憶手段、バリキャップダイオード、負荷容量、抵抗手段などを具備している。このような半導体部品３は、例えば半導体部品３の表面または底面の電極にバンプ部材を形成し、このバンプ部材とＩＣ接続用導通パッド３２との間に、超音波ボンディングや導電性接着剤を介したフェースボンディングによって接合される。また、半導体部品３をダイ接続して、ワイヤでボンディングしても構わない。そして、半導体部品３は、容器体１の矩形状の底面に設けられたキャビティー部１０に収容されており、このキャビティー部１０によって区画された容器体下面の４隅部に４個の外部端子電極１１〜１４を配置させている
図２は１個の回路基板３０に形成されたキャビティー部１０を底面側から見た場合の上面図である。また、図３はその回路基板３０に半導体部品３を搭載した場合の上面図である。
図２、図３において、１１〜１４は外部端子電極、１５〜１８は容器体１の側面に形成された端子電極を示している。また、３１が本発明の特徴部分であるモニター電極パッド、３２が半導体部品３との接続用の導通パッドである。
図２、図３に図示するように本発明の特徴部分は、モニター電極パッド３１と導通パッド３２のパッド形状を、容器体１端面方向に向かって頂点を持つ菱形形状にしたことである。これによりアンダーフィル樹脂５のモニター電極パッド３１への流れ込みをスムーズにすることが可能となる。また、モニター電極パッド３１に測定用ピンを当てて測定する際、モニター電極パッド３１の中心付近の面積が広く、モニター電極パッド３１から、容器体１の端面方向に向かうにしたがってモニター電極パッド３１の面積も狭くなるような構造のためモニター電極パッド３１の中心に測定用ピンを当てやすい構造となっている。これにより、水晶振動子２の単独の発振特性を確実にモニターすることが可能となる。
また、上述のような菱形形状とすることで、モニター電極パッドの総面積を小さくできるため、回路基板とアンダーフィル樹脂の接着強度が強固となり、接続信頼性の向上が可能となる。
なお、本発明は上述の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。
例えば、図４に示すように、モニター電極バッド３１のみを菱形形状に形成しても構わない。この場合も本発明の技術的範囲に含まれることは言うまでも無い。
本発明の実施形態にかかる水晶発振器の概略の断面図である。 本発明の回路基板構造を底面側の半導体部品搭載面から見た場合の上面図である。 本発明の回路基板構造を底面側の半導体部品搭載面に半導体部品を搭載した場合の上面図である。 本発明の回路基板構造を底面側の半導体部品搭載面から見た場合の上面図の変形例である 従来の回路基板構造を底面側の半導体部品搭載面から見た場合の上面図である。
符号の説明
１・・・容器体
１ａ〜１ｄ・・・セラミック層
２・・・水晶振動子
３・・・半導体部品
４・・・金属製蓋体
５・・・アンダーフィル樹脂
１０・・・キャビティー部
１１〜１４・・・外部端子電極
１５〜１８・・・端子電極
２０・・・キャビティー部
２１・・・水晶振動子用電極パッド
２２・・・バンプ部材
３０・・・回路基板
３１・・・モニター電極パッド
３２・・・導通パッド

Claims (1)

  1. 回路基板の一方主面に半導体部品が配置されたキャビティー部を有する容器体の、他方主面に水晶振動子を配置し、該水晶振動子を気密封止して成る水晶発振器を用い、前記回路基板に半導体部品をフリップチップ実装し、該半導体部品と前記回路基板の間にアンダーフィル樹脂を注入する回路基板構造において、
    前記回路基板の一方主面の半導体部品を搭載する面に形成する半導体部品との導通パッドと水晶振動子のモニター電極パッドのパッド形状を、容器体端面方向に向かって頂点を持つ略菱形形状にしたことを特徴とする回路基板構造。
































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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2014093571A (ja) * 2012-10-31 2014-05-19 Kyocera Crystal Device Corp 圧電デバイス

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