JP2015226190A - Crystal oscillator - Google Patents
Crystal oscillator Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015226190A JP2015226190A JP2014109956A JP2014109956A JP2015226190A JP 2015226190 A JP2015226190 A JP 2015226190A JP 2014109956 A JP2014109956 A JP 2014109956A JP 2014109956 A JP2014109956 A JP 2014109956A JP 2015226190 A JP2015226190 A JP 2015226190A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- chip
- crystal
- electrode
- crystal oscillator
- resin
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
Abstract
【課題】外部接続端子の位置、面積の設計自由度を高めた水晶発振器を提供する。
【解決手段】所定の周波数で振動する圧電振動片5を収容した圧電振動子2と、発振回路を含むICチップ3とからなる水晶発振器1であって、ICチップ3に接続される圧電振動子2の底面に設けた電極パターンと、ICチップ3外周及び前記電極パターンを覆う樹脂18とからなり、樹脂18上の外部接続端子23と前記電極パターンを樹脂18に設けた貫通電極22を通じて接続している。
【選択図】図1A crystal oscillator having an increased degree of freedom in designing the position and area of an external connection terminal is provided.
A crystal oscillator 1 comprising a piezoelectric vibrator 2 containing a piezoelectric vibrating piece 5 that vibrates at a predetermined frequency and an IC chip 3 including an oscillation circuit, the piezoelectric vibrator connected to the IC chip 3 2 and the resin pattern 18 covering the outer periphery of the IC chip 3 and the electrode pattern. The external connection terminal 23 on the resin 18 is connected to the electrode pattern through the through electrode 22 provided on the resin 18. ing.
[Selection] Figure 1
Description
本発明はICチップの寸法によらない設計の自由度をもたらすと共に小型化、低背化を可能にする水晶発振器に関する。 The present invention relates to a crystal oscillator that provides a degree of freedom in design that does not depend on the dimensions of an IC chip, and that enables a reduction in size and height.
水晶振動子と発振回路を含むICチップを容器本体の高さ方向に積層した水晶発振器は、例えば電子機器のクロックとして広く使われている。従来の構造においてはICチップの両主面間を貫通するように設けた貫通電極やワイヤボンディングを用いて外部接続端子への電気的接続を行っていたが、ICチップに貫通電極を形成することでの工数の増加によるコストの上昇、ワイヤボンディングを行うために高さが必要となることによる低背化に対する弊害等、それぞれの構成には問題があった。
特許文献1には水晶振動子に発振回路を含む半導体装置を半田にて接合し、半導体装置の周囲を樹脂で埋め、整形した圧電発振器が示されている。
A crystal oscillator in which an IC chip including a crystal resonator and an oscillation circuit is stacked in the height direction of the container body is widely used as a clock for electronic equipment, for example. In the conventional structure, an electrical connection to an external connection terminal is made by using a through electrode or wire bonding provided so as to penetrate between both main surfaces of the IC chip. However, a through electrode is formed in the IC chip. There are problems in each configuration, such as an increase in cost due to an increase in man-hours and an adverse effect on a reduction in height due to the height required for wire bonding.
Patent Document 1 discloses a piezoelectric oscillator in which a semiconductor device including an oscillation circuit is joined to a crystal resonator by soldering, and the periphery of the semiconductor device is filled with resin.
しかしながら、特許文献1に記載した圧電発振器においては、半導体装置、いわゆるICチップの回路機能面に外部接続端子を形成し、回路機能面に対向する面に圧電振動子に接続する接続端子を形成している。外部接続端子と接続端子の間はICチップのシリコン基板を貫通して形成される貫通電極により電気的に接続している。ICチップ内の集積回路の構成により貫通電極の形成位置も制限され、さらにはICチップの小型化がすすみ、ICチップ上に貫通電極を形成する領域を確保できない恐れが生じるため、外部接続端子の形成において、位置、面積に関する制限が生じていた。 However, in the piezoelectric oscillator described in Patent Document 1, an external connection terminal is formed on the circuit function surface of a semiconductor device, so-called IC chip, and a connection terminal connected to the piezoelectric vibrator is formed on the surface facing the circuit function surface. ing. The external connection terminal and the connection terminal are electrically connected by a through electrode formed through the silicon substrate of the IC chip. The position of the through electrode is also limited by the configuration of the integrated circuit in the IC chip, and further downsizing of the IC chip may occur, and there is a possibility that the area for forming the through electrode on the IC chip cannot be secured. In the formation, there were restrictions on the position and area.
本発明に係る水晶発振器は、所定の周波数で振動する水晶振動片を収容した水晶振動子と、少なくとも発振回路を含むICチップとからなる水晶発振器であって、ICチップに接続される水晶振動子の底面に設けた配線パターンと、ICチップ外周及び配線パターンを覆う樹脂とからなり、樹脂上の外部接続端子と配線パターンを樹脂に設けた貫通電極を通じて接続していることを特徴とする。 A crystal oscillator according to the present invention is a crystal oscillator including a crystal resonator containing a crystal resonator element that vibrates at a predetermined frequency, and an IC chip including at least an oscillation circuit, and the crystal resonator connected to the IC chip And a resin covering the outer periphery of the IC chip and the wiring pattern, and an external connection terminal on the resin and the wiring pattern are connected through a through electrode provided in the resin.
貫通電極を水晶振動子の四辺上のいずれかの位置に配置し、貫通電極を通じて接続した端子を温度補償データ書き込み端子とした。また、貫通電極の径を0.2mm以上としたことを特徴とする The penetrating electrode was disposed at any position on the four sides of the crystal resonator, and a terminal connected through the penetrating electrode was used as a temperature compensation data writing terminal. Further, the diameter of the through electrode is 0.2 mm or more.
ICチップを配線パターンにフリップチップ接合したことを特徴とする。 An IC chip is flip-chip bonded to a wiring pattern.
所定の周波数で振動する水晶振動片を収容した水晶振動子を複数縦横に並べて配置した振動子基板を用意する工程と、振動子基板の実装端子が形成された面に少なくとも発振回路を含むICチップを搭載するパッドと実装端子との間を接続する配線路を形成する工程と、ICチップを振動子基板に搭載する工程と、ICチップ及び振動子基板を覆うよう樹脂を塗布する工程と、樹脂に貫通孔を形成する工程と、貫通孔に金属材料を充填することにより貫通電極を形成する工程と、貫通電極上に外部接続端子を形成する工程を含む。 An IC chip including a step of preparing a vibrator substrate in which a plurality of crystal resonators containing crystal resonator pieces that vibrate at a predetermined frequency are arranged vertically and horizontally, and at least an oscillation circuit on a surface on which mounting terminals of the vibrator substrate are formed. Forming a wiring path for connecting between the pad for mounting the IC and the mounting terminal, mounting the IC chip on the vibrator substrate, applying a resin to cover the IC chip and the vibrator substrate, and resin Forming a through-hole, forming a through-electrode by filling the through-hole with a metal material, and forming an external connection terminal on the through-electrode.
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、外部接続端子の位置、面積の設計自由度を高めた水晶発振器を提供することができる。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and can provide a crystal oscillator in which the degree of freedom in designing the position and area of the external connection terminals is increased.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明の範囲は以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものでは無い。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that the scope of the present invention is not limited to these forms unless otherwise specified in the following description.
<水晶発振器1の構成>
図1及び図2を用いて、水晶発振器1の構成を詳細に説明する。図1(a)は水晶発振器1の断面図である。(b)は水晶発振器1の平面図である。水晶発振器1は主に水晶振動子2とICチップ3とからなる。水晶振動子2はリッド4と水晶振動片5とベース6を積層してなる。水晶振動片5とリッド4及びベース6は例えばポリイミドや低融点ガラスといった接合材7を介して接着されている。
<Configuration of crystal oscillator 1>
The configuration of the crystal oscillator 1 will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1A is a cross-sectional view of the crystal oscillator 1. FIG. 2B is a plan view of the crystal oscillator 1. The crystal oscillator 1 mainly includes a crystal resonator 2 and an IC chip 3. The crystal resonator 2 is formed by laminating a lid 4, a crystal resonator element 5 and a base 6. The quartz crystal vibrating piece 5, the lid 4 and the base 6 are bonded via a bonding material 7 such as polyimide or low melting point glass.
図2(a)は水晶振動子2の断面図である。(b)は水晶振動片5の平面図である。水晶振動片5は励振部8と枠部9とからなる。励振部8と枠部9の間には励振部8を取り囲むように貫通孔10が形成される。この貫通孔10を設けることにより励振部8の振動を枠部に伝わらないようにして、振動特性を良好にする。また、励振部8と枠部9の間は連結部11にて接続されている。 FIG. 2A is a cross-sectional view of the crystal resonator 2. FIG. 4B is a plan view of the quartz crystal vibrating piece 5. The crystal vibrating piece 5 includes an excitation unit 8 and a frame unit 9. A through hole 10 is formed between the excitation part 8 and the frame part 9 so as to surround the excitation part 8. Providing this through hole 10 prevents the vibration of the excitation portion 8 from being transmitted to the frame portion, thereby improving the vibration characteristics. The excitation unit 8 and the frame unit 9 are connected by a connecting unit 11.
水晶振動片5は水晶からなる矩形状の薄板で、例えばATカットの水晶から形成されている。水晶振動片5の略中央部に位置する励振部8の表裏には励振電極12が形成される。励振電極12に交番電圧を印加することにより、ATカットの水晶であれば厚みすべり振動が生じ、所定の周波数で振動することになる。励振電極12は連結部11と枠部9に形成された引出電極13に電気的に接続されている。枠部9の四隅にはキャスタレーション14が形成されており、キャスタレーション14の表面には側面電極15が形成されている。 The quartz crystal vibrating piece 5 is a rectangular thin plate made of quartz, and is made of, for example, AT-cut quartz. Excitation electrodes 12 are formed on the front and back sides of the excitation unit 8 located substantially at the center of the crystal vibrating piece 5. By applying an alternating voltage to the excitation electrode 12, a thickness-shear vibration is generated in an AT-cut quartz crystal and vibrates at a predetermined frequency. The excitation electrode 12 is electrically connected to the extraction electrode 13 formed on the connecting portion 11 and the frame portion 9. Castellations 14 are formed at the four corners of the frame portion 9, and side electrodes 15 are formed on the surface of the castellations 14.
ベース6はガラスや水晶といった脆性材からなる矩形の板で、水晶振動片5と同様に四隅にキャスタレーション14が形成されている。キャスタレーション14の表面には側面電極15が形成されている。ベース6には水晶振動片5の励振部8が接触しないように凹部が形成されているが、水晶振動片5の励振部8の厚みを薄く加工して逆メサ型とした構造等にて平坦なベース6であっても接触しない場合には凹部を形成しなくともよい。 The base 6 is a rectangular plate made of a brittle material such as glass or quartz, and castellations 14 are formed at the four corners like the crystal vibrating piece 5. Side electrodes 15 are formed on the surface of the castellation 14. The base 6 is formed with a recess so that the excitation portion 8 of the crystal vibrating piece 5 does not come into contact with the base 6, but the thickness of the excitation portion 8 of the crystal vibrating piece 5 is thinned so as to have a flat mesa structure. Even if the base 6 is not in contact, the concave portion need not be formed.
ベース6の水晶振動片5と接合する側の面には接続電極16が形成される。一方、水晶振動片5と接合する面に対向する側の面には実装端子17が形成される。接続電極16はキャスタレーション14に形成された側面電極15を通じて実装端子17に接続される。 A connection electrode 16 is formed on the surface of the base 6 on the side to be bonded to the crystal vibrating piece 5. On the other hand, a mounting terminal 17 is formed on the surface facing the surface to be bonded to the crystal vibrating piece 5. The connection electrode 16 is connected to the mounting terminal 17 through the side electrode 15 formed on the castellation 14.
本発明の水晶発振器1においては、これらの実装端子17上に樹脂18が塗布され、製品として基板実装時に用いられる端子ではないが、本発明の水晶振動子2は水晶発振器専用に製造されたものでは無く、汎用品の水晶振動子を組み合わせることで製造することが出来るため、通例の記載にある実装端子としている。 In the crystal oscillator 1 of the present invention, the resin 18 is coated on the mounting terminals 17 and is not a terminal used as a product when mounting on the substrate, but the crystal resonator 2 of the present invention is manufactured exclusively for the crystal oscillator. However, since it can be manufactured by combining a general-purpose crystal resonator, the mounting terminals described in the usual description are used.
また、ここでの水晶振動片5は枠部9を有する構造であるが、通常の矩形板からなる水晶振動片5をベース6上に導電性接着剤を介して接合し、ベース6もしくはリッド4にキャビティを形成し、キャビティ内に水晶振動片5を収容する構造の水晶振動子を用いてもよい。この場合、積層セラミックで形成されたベース6、金属からなるリッド4を用いることもできる。 Further, the quartz crystal vibrating piece 5 here has a structure having a frame portion 9, but the quartz crystal vibrating piece 5 made of a normal rectangular plate is joined to the base 6 via a conductive adhesive, and the base 6 or the lid 4. Alternatively, a quartz resonator having a structure in which a cavity is formed and the quartz vibrating piece 5 is accommodated in the cavity may be used. In this case, a base 6 made of a multilayer ceramic and a lid 4 made of metal can be used.
リッド4はガラスや水晶といった脆性材からなる矩形の薄板である。水晶振動片5とベース6の形状に合わせて四隅にキャスタレーション14を形成してもよいし、形成しなくともよい。また、ベース6と同様にリッド4にも凹部を形成するが、水晶振動片5の励振部8が接触しない場合には凹部は形成しなくてもよい。 The lid 4 is a rectangular thin plate made of a brittle material such as glass or quartz. The castellations 14 may or may not be formed at the four corners according to the shape of the crystal vibrating piece 5 and the base 6. In addition, a concave portion is formed in the lid 4 similarly to the base 6, but the concave portion may not be formed when the excitation portion 8 of the crystal vibrating piece 5 does not contact.
水晶振動片5とリッド4及びベース6を接合材7を用いて接合することで、水晶振動子2となる。接合面に形成された電極がベース6、水晶振動片5間で接続されることにより、実装端子17と励振電極12が電気的に接続される。 The crystal resonator element 2 is formed by bonding the crystal vibrating piece 5, the lid 4, and the base 6 using the bonding material 7. By connecting the electrode formed on the joint surface between the base 6 and the crystal vibrating piece 5, the mounting terminal 17 and the excitation electrode 12 are electrically connected.
ICチップ3とその周辺の構造について図3を用いて説明する。図3(a)は配線パターン20を形成した水晶発振器1の断面図である。(b)は配線パターン20を形成した水晶発振器1の平面図である。図1に示されたICチップ3は少なくとも発振回路を含む半導体素子であり、さらに、水晶発振器1の周囲の温度を感知する温度センサ回路と、温度センサ回路の出力を用いて、水晶振動子2の温度特性を補償し温度が変化しても周波数を一定とするための温度補償回路を含んでいる。 The structure of the IC chip 3 and its periphery will be described with reference to FIG. FIG. 3A is a cross-sectional view of the crystal oscillator 1 on which the wiring pattern 20 is formed. FIG. 2B is a plan view of the crystal oscillator 1 on which the wiring pattern 20 is formed. The IC chip 3 shown in FIG. 1 is a semiconductor element including at least an oscillation circuit, and further uses a temperature sensor circuit that senses the ambient temperature of the crystal oscillator 1 and an output of the temperature sensor circuit to generate a crystal resonator 2. The temperature compensation circuit for compensating the temperature characteristic and making the frequency constant even when the temperature changes is included.
ベース6の実装端子17が形成される面には実装端子17とともにIC実装端子19と配線パターン20が形成されている。ICチップ3はバンプ21を用いた超音波熱圧着(いわゆるフリップチップボンディング)等によって、ベース6のIC実装端子19に接続される。別の筐体等を介さずに水晶振動子2上に直接導電路を形成してICチップ3と水晶振動片5の間を接続している。そのため、水晶振動片5とICチップ3の間で熱的に結合し、例え周囲温度が変化しても温度差が生じにくくなる。このため、起動特性の向上を図ることができる。 An IC mounting terminal 19 and a wiring pattern 20 are formed together with the mounting terminal 17 on the surface of the base 6 where the mounting terminal 17 is formed. The IC chip 3 is connected to the IC mounting terminal 19 of the base 6 by ultrasonic thermocompression (so-called flip chip bonding) using the bumps 21. A conductive path is formed directly on the crystal resonator 2 without using another housing or the like, and the IC chip 3 and the crystal vibrating piece 5 are connected. Therefore, the quartz crystal resonator element 5 and the IC chip 3 are thermally coupled to each other, and even if the ambient temperature changes, a temperature difference is hardly generated. For this reason, the starting characteristics can be improved.
水晶振動子2にICチップ3を搭載する様子について図4を用いて説明する。図4(a)はICチップ3を搭載した水晶発振器1の断面図である。(b)はICチップ3を搭載した水晶発振器1の平面図である。ICチップ3は回路機能面に各種のIC端子を有する。IC端子は一対の水晶IC端子、電源端子、出力端子、アース端子、自動周波数制御(AFC)端子、及び一対の書込IC端子からなる。IC端子はベース6上に形成されたIC実装端子19にバンプ21を介して例えばフリップチップボンディングを用いて接合される。 The manner in which the IC chip 3 is mounted on the crystal resonator 2 will be described with reference to FIG. FIG. 4A is a cross-sectional view of the crystal oscillator 1 on which the IC chip 3 is mounted. FIG. 2B is a plan view of the crystal oscillator 1 on which the IC chip 3 is mounted. The IC chip 3 has various IC terminals on the circuit function side. The IC terminal includes a pair of crystal IC terminals, a power supply terminal, an output terminal, a ground terminal, an automatic frequency control (AFC) terminal, and a pair of write IC terminals. The IC terminal is bonded to the IC mounting terminal 19 formed on the base 6 through the bump 21 using, for example, flip chip bonding.
一対の水晶IC端子は、ベース6の実装端子17に接続された配線パターン20を介して水晶振動片5に接続される。一対の水晶IC端子、電源端子、出力端子、接地端子、自動周波数制御(AFC)端子は配線パターン20を介して、水晶振動子2の四隅に引き出され、樹脂18に形成された貫通電極22を経由して、樹脂18の表面に形成された外部接続端子23に電気的に接続される。一対の書込IC端子は配線パターン20を介して対向する二辺の中央まで引き出され、辺に跨るように形成された貫通電極22を介して、樹脂18の表面に導出される。 The pair of crystal IC terminals are connected to the crystal vibrating piece 5 via the wiring pattern 20 connected to the mounting terminal 17 of the base 6. A pair of crystal IC terminals, a power supply terminal, an output terminal, a ground terminal, and an automatic frequency control (AFC) terminal are drawn out to the four corners of the crystal resonator 2 through the wiring pattern 20, and through electrodes 22 formed in the resin 18 are connected. Via, it is electrically connected to the external connection terminal 23 formed on the surface of the resin 18. The pair of write IC terminals are led out to the center of two opposite sides through the wiring pattern 20 and led out to the surface of the resin 18 through the through electrodes 22 formed so as to straddle the sides.
ICチップ3を覆う樹脂について図5を用いて説明する。図5(a)は樹脂18を塗布した水晶発振器1の断面図である。(b)は樹脂18を塗布した水晶発振器1の平面図である。ICチップ3の外周及びベース6の実装端子17の形成面はエポキシやポリイミドといった樹脂18で覆われている。樹脂18の厚みは例えば、ICチップ3の上面を完全に覆う厚さに設定する。ICチップ3の周囲を完全に樹脂18で覆うことにより、周囲環境の影響がICチップ3に伝わることを防ぎ、水晶発振器1の周波数特性を安定させる。 The resin covering the IC chip 3 will be described with reference to FIG. FIG. 5A is a cross-sectional view of the crystal oscillator 1 to which the resin 18 is applied. FIG. 2B is a plan view of the crystal oscillator 1 to which a resin 18 is applied. The outer periphery of the IC chip 3 and the surface on which the mounting terminals 17 of the base 6 are formed are covered with a resin 18 such as epoxy or polyimide. The thickness of the resin 18 is set to a thickness that completely covers the upper surface of the IC chip 3, for example. By completely covering the periphery of the IC chip 3 with the resin 18, the influence of the surrounding environment is prevented from being transmitted to the IC chip 3, and the frequency characteristics of the crystal oscillator 1 are stabilized.
樹脂18に形成した貫通電極22について図6を用いて説明する。図6(a)は貫通電極22を形成した水晶発振器1の断面図である。(b)は貫通電極22を形成した水晶発振器1の平面図である。樹脂18には貫通孔が設けられ、タングステン、銅、など金属ペーストが充填され貫通電極22が形成されている。樹脂18の表面には貫通電極22と電気的に接続された外部接続端子23が形成されている。 The through electrode 22 formed in the resin 18 will be described with reference to FIG. FIG. 6A is a cross-sectional view of the crystal oscillator 1 in which the through electrode 22 is formed. FIG. 2B is a plan view of the crystal oscillator 1 in which the through electrode 22 is formed. The resin 18 is provided with a through hole and filled with a metal paste such as tungsten or copper to form a through electrode 22. An external connection terminal 23 electrically connected to the through electrode 22 is formed on the surface of the resin 18.
樹脂18の厚みをICチップ3の上面の位置に一致させる、もしくはICチップ3の上面の位置より外部接続端子23の厚みだけ低くしてもよい。樹脂18の高さをこのように設定することで、水晶発振器1の低背化を図ることが出来る。 The thickness of the resin 18 may be matched with the position of the upper surface of the IC chip 3 or may be made lower than the position of the upper surface of the IC chip 3 by the thickness of the external connection terminal 23. By setting the height of the resin 18 in this way, the height of the crystal oscillator 1 can be reduced.
<水晶発振器の製造方法>
次に、水晶発振器の製造方法について説明する。リッド4、水晶振動片5、ベース6を複数並べて形成した3枚の基板を用意する。図面においては簡略化のため1つの水晶発振器1しか描かれていないが、実際には水晶発振器1が縦横に並んだ状態でリッド4、水晶振動片5、ベース6をウェハ上に形成している。
<Manufacturing method of crystal oscillator>
Next, a method for manufacturing a crystal oscillator will be described. Three substrates are prepared in which a plurality of lids 4, crystal vibrating pieces 5, and bases 6 are arranged. In the drawing, only one crystal oscillator 1 is shown for simplification, but actually, the lid 4, the crystal vibrating piece 5, and the base 6 are formed on the wafer in a state where the crystal oscillators 1 are arranged vertically and horizontally. .
リッド4を縦横に複数個配置したリッド基板を用意する。リッド基板に対し、例えばウェットエッチングを用いて複数個分割される個々のリッド4の四隅に対して、縦横に隣接する4つのリッド4に均等に跨る円形もしくは楕円形、矩形の貫通孔を設ける。これは後に1/4円、1/4楕円もしくは矩形のキャスタレーション14となる。合わせて個々のリッド4の中央に励振部8が接触しないよう凹部を形成する。これは例えばウェットエッチングを用いて形成される。 A lid substrate in which a plurality of lids 4 are arranged vertically and horizontally is prepared. For the lid substrate, for example, circular, elliptical, or rectangular through-holes that extend evenly across the four lids 4 adjacent to each other vertically and horizontally are provided at the four corners of each of the lids 4 that are divided into a plurality of parts by wet etching. This will later become a ¼ circle, ¼ ellipse or rectangular castellation 14. In addition, a recess is formed so that the excitation unit 8 does not come into contact with the center of each lid 4. This is formed using, for example, wet etching.
水晶振動片5を縦横に複数個配置した振動片基板を用意する。振動片基板に対し、例えばウェットエッチングを用いて励振部8を取り囲む貫通孔10を形成し、励振部8と枠部9を分断する。次に振動片基板にフォトリソエッチングを用いて下層にクロムを上層に金からなる励振電極12及び引出電極13を形成する。 A vibrating piece substrate having a plurality of quartz vibrating pieces 5 arranged vertically and horizontally is prepared. A through hole 10 that surrounds the excitation unit 8 is formed on the vibration piece substrate using, for example, wet etching, and the excitation unit 8 and the frame unit 9 are separated. Next, the excitation electrode 12 and the extraction electrode 13 made of chrome in the lower layer and gold in the upper layer are formed on the vibrating reed substrate using photolithography.
振動片基板に対し、例えばウェットエッチングを用いて複数個分割される個々の水晶振動片5の四隅に対して、縦横に隣接する4つの水晶振動片5に均等に跨る円形もしくは楕円形、矩形の貫通孔を設ける。これは後に1/4円、1/4楕円もしくは矩形のキャスタレーション14となる。キャスタレーション14の表面には側面電極15を形成する。 For example, a circular, elliptical, or rectangular shape that evenly spans four crystal vibrating pieces 5 that are vertically and horizontally adjacent to the four corners of each crystal vibrating piece 5 that is divided into a plurality of pieces using wet etching, for example. A through hole is provided. This will later become a ¼ circle, ¼ ellipse or rectangular castellation 14. Side electrodes 15 are formed on the surface of the castellation 14.
水晶振動片5のリッド4に接合される側の励振電極12及び引出電極13はキャスタレーション14に形成した側面電極15を介して、ベース6側に引き出される。 The excitation electrode 12 and the extraction electrode 13 on the side joined to the lid 4 of the crystal vibrating piece 5 are extracted to the base 6 side via the side surface electrode 15 formed on the castellation 14.
ベース6を縦横に複数個配置したベース基板を用意する。リッド基板と同様に個々のベース6の四隅に対して、縦横に隣接する4つのベース6に均等に跨る円形もしくは楕円形、矩形の貫通孔を設け、キャスタレーション14を形成する。合わせて個々のベース6の中央に励振部8が接触しないよう凹部を形成する。凹部は例えばウェットエッチングを用いて形成される。次にベース基板にキャスタレーション14の表面に位置する側面電極15及びベース6の水晶振動片5に接合される面に対向する面に形成される実装端子17を形成する。通常、これらの側面電極15及び実装端子17はフォトリソエッチングを用いて下層にクロムを上層に金からなる二層構造にて形成される。 A base substrate having a plurality of bases 6 arranged vertically and horizontally is prepared. As with the lid substrate, circular, elliptical, or rectangular through-holes that equally span four bases 6 that are vertically and horizontally adjacent to each other are provided at four corners of each base 6 to form a castellation 14. At the same time, a recess is formed in the center of each base 6 so that the excitation unit 8 does not contact. The recess is formed using, for example, wet etching. Next, the side electrode 15 located on the surface of the castellation 14 and the mounting terminal 17 formed on the surface of the base 6 opposite to the surface bonded to the crystal vibrating piece 5 are formed on the base substrate. Usually, the side electrode 15 and the mounting terminal 17 are formed in a two-layer structure using chromium as a lower layer and gold as an upper layer by using photolithography.
次にリッド基板とベース基板の間に振動片基板を挟み込むようにして三枚の基板を積層状態で接合する。この接合には低融点ガラスやポリイミドといった接合材7を用いる、または陽極接合、表面活性化接合等の直接接合を用いることができる。水晶振動片5の励振部8が含まれる空間は真空もしくは窒素等の不活性ガスが充填された気密空間となる。これにより隣接した水晶振動子同士が接続された状態での水晶振動子が出来上がる。 Next, the three substrates are bonded in a laminated state so that the resonator element substrate is sandwiched between the lid substrate and the base substrate. For this bonding, a bonding material 7 such as low melting point glass or polyimide can be used, or direct bonding such as anodic bonding or surface activated bonding can be used. A space including the excitation unit 8 of the crystal vibrating piece 5 is an airtight space filled with an inert gas such as vacuum or nitrogen. As a result, a crystal resonator in a state where adjacent crystal resonators are connected to each other is completed.
続いて、ベース基板へのICチップ3の搭載前に個々の水晶振動子2の特性検査を行う。水晶振動子の周波数測定は温特装置のプローブを実装端子17に接触させ、所定の交番電圧を加えて発振させ、その際に生じる発振信号を読み取ることにより測定が行われる。 Subsequently, the characteristic inspection of each crystal resonator 2 is performed before the IC chip 3 is mounted on the base substrate. The frequency of the crystal resonator is measured by bringing the probe of the temperature device into contact with the mounting terminal 17, applying a predetermined alternating voltage to oscillate, and reading the oscillation signal generated at that time.
図3(b)に示すようにベース基板にスパッタや蒸着等を用いてAu、Cu等からなる金属膜を形成し、IC実装端子19を形成する。IC実装端子19はベース基板に実装端子17を形成すると同時に行うことでも良い。次に図4(a)及び(b)に示すようにIC実装端子19上にICチップ3を搭載する。ここではAuボールや半田ボールを用いたフリップチップボンディングもしくは導電性接着剤、異方性導電シートを用いることでも良い。 As shown in FIG. 3B, a metal film made of Au, Cu, or the like is formed on the base substrate by sputtering, vapor deposition, or the like, and IC mounting terminals 19 are formed. The IC mounting terminal 19 may be performed at the same time as the mounting terminal 17 is formed on the base substrate. Next, as shown in FIGS. 4A and 4B, the IC chip 3 is mounted on the IC mounting terminal 19. Here, flip chip bonding using Au balls or solder balls, a conductive adhesive, or an anisotropic conductive sheet may be used.
次に図5(a)及び(b)に示すようにICチップ3上を覆うよう樹脂18を充填する、例えばトランスファーモールドを用いて少なくともICチップ3を被覆する厚さまで充填する。エポキシ樹脂やポリイミド樹脂をスピンコートやスプレーを用い、塗布した後、ICチップ3を搭載した外周を樹脂モールドする。 Next, as shown in FIGS. 5A and 5B, the resin 18 is filled so as to cover the IC chip 3, for example, using a transfer mold, and filled to a thickness at least covering the IC chip 3. After an epoxy resin or a polyimide resin is applied by spin coating or spraying, the outer periphery on which the IC chip 3 is mounted is resin-molded.
貫通電極22の構成を図6(a)及び図6(b)を用いて説明する。貫通電極22を形成するためにモールドした樹脂の一部にフォトリソやレーザ加工を用いて、貫通孔を形成する。実装端子17と対応した位置に樹脂18の上下方向に貫通したスルーホールを形成する。樹脂18に形成した貫通孔内にタングステン、銅、金等の金属をスパッタもしくはメッキを用いて充填し貫通電極22を形成する。その後、図1(a)及び(b)に示すように樹脂18の表面にメッキもしくはスパッタで貫通電極22に導通する外部接続端子23を形成する。 The configuration of the through electrode 22 will be described with reference to FIGS. 6 (a) and 6 (b). A through hole is formed in a part of the resin molded to form the through electrode 22 using photolithography or laser processing. A through hole penetrating in the vertical direction of the resin 18 is formed at a position corresponding to the mounting terminal 17. The through-hole 22 is formed by filling the through-hole formed in the resin 18 with a metal such as tungsten, copper, or gold by sputtering or plating. Thereafter, as shown in FIGS. 1A and 1B, external connection terminals 23 that are electrically connected to the through electrodes 22 are formed on the surface of the resin 18 by plating or sputtering.
続いて、個々の製品単位の位置において例えばダイシング等を用いて切断する。このようにして水晶発振器1を多数個同時に形成することができる。
分割後に、温度特性測定を行い、温度特性データを取得し、その温度特性データをもとに温度補償回路に対する温度特性パラメータを算出する。算出した温度特性パラメータを個々の温度補償型の水晶発振器に対して書込用のプローブを外部接続端子23に当接して温度補償データを書き込む。この工程にて温度が変化しても周波数を規定の範囲内に抑える温度補償水晶発振器が完成する。
Subsequently, cutting is performed using, for example, dicing at the position of each product unit. In this way, a large number of crystal oscillators 1 can be formed simultaneously.
After the division, temperature characteristic measurement is performed to obtain temperature characteristic data, and a temperature characteristic parameter for the temperature compensation circuit is calculated based on the temperature characteristic data. The temperature compensation data is written by bringing the probe for writing the temperature characteristic parameter thus calculated into contact with the external connection terminal 23 for each temperature compensation type crystal oscillator. In this process, a temperature compensated crystal oscillator is completed that keeps the frequency within a specified range even if the temperature changes.
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。 As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications or improvements can be added to the above embodiment. It is apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.
また、振動片を構成する材料を水晶として記載したが、異なる圧電材料を用いてもよい。例えばタンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウムを用いることが出来る。 Moreover, although the material which comprises a vibration piece was described as quartz, you may use a different piezoelectric material. For example, lithium tantalate or lithium niobate can be used.
1…水晶発振器、2…水晶振動子、3…ICチップ、4…リッド、5…水晶振動片、6…ベース、7…接合材、8…励振部、9…枠部、10…貫通孔、11…連結部、12…励振電極、13…引出電極、14…キャスタレーション、15…側面電極、16…接続電極、17…実装端子、18…樹脂、19…IC実装端子、20…配線パターン、21…バンプ、22…貫通電極、23…外部接続端子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Crystal oscillator, 2 ... Crystal oscillator, 3 ... IC chip, 4 ... Lid, 5 ... Crystal vibrating piece, 6 ... Base, 7 ... Bonding material, 8 ... Excitation part, 9 ... Frame part, 10 ... Through-hole, DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Connection part, 12 ... Excitation electrode, 13 ... Extraction electrode, 14 ... Castellation, 15 ... Side electrode, 16 ... Connection electrode, 17 ... Mounting terminal, 18 ... Resin, 19 ... IC mounting terminal, 20 ... Wiring pattern, 21 ... Bump, 22 ... Penetration electrode, 23 ... External connection terminal
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014109956A JP2015226190A (en) | 2014-05-28 | 2014-05-28 | Crystal oscillator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014109956A JP2015226190A (en) | 2014-05-28 | 2014-05-28 | Crystal oscillator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015226190A true JP2015226190A (en) | 2015-12-14 |
Family
ID=54842680
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014109956A Pending JP2015226190A (en) | 2014-05-28 | 2014-05-28 | Crystal oscillator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2015226190A (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003085739A1 (en) * | 2002-04-05 | 2003-10-16 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Circuit module and method for manufacturing the same |
JP2008167123A (en) * | 2006-12-28 | 2008-07-17 | Kyocera Kinseki Corp | Method for manufacturing piezoelectric oscillator |
JP2011009973A (en) * | 2009-06-25 | 2011-01-13 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | Surface mount crystal oscillator |
JP2012124706A (en) * | 2010-12-08 | 2012-06-28 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | Method of manufacturing piezoelectric oscillator, and piezoelectric oscillator |
JP2013197634A (en) * | 2012-03-16 | 2013-09-30 | Seiko Instruments Inc | Electronic component and oscillator |
-
2014
- 2014-05-28 JP JP2014109956A patent/JP2015226190A/en active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003085739A1 (en) * | 2002-04-05 | 2003-10-16 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Circuit module and method for manufacturing the same |
JP2008167123A (en) * | 2006-12-28 | 2008-07-17 | Kyocera Kinseki Corp | Method for manufacturing piezoelectric oscillator |
JP2011009973A (en) * | 2009-06-25 | 2011-01-13 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | Surface mount crystal oscillator |
JP2012124706A (en) * | 2010-12-08 | 2012-06-28 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | Method of manufacturing piezoelectric oscillator, and piezoelectric oscillator |
JP2013197634A (en) * | 2012-03-16 | 2013-09-30 | Seiko Instruments Inc | Electronic component and oscillator |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4221756B2 (en) | Piezoelectric oscillator and manufacturing method thereof | |
JP5538974B2 (en) | Electronic device package manufacturing method and electronic device package | |
JP2006279872A (en) | Piezoelectric vibrator, manufacturing method thereof, and manufacturing method of piezoelectric oscillator using the piezoelectric vibrator | |
JP2010183324A (en) | Constant-temperature piezoelectric oscillator | |
JP4238779B2 (en) | Piezoelectric oscillator and electronic equipment | |
JP2013098628A (en) | Surface mounting crystal oscillator | |
JP2010166346A (en) | Temperature-controlled piezoelectric oscillator | |
JP5082968B2 (en) | Piezoelectric oscillator | |
JP2008278227A (en) | Manufacturing method of piezoelectric oscillator | |
JP5643040B2 (en) | Piezoelectric oscillator | |
JP2015080039A (en) | Piezoelectric device | |
JP6350248B2 (en) | Piezoelectric oscillator | |
JP2013157702A (en) | Vibration element, vibrator, oscillator, and electronic apparatus | |
JP5097929B2 (en) | Manufacturing method of electronic parts | |
WO2021199790A1 (en) | Constant temperature bath-type piezoelectric oscillator | |
JP5101093B2 (en) | Piezoelectric oscillator and manufacturing method thereof | |
JP2013143607A (en) | Crystal oscillator for surface mounting | |
JP6538401B2 (en) | Piezoelectric device and method of manufacturing the same | |
JP5005336B2 (en) | Method for manufacturing piezoelectric oscillator | |
JP2015226190A (en) | Crystal oscillator | |
JP2017153007A (en) | Piezoelectric device | |
JP4960080B2 (en) | Piezoelectric oscillator and manufacturing method thereof | |
JP5075448B2 (en) | Method for manufacturing piezoelectric oscillator | |
WO2022149541A1 (en) | Piezoelectric oscillation device | |
WO2022024880A1 (en) | Piezoelectric device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170217 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180221 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180306 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20180911 |