JP2008141306A - Crystal oscillator - Google Patents
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Abstract
【課題】
本発明の目的は外部環境の影響を受けず発振周波数が安定した発振特性を有する水晶発振器を提供すること。
【解決手段】
絶縁性基体表主面に設けられた第1の空間部を囲う凹形状の第1の容器内の絶縁性基体の表主面上には発振回路が組み込まれた集積回路素子が搭載され、絶縁性基体の第1の空間部上面に形成された第2の空間部を囲う同じく凹形状の第2の容器内には集積回路素子に第1,第2の接続電極部を通じ電気的に接続される水晶振動素子が収容され、第1及び第2の容器は第1,第2の接続電極部を介し接合され、第2の容器の開口上縁部に蓋体が載置され気密封止される水晶発振器で、第1の容器の開口上縁部内にわたり第1の容器外周に沿い形成された第1の溝、及び/又は、第1の容器の開口上縁部側の第2の容器1の底部に第1の溝に対向する同一形状の第2の溝が形成され課題を解決する。
【選択図】 図1
【Task】
An object of the present invention is to provide a crystal oscillator having an oscillation characteristic in which an oscillation frequency is stable without being affected by an external environment.
[Solution]
An integrated circuit element in which an oscillation circuit is incorporated is mounted on the front main surface of the insulating base in the concave first container surrounding the first space provided on the front main surface of the insulating base. An integrated circuit element is electrically connected to the integrated circuit element through the first and second connection electrode portions in the second container of the same concave shape surrounding the second space portion formed on the upper surface of the first space portion of the conductive substrate. The first and second containers are joined via the first and second connection electrode portions, and a lid is placed on the upper edge of the opening of the second container and hermetically sealed. A first groove formed along the outer periphery of the first container and / or the second container 1 on the opening upper edge side of the first container. A second groove having the same shape opposite to the first groove is formed at the bottom of the substrate to solve the problem.
[Selection] Figure 1
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に関するものである。 The present invention relates to a crystal oscillator used in an electronic device such as a portable communication device.
従来から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。 Conventionally, crystal oscillators have been used in electronic devices such as portable communication devices.
かかる従来の水晶発振器としては、例えば図6に示す如く、内部に図中には示されていないが、第2の空間部に水晶振動素子が収容されている水晶振動子23を、第1の空間部25内に前記の水晶振動素子の振動に基づいて発振出力を制御する集積回路素子26やコンデンサ等の電子部品素子が収容されている第1の容器21上に取着させた構造のものが知られており、かかる水晶発振器をマザーボード等の実装回路基板上に載置させた上、第1の容器21の底面に設けられている電極端子を実装回路基板の配線に半田接合することにより実装回路基板上に実装される。
As such a conventional crystal oscillator, for example, as shown in FIG. 6, a
なお、水晶振動子23や第1の容器21は、通常、セラミック材料によって形成されており、その内部や表面には配線導体が形成され、従来周知のセラミックグリーンシート積層法等を採用することにより製作される。
The
また、前記集積回路素子26の内部には、水晶振動素子の温度特性に応じて作成された温度補償データに基づいて水晶発振器の発振周波数を補正するための温度補償回路が設けられており、水晶発振器を組み立てた後、上述の温度補償データを集積回路素子26のメモリ内に格納すべく、第1の容器21の底面や外側面等には温度補償データ書込用の書込制御端子27が設けられる。この書込制御端子27に温度補償データ書込装置のプローブ針を当てて集積回路素子26内のメモリに温度補償データを入力することにより、温度補償データが集積回路素子26のメモリ内に格納される。
The
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。 The applicant has not found any prior art documents related to the present invention by the time of filing of the present application other than the prior art documents specified by the prior art document information described above.
しかしながら、上述した従来の水晶発振器の集積回路素子が第1の容器21の第1の空間部に配置させてある場合、水晶振動子と第1の容器との接合面の隙間から、外部の絶縁性保護のために用いられる樹脂等の不要物が浸入し、水晶発振器に発振周波数変動を生じるおそれがあるという欠点を有していた。
However, when the integrated circuit element of the conventional crystal oscillator described above is disposed in the first space portion of the
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、外部環境の影響を受けず、発振周波数が安定した発振特性を有する水晶発振器を提供することである。 The present invention has been conceived in view of the above-mentioned drawbacks. Accordingly, an object of the present invention is to provide a crystal oscillator having an oscillation characteristic in which the oscillation frequency is stable without being affected by the external environment.
本発明の水晶発振器は、絶縁性基体の表主面に設けられた第1の空間部を囲う凹形状をした第1の容器内の絶縁性基体の表主面上には発振回路が組み込まれた集積回路素子が搭載されており、絶縁性基体の第1の空間部上面に形成された第2の空間部を囲う同じく凹形状の第2の容器内には先の集積回路素子に接続電極部を通じて電気的に接続される水晶振動素子が収容されており、第1の容器と第2の容器は接続電極部を介して接合されており、第2の容器の開口上縁部に蓋体が載置され気密封止される水晶発振器において、第1の容器の開口上縁部内にわたり第1の容器外周に沿って形成された第1の溝、及び/または、第1の容器の開口上縁部側の第2の容器の底部に、第1の溝に対向する同一形状の第2の溝が形成されていることを特徴とする。 In the crystal oscillator according to the present invention, an oscillation circuit is incorporated on the front main surface of the insulating base in the first container having a concave shape surrounding the first space provided on the front main surface of the insulating base. The integrated circuit element is mounted, and in the second container of the same concave shape surrounding the second space formed on the upper surface of the first space of the insulating substrate, the connection electrode is connected to the previous integrated circuit element. A quartz crystal resonator element that is electrically connected through the part is accommodated, the first container and the second container are joined via the connection electrode part, and a lid is formed on the upper edge of the opening of the second container. Is mounted and hermetically sealed, the first groove formed along the outer periphery of the first container and / or the opening of the first container in the upper edge of the opening of the first container A second groove having the same shape facing the first groove is formed at the bottom of the second container on the edge side. It is a sign.
また、本発明の水晶発振器は、上記構成において、第1の溝、及び/または、第2の溝が、接続電極部において連続してつながるように形成されてはおらず、途切れて形成されていることを特徴とする。 In the crystal oscillator of the present invention, the first groove and / or the second groove are not formed so as to be continuously connected to each other in the connection electrode portion, but are formed in an interrupted manner. It is characterized by that.
本発明の水晶発振器によれば、第1の容器の開口上縁部内にわたり第1の容器外周に沿って形成された第1の溝、及び/または、第1の容器の開口上縁部側の第2の容器の底部に、第1の溝に対向する同一形状の第2の溝が形成されていることによって、第1の溝と第2の溝の水晶発振器外側の角部分で生じ樹脂等に働く表面張力により、外部からの先の樹脂等の不要物の浸入を遮断し、その結果、水晶発振器の外部環境の影響を受けない安定した特性を有する水晶発振器を得ることが可能となる。 According to the crystal oscillator of the present invention, the first groove formed along the outer periphery of the first container over the upper edge of the opening of the first container, and / or the opening upper edge side of the first container. The second groove having the same shape facing the first groove is formed at the bottom of the second container, so that the first groove and the second groove are generated at the corners outside the crystal oscillator, and the like. Due to the surface tension acting on the surface, the intrusion of unnecessary materials such as the resin from the outside is blocked, and as a result, it is possible to obtain a crystal oscillator having stable characteristics that is not affected by the external environment of the crystal oscillator.
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。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, the same code | symbol in each figure shall show the same object.
図1は本発明の水晶発振器の図2に示すX−X’線断面図であり、図2は絶縁性のセラミック集合基板から切断された1個の基板領域を示した第1の空間部15を有する第1の容器10の上面図である。図1に示す水晶発振器は、集積回路素子7を収容する第1の空間部15を有する第1の容器10の底面に電極端子19が設けられ、集積回路素子7を収容する第1の空間部15を有する第1の容器10の上面には集積回路素子7が搭載されている。また、集積回路素子7を収容する第1の空間部15を有する第1の容器10の第1の空間部15を囲う側面には壁体13、壁体13の外側面には複数個の書込制御端子11が形成されている。また、図1に示すように壁体13の上面には、水晶振動素子5が収容されている水晶振動子Aが載置され固定された構造を有している。また、本発明の水晶発振器においては、第1の容器10の開口上縁部内にわたり第1の容器10外周に沿って形成された第1の溝12、及び/または、第1の容器10の開口上縁部側の第2の容器1の底部に、第1の溝12に対向する同一形状の第2の溝9が形成されている。
1 is a cross-sectional view of the crystal oscillator according to the present invention taken along line XX ′ shown in FIG. 2, and FIG. 2 shows a
図1において水晶振動子Aは、例えば、ガラス−セラミック、アルミナセラミックス等のセラミック材料から成る基板2と、基板2と同様のセラミック材料から成る側壁3とで構成される第2の容器1と、42アロイやコバール,リン青銅等の金属から成る蓋体4とから成り、前記基板2の上面に側壁3を取着させ、その上面に蓋体4を載置して固定させることによって水晶振動子Aが構成され、側壁3の内側に位置する基板2の上面に水晶振動素子5が実装されている。
In FIG. 1, a quartz resonator A includes, for example, a
前記水晶振動子Aは、その内部に、具体的には、基板2の上面と側壁3の内面と蓋体4の底面とで囲まれる第2の空間部6内に水晶振動素子5を収容して気密封止されており、基板2の上面には水晶振動素子5の振動電極に接続される一対の搭載パッド等が、基板2の底面には後述する第1の容器10上の壁体13に接続される複数個の第2の接続電極部17がそれぞれ設けられ、これらのパッドや端子は基板2表面の配線パターンや基板内部に埋設されているビアホール等を介して、対応するもの同士、相互に電気的に接続されている。
The crystal resonator A accommodates the crystal resonator element 5 in the
一方、水晶振動子Aの内部に収容される水晶振動素子5は、所定の結晶軸でカットした水晶素板の両主面に一対の振動電極を被着・形成して成り、外部からの変動電圧が一対の振動電極を介して水晶素板に印加されると、所定の周波数で厚みすべり振動を起こす。 On the other hand, the crystal resonator element 5 accommodated in the crystal unit A is formed by attaching and forming a pair of vibration electrodes on both main surfaces of a crystal base plate cut along a predetermined crystal axis, and the fluctuation from the outside. When a voltage is applied to the quartz base plate via a pair of vibrating electrodes, a thickness shear vibration occurs at a predetermined frequency.
ここで水晶振動子Aの蓋体4を第2の容器1の第2の接続電極部17や第1の容器10の第1の接続電極部18を介して後述するグランド端子用の電極端子19に接続させておけば、その使用時に、金属から成る蓋体4が基準電位に接続されてシールド機能が付与されることと成るため、水晶振動素子5や集積回路素子7を外部からの不要な電気的作用から良好に保護することができる。従って、水晶振動子Aの蓋体4は水晶振動子Aの第2の接続電極部17や第1の容器10の第1の接続電極部18を介してグランド端子用の電極端子19に接続させておくことが好ましい。
Here, the lid 4 of the crystal unit A is connected to a ground
そして、上述した水晶振動子Aが取着される集積回路素子7を収容する第1の空間部15を有する第1の容器10は概略矩形状を成しており、ガラス布基材エポキシ樹脂やポリカーボネイト,エポキシ樹脂,ポリイミド樹脂等の樹脂材料やガラス−セラミック,アルミナセラミックス等のセラミック材料等によって平板状を成すように形成されている。
And the
前記集積回路素子7を収容する第1の空間部15を有する第1の容器10は、基板領域の底面の四隅部に4つの電極端子19(電源電圧端子、グランド端子、発振出力端子、発振制御端子)が形成され、上面の四隅部を囲む周縁には壁体13が、また上面の中央域にはフリップチップ型の集積回路素子7が、更に四隅部間の壁体13の外側側面には書込制御端子11が設けられている。
A
前記集積回路素子7を収容する第1の空間部15を有する第1の容器10の底面に設けられている4つの電極端子19は、水晶発振器をマザーボード等の実装回路基板に接続するための端子として機能するものであり、水晶発振器を実装回路基板上に搭載する際、実装回路基板の回路配線と半田等の導電性接合材を介して電気的に接続されるように成っている。
The four
また、前記集積回路素子7を収容する第1の空間部15を有する第1の容器10の上面に設けられる壁体13は、集積回路素子7を収容する第1の空間部15を有する第1の容器10と水晶振動子Aとの間に、集積回路素子7を配置させるのに必要な所定の間隔を確保しつつ、集積回路素子7を収容する第1の空間部15を有する第1の容器10の第1の接続電極部18を水晶振動子Aの第2の接続電極部17に接続するためのものである。
The
更に上述した集積回路素子7を収容する第1の空間部15を有する第1の容器10の中央域には、複数個の電極パッドが設けられており、これら電極パッドに集積回路素子7の接続パッドをAuバンプや半田、異方性導電接着材等の導電性接合材8を介して電気的、及び機械的に接続させることによって集積回路素子7が第1の空間部15を有する第1の容器10上の所定位置に取着される。
Further, a plurality of electrode pads are provided in the central region of the
前記集積回路素子7は、その回路形成面(下面)に、周囲の温度状態を検知するサーミスタといった感温素子、水晶振動素子5の温度特性を補償する温度補償データを格納するメモリ、メモリ内の温度補償データに基づいて水晶振動素子5の振動特性を温度変化に応じて補正する温度補償回路、先の温度補償回路に接続されて所定の発振出力を生成する発振回路等が設けられており、この発振回路で生成された発振出力は、外部に出力された後、例えば、クロック信号等の基準信号として利用される。
The
ここで、本発明の特徴部分は図1〜図2に示すように、絶縁性基体の表主面に設けられた第1の空間部15を囲う凹形状をした第1の容器10内の絶縁性基体の表主面上には発振回路が組み込まれた集積回路素子7が搭載され、絶縁性基体の第1の空間部15上面に形成された第2の空間部6を囲う同じく凹形状の第2の容器10内には集積回路素子7に第1,第2の接続電極部17.18を通じて電気的に接続される水晶振動素子5が収容され、第1の容器10と第2の容器1は第1,第2の接続電極部17.18を介して接合され、第2の容器10の開口上縁部に蓋体4が載置され気密封止される水晶発振器において、第1の容器10の開口上縁部内にわたり第1の容器10外周に沿って形成された第1の溝12、及び/または、第1の容器10の開口上縁部側の第2の容器1の底部に、第1の溝12に対向する同一形状の第2の溝9が形成されていることから、第1の溝12と第2の溝9の、水晶発振器の外側の角部分で生じ樹脂20などに働く表面張力により外部からの不要物の浸入を遮断し、水晶発振器外部環境の樹脂フィルで水晶発振器を覆う場合においてもその影響を受けず安定した水晶発振器を得ることが可能となる。即ち、図5に示すように、本発明の水晶発振器を実装回路基板16に実装した際、樹脂フィルで水晶発振器を覆う場合において、外部から流入する樹脂20が第1の容器10と第2の容器1の第1,第2の接続電極部17.18の隙間部分から浸入することとなるが、図5に示すように外部から流入する樹脂20は第1の溝12と第2の溝9の、水晶発振器の外側の角部分で生じ、樹脂20などに働く表面張力によって、水晶発振器の内部に至るまで樹脂20が流入することが無く、止まることとなる。尚、ここで用いる第1の溝12と第2の溝9の溝の深さは0.05mmから0.3mmの範囲での設定が可能となるが、溝の深さ上限の0.3mmについては第1の容器10及び第2の容器1の高さ寸法が0.5mm程度であるため、溝が形成された容器の強度等を考慮すると、容器高さの6割程度の溝の最大深さとなる。
Here, as shown in FIGS. 1 to 2, the characteristic part of the present invention is the insulation in the
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。 In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, A various change, improvement, etc. are possible in the range which does not deviate from the summary of this invention.
例えば、上述の実施形態においては、図2、図3に示すように第1の溝12と第2の溝9が、第1,第2の接続電極部17.18において途切れて形成されているが、図4に示す第1の溝12のように第1の接続電極部18において連続して形成されていても構わず、また、同様に第2の溝9においても第2の接続電極部17において連続して形成されてもよい。また、図1に示すように第1の溝12及び第2の溝9の鉛直方向の断面形状は略コの字状としているが、これ以外に、馬蹄形状、台形状、半円状等でも構わず、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。
For example, in the above-described embodiment, as shown in FIGS. 2 and 3, the
A・・・水晶振動子
1・・・第2の容器
2・・・基板
3・・・側壁
4・・・蓋体
5・・・水晶振動素子
6・・・第2の空間部
7・・・集積回路素子
8・・・導電性接合材
9・・・第2の溝
10・・・第1の容器
11・・・書込制御端子
12・・・第1の溝
13・・・壁体
15・・・第1の空間部
16・・・実装回路基板
17・・・第2の接続電極部
18・・・第1の接続電極部
19・・・電極端子
20・・・外部から流入する樹脂
A ...
Claims (2)
該第1の容器の開口上縁部内にわたり該第1の容器外周に沿って形成された第1の溝、及び/または、該第1の容器の開口上縁部側の該第2の容器の底部に、該第1の溝に対向する同一形状の第2の溝が形成されていることを特徴とする水晶発振器。 An integrated circuit element in which an oscillation circuit is incorporated is mounted on the front main surface of the insulating base in the first container having a concave shape surrounding the first space provided on the front main surface of the insulating base. In the second container of the same concave shape surrounding the second space formed on the upper surface of the first space of the insulating substrate, the integrated circuit element is electrically connected to the integrated circuit element through the connection electrode. A quartz resonator element to be connected is accommodated, the first container and the second container are joined via the connection electrode portion, and a lid is formed on the upper edge of the opening of the second container. In a crystal oscillator that is mounted and hermetically sealed,
The first groove formed along the outer periphery of the first container in the upper edge of the opening of the first container, and / or the second container on the opening upper edge side of the first container. A crystal oscillator, wherein a second groove having the same shape opposite to the first groove is formed at the bottom.
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