JP4238779B2 - 圧電発振器および電子機器 - Google Patents

Description

本発明は圧電発振器および電子機器に関するものである。

圧電発振器は、電子回路において一定の周波数信号を得るため等の目的で、様々な電子機器に利用されている。そして近年は、電子機器が小型化されているのに伴い、圧電発振器も薄型化および小型化されている。図１７に従来技術に係る圧電発振器の断面図を示す。従来技術に係る圧電発振器２００は、ＩＣチップ２０１をリードフレーム２０２上に搭載し、ＩＣチップ２０１の周囲を樹脂により被覆した回路部品２０３と、圧電振動片２０４をセラミックのパッケージベース２０５に搭載し、パッケージベース２０５を金属性の蓋体２０６で気密封止した圧電振動子２０７とを上下に配列し、回路部品２０３と圧電振動子２０７とを電気的および機械的に接続した構成である（特許文献１を参照）。
特開２００１−３３２９３２号公報

しかしながら、圧電振動片をパッケージに搭載した圧電振動子と回路部品とを上下に接続した構成の圧電発振器では、パッケージベースの厚さの分だけ薄型化できない問題点があった。すなわちパッケージベースを構成するセラミックの厚さを薄くしていくとパッケージベースの強度が落ちるので、セラミックにはこの強度を確保するための厚さが必要であり、この厚さの分だけパッケージベースを薄型化できない問題点があった。

また圧電発振器を温度補償型圧電発振器とした場合、ＩＣチップに内蔵された温度センサを圧電振動片の近くに配設する程、圧電振動片の温度を正確に測ることができ、より正確な温度補償を行えるが、パッケージベースによって温度センサと圧電振動片との距離が遠くなり、より正確な温度補償が困難となる問題点があった。

さらに圧電発振器は圧電振動子とＩＣチップとを別々に製造し、良品のみを組み合わせているが、圧電振動子とＩＣチップとを組み合わせたときに、集積回路側の負荷容量のばらつきで圧電発振器の発振周波数が基準周波数からずれることがあった。この場合、ＩＣチップ側で容量を調整することにより、圧電発振器の発振周波数を調整していた。しかし前記容量をＩＣチップに設けられた容量アレイ（複数のコンデンサ）で調整する場合、ＩＣチップの大きさに制限があるためＩＣチップに搭載されるコンデンサの数に限界があり、発振周波数を正確に調整することができない問題点があった。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、薄型化を可能にする圧電発振器を提供することを目的とする。
また本発明は、薄型化を可能にした圧電発振器を搭載した電子機器を提供することを目的とする。

本願発明に関連する圧電発振器の基本的な構成は、リードフレームから形成した複数のリードの一側面に電気的に接続した電子部品と、前記複数のリードの他側面を露出させて前記電子部品を封止したモールド材と、前記複数のリードの他側面に、導電材を介して接合した圧電振動片と、を有することを特徴としている。圧電振動片はパッケージに収容されていないので、圧電発振器の薄型化が可能になる。また圧電発振器が薄型化されたことにより、圧電振動片と電子部品との距離が短くなるので、圧電振動片と電子部品との温度差を小さくすることができる。

上記構成を前提としつつ、本発明に係る圧電発振器は、またリードフレームから形成した複数のリードの一側面に電気的に接続した電子部品と、前記複数のリードの一部に接続されて前記電子部品側に折り曲げて部品接続端子との間に段差を形成した複数の実装端子と、前記複数のリードの他側面と前記複数の実装端子の実装面とを露出させて前記電子部品を封止したモールド材と、前記リードの他側面に導電材を介して接合した圧電振動片と、を有することを特徴としている。前記段差は、前記リードを折り曲げることにより、リードをハーフエッチングすることにより、またはリードを圧延することにより形成される。これによってリードの他側面側に導電材を介して直接接続されているので圧電発振器を薄型化できる。また圧電発振器が薄型化されたことにより、圧電振動片と電子部品との距離が短くなるので、圧電振動片と電子部品との温度差を小さくすることができる。したがって圧電発振器を温度補償型としたときに、温度に対する周波数変化補正を正確に行うことができる。

また前記実装端子の実装面と前記電子部品の表面とは同一面内にあることを特徴としている。これにより樹脂パッケージの表面は、前記実装端子の実装面および前記電子部品の表面と同一面になるので、圧電発振器を薄型にすることができる。

またリードフレームから形成した複数のリードの一側面に電気的に接続した電子部品と、前記複数のリードの一部に接続されて前記電子部品が実装されるリード面との間に段差を形成した接続端子と、前記複数のリードの他側面と前記接続端子の接続面とを露出させて前記電子部品を封止したモールド材と、前記接続端子の接続面に導電材を介して接合した圧電振動片と、を有することを特徴としている。前記段差は、前記リードを折り曲げることにより、リードをハーフエッチングすることにより、またはリードを圧延することにより形成される。これにより接続端子に導電材を介して直接圧電振動片が接続されるので、圧電発振器を薄型化できる。また圧電発振器が薄型化されたことにより、圧電振動片と電子部品との距離が短くなるので、圧電振動片と電子部品との温度差を小さくすることができる。したがって圧電発振器を温度補償型としたときに、温度に対する周波数変化補正を正確に行うことができる。

また前記接続端子の接続面と前記電子部品の表面とは同一面内にあることを特徴としている。これにより樹脂パッケージの表面は、前記接続端子の接続面および前記電子部品の表面と同一面になるので、圧電発振器を薄型にすることができる。

また前記電子部品の前記リードへの電気的接続は、フリップチップボンディングにより行うことを特徴としている。電子部品をリード上にフェイスダウンして実装できるので、圧電発振器を薄型にすることができる。

またリードフレームから形成した複数のリードと、前記複数のリード間に形成された空隙に配置して、前記複数のリードの一側面に電気的に接続した電子部品と、前記複数のリードの他側面を露出させて前記電子部品を封止したモールド材と、前記複数のリードの他側面側に、導電材を介して接合した圧電振動片と、を有するものとしている。この場合、接続端子は前記電子部品に設けられて、モールド材から露出している。また実装端子はモールド材の裏面に設けられ、このモールド材を上下に貫通する穴部（ビアホールまたはスルーホール）により、実装端子とリードとが導通している。これにより圧電発振器を小型化することができる。また樹脂パッケージの裏面の電子部品と垂直方向に重なる部分にも実装端子を形成できるので、実装端子のサイズを大きくすることができ、実装基板との接合強度を向上することができる。

また前記圧電振動片が実装される側に向く前記モールド材の表面に耐湿材を塗布したことを特徴としている。この耐湿材は、少なくともモールド樹脂上に塗布すればよい。これにより圧電振動片が封止されている空間に、パッケージを介して湿気が入ることがないので、圧電振動片を気密封止することができる。そして圧電振動片に水分がついて発振周波数が経時変化することがないので、長期にわたって所望の周波数を得ることができる。

また前記電子部品と前記圧電振動片との間に熱伝導材を設けたことを特徴としている。樹脂パッケージのモールド樹脂よりも熱伝導性の優れた熱伝導材を設けたので、圧電振動片側の温度を電子部品側に伝えることができる。したがって圧電発振器を温度補償型にした場合、圧電振動片の温度をより正確に計測でき、より正確に温度補償することができる。

また本発明に係る圧電発振器を電子機器に搭載することにより、薄型の電子機器とすることができる。

以下に、本発明に係る圧電発振器および電子機器の好ましい実施の形態について説明する。なお以下に記載するのは本発明の実施形態の一形態にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではない。まず第１の実施形態について説明する。図１に参考例に係る圧電発振器の説明図を示す。図１（ａ）は圧電発振器の平面図であり、図１（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ線における断面図であり、図１（ｃ）は圧電発振器の底面図である。なお図１（ｃ）では、実装端子および蓋体を省略して記載している。圧電発振器１０は、リードフレームから形成した複数のリードの一側面に電気的に接続した電子部品１４と、前記複数のリードの他側面を露出させて前記電子部品１４を封止したモールド材（モールド樹脂）と、前記複数のリードの他側面に、導電材３４を介して接合した圧電振動片１８と、を有する構成である。

図２にリードフレーム１２の平面図を示す。前記リードフレーム１２は、例えば鉄合金や銅合金等の導電性を有する金属シートに井桁状の枠部２０を設けるとともに、同一パターンを各枠部２０の内側に形成したものである。そして前記リードは圧電発振器１０の接続端子形成用リード２２と実装端子形成用リード２６とから構成されている。この接続端子形成用リード２２と実装端子形成用リード２６とは重なり合うことなく、リードフレーム１２と同一面内に形成されている。前記接続端子形成用リード２２は、圧電振動片１８を実装する接続端子２４を形成するものであり、少なくとも２つ設けられている。この接続端子形成用リード２２は前記枠部２０の内側端部と接続されている。そして接続端子２４は圧電振動片１８に設けられている接続電極３２の位置に対応して設けられるとともに、導電材３４を介して圧電振動片１８を実装できる大きさを有している。

また前記実装端子形成用リード２６は、圧電発振器１０を実装基板へ実装するための端子（実装端子２８）を形成するものである。この実装端子形成用リード２６は前記枠部２０の内側端部と接続している。そして実装端子形成用リード２６は電子部品１４に形成された電極に対応した位置まで延設され、その先端部に電子部品１４を実装する端子（部品接続端子３０）が設けられている。この部品接続端子３０は、実装端子形成用リード２６に切れ込みを入れることにより他の部分よりも細く形成され、他のリードに接触することなく電子部品１４の前記電極に到達できるようになっている。また実装端子２８は、実装端子形成用リード２６の幅が広い部分に形成されるので、実装端子２８と実装基板との接合強度を確保できる。

さらに枠部２０の中央部には、圧電振動片１８と電子部品１４との間の熱伝導を向上させるためのフレーム３６が設けられている。このフレーム３６は熱伝導材となり、枠部２０の内側端部に接続されている。

このような接続端子形成用リード２２および実装端子形成用リード２６上に、電子部品１４が導電材３８を介して実装される。この電子部品１４は圧電振動片１８を発振させるための回路であり、ＩＣチップとなっている。この回路には、温度補償回路や電圧補償回路を付加することもできる。なお前記回路をＩＣチップとすることなく、ディスクリートで形成してもよい。そして前記導電材３８はバンプ接合材であり、電子部品１４は各リード上にフリップチップボンディングされる。したがって電子部品１４に設けられた前記電極と部品接続端子３０と、および前記電極と接続端子２４とが電気的および機械的に接続される。

そして電子部品１４が樹脂パッケージ１６の内部に封止される。すなわち電子部品１４が実装されたリードフレーム１２は樹脂成型金型内に載置されて、この金型内にエポキシ系等の熱硬化性樹脂を射出することにより樹脂パッケージ１６が形成される。このとき、少なくとも接続端子２４の主面、すなわち圧電振動片１８が接続される接続面が樹脂パッケージ１６から露出している。接続端子２４の接続面を樹脂パッケージ１６の表面に露出させるには、前記接続面を樹脂成型金型の下面に接触させた状態で樹脂を射出成型すればよい。ところで樹脂の射出圧力によって樹脂が接続端子２４の接続面と樹脂成型金型との間に入り込み、樹脂が前記接続面に付着してしまう場合がある。この場合は、研磨剤入りの液体を前記接続面に向けて吹き付けて、付着した樹脂を除去すればよい。また前記接続面にレーザ光を照射して除去してもよく、薬品を塗布して除去してもよい。また実装端子形成用リード２６は樹脂パッケージ１６の底面にあり、樹脂パッケージ１６の側方へ向けて突出している。この突出した部分に実装端子２８が設けられる。なお電子部品１４の上面は樹脂パッケージ１６の表面に露出されてもよく（図１（ｂ）参照）、樹脂パッケージ１６の内部に封止されてもよい。

次に、圧電振動片１８が実装される側の樹脂パッケージ１６表面に、モールド樹脂よりも耐湿性に優れた耐湿材４０が塗布される。この耐湿材４０は、接続端子２４の接続面が露出されるように樹脂パッケージ１６表面全体に塗布してもよく、リードの隙間からモールド樹脂が露出している箇所のみに塗布してもよい。なお、リードの隙間からモールド樹脂が露出している箇所のみだけでなく、接続端子２４の周縁部をオーバーラップして耐湿材４０が塗布されてもよい。この場合、耐湿材４０の塗布位置が多少ずれても、モールド樹脂が露出している箇所を耐湿材４０にて確実に覆うことができる。また耐湿材４０は、例えばガラスが用いられ、圧電振動片１８の種類によって適宜選択される。なおガラスを用いると、圧電振動片１８を完全に気密封止することが可能となる。実施形態によっては、耐湿材４０をパッケージに塗布しなくてもよい。なお、耐湿材４０は、後で述べる圧電振動片１８と接続端子２４を接続するための導電材３４が余分なところに流れ出すのを防止する土手の役割を担うこともできる。

この後、メッキを接続端子２４の接続面および実装端子２８の主面に施す。実装端子２８の主面は、実装端子２８を実装基板へ接合するときの実装面である。このメッキは、前記接続面と前記接続面に圧電振動片１８を接合するときの導電材３４と、および前記実装面と実装基板に前記実装面を接合するときの接合材との密着性を向上させるために施される。このメッキは、例えば電界メッキによりニッケルメッキや金メッキを施してもよく、また半田メッキを施してもよい。なお他の実施の形態として、メッキを前記接続面および前記実装面に施した後に、耐湿材４０を樹脂パッケージ１６に塗布してもよい。この場合、前記接続面の周縁部におけるメッキの表面をエッチング、研磨剤入りの液体を吹き付けて凹凸をつけておき、メッキの表面と耐湿材４０との密着性を向上させるようにしてもよい。

この後、接続端子形成用リード２２、実装端子形成用リード２６およびフレーム３６がリードフレーム１２の枠部２０から切断される。このとき接続端子形成用リード２２およびフレーム３６は、樹脂パッケージ１６の外形に沿って切断されるのが好ましい。また実装端子形成用リード２６は樹脂パッケージ１６の外形から突出させて切断される。これにより各リードが枠部２０から切断されて個々の部品にされる。

次に、圧電振動片１８が接続端子２４の接続面上に導電材３４を介して実装される。図１では、圧電振動片１８は片持ち状に実装されているが両持ち状に実装されてもよい。前記圧電振動片１８には、厚みすべり振動を生じるＡＴカット等の圧電振動片１８を用いればよい。この圧電振動片１８は、励振電極４２が圧電材料からなる圧電基板４８の両面に形成され、接続電極３２が各励振電極４２と導通して圧電基板４８の角部に形成されたものである。なお圧電振動片１８のかわりに、屈曲振動を生じる音叉型圧電振動片または弾性表面波を励起する弾性表面波（ＳＡＷ）共振片を用いることもできる。また前記導電材３４は、圧電振動片１８を接続端子２４に電気的および機械的に接続できるものであればよく、例えば導電性接着剤を用いることができる。

この後、圧電振動片１８の励振電極４２の厚みをかえて、圧電発振器１０の周波数調整が行われる。励振電極４２の厚みの調整は、この励振電極４２を削ることにより、または励振電極４２に金属を成膜することにより行われる。励振電極４２を削って周波数調整する場合、まず圧電振動片１８が実装された樹脂パッケージ１６を真空容器内に納置して、圧電振動片１８を励振させる。そして励振させたときの発振周波数を計測しつつ、前記真空容器内にエッチングガスを導入してプラズマを生成し、このプラズマに励振電極４２を曝してエッチングする。エッチングは所望の発振周波数に近づいたときに終了する。すなわち発振周波数をエッチングによって、ある程度追い込んでおくのである。なおプラズマを用いて励振電極４２を削る場合の他に、イオンガン等でイオンを生成し、このイオンを用いてエッチングすることもできる。またレーザ光を励振電極４２に照射して励振電極４２を削ることもできる。ところで音叉型圧電振動片の周波数調整を行う場合は、振動腕の先端に錘が設けられているので、この錘を削ることにより周波数調整を行える。またＳＡＷ共振片の周波数調整を行う場合は、すだれ状電極（ＩＤＴ）が圧電基板４８表面に設けられているので、このＩＤＴを削ることにより行われる。

また励振電極４２に金属を成膜して周波数調整する場合、マスクを励振電極４２のみが露出するように圧電振動片１８の上方に設け、圧電振動片１８が実装された樹脂パッケージ１６を成膜装置内に納置する。そして圧電振動片１８を励振させて発振周波数を計測しつつ、金属を励振電極４２上に成膜する。金属の成膜は所望の発振周波数に近づいたときに終了する。すなわち発振周波数を金属の成膜によって、ある程度追い込んでおくのである。なお成膜される金属材料は、励振電極４２との密着性を向上させるために、励振電極４２を形成する材料と同じものを用いるのが好ましい。

この周波数調整後に、圧電振動片１８を気密封止する蓋体４４が樹脂パッケージ１６に接合される。この蓋体４４は金属、ガラスまたは樹脂等からなり、平面基板の周縁を立ち上げ形成した枡形状である。そして圧電振動片１８が実装された樹脂パッケージ１６と蓋体４４とを気密容器内に納置して、気密容器内を真空にし、または窒素等の不活性ガスで充満させる。この後、蓋体４４が圧電振動片１８を実装した側の樹脂パッケージ１６表面にロウ材を介して接合され、圧電振動片１８が気密封止される。前記ロウ材は、例えば低融点ガラスや樹脂等であればよい。また耐湿材４０にガラスを用いた場合は、この耐湿材４０を前記ロウ材として用いることもできる。さらに蓋体４４の材料に樹脂を用いた場合は、蓋体４４の内面に耐湿材４０を塗布してもよい。この耐湿材４０は金属系であればよく、また樹脂パッケージ１６表面に塗布される耐湿材４０と同じものを用いてもよい。

この後、実装端子形成用リード２６が折り曲げられて、実装端子２８が形成される。折り曲げる方向は圧電発振器１０の下方へ折り曲げられる。図１では、圧電発振器１０に搭載される圧電振動片１８を下方に向け、この圧電振動片１８側に実装端子２８が形成されている。実施の形態によっては、電子部品１４を圧電発振器の下方に設け、この電子部品１４側に実装端子２８が形成されてもよい。
なお、実装端子形成用リード２６に形成された部品接続端子３０を接続端子２４のように先端部分の幅を大きくしてもよい。これにより、実装端子形成用リード２６と樹脂パッケージ１６の接着強度を強くすることができ、実装端子形成用リード２６を折り曲げる際に、実装端子形成用リード２６が樹脂パッケージ１６から抜けることを防ぐことができる。

次に、圧電発振器１０の発振周波数がもう一度調整される。蓋体４４を封止する前工程において、励振電極４２の厚みを調整して発振周波数をある程度追い込んでおいたので、本工程において圧電発振器１０の発振周波数を所望の周波数に調整するのである。この調整は、電子部品１４に搭載されている容量アレイの容量調整または可変容量ダイオードに供給される電圧の調整により行われる。図３に周波数調整を行う回路の説明図を示す。図３（ａ）は容量アレイの説明図であり、図３（ｂ）は可変容量ダイオードを用いた回路の説明図である。なお図３（ａ）では、コンデンサを３つ用いた形態で記載しているが、コンデンサの数は３つに限定されることはない。図３（ａ）に示す容量アレイ５０を用いて周波数調整する場合、容量アレイ５０は電子部品１４内に設けられており、容量の異なる複数のコンデンサ５４が並列に接続され、これらのコンデンサ５４にそれぞれスイッチ５６が接続されたものである。そして電子部品１４への書き込みにより、スイッチ５６をＯＮ／ＯＦＦさせて負荷容量を調整し、圧電発振器１０の発振周波数を所望の周波数に調整するのである。また図３（ｂ）に示す可変容量ダイオード５２を用いた回路で周波数調整する場合、この回路は電子部品１４内に設けられており、可変容量ダイオード５２に供給される電圧に対応して容量が調整されて、圧電発振器１０の発振周波数を所望の周波数に調整するのである。このような調整は、電子部品１４にプログラム等を書き込むことにより行われる。

このように圧電発振器１０は、１枚のリードフレーム１２から形成された接続端子形成用リード２２上に導電材３４を介して圧電振動片１８を実装したので、パッケージベースを構成するセラミックの厚さ分を薄型化することができる。なお圧電振動片１８をパッケージに収容した従来技術に係る圧電発振器の厚さは１．０〜１．２ｍｍであり、パッケージベースの底板（セラミック）の厚さは０．１５〜０．２ｍｍである。したがって本実施の形態に係る圧電発振器１０の厚さは、従来技術に係る圧電発振器に比べて少なくとも０．１５〜０．２ｍｍ薄型化することができる。そして圧電発振器１０が薄型化されたことにより、圧電振動片１８と電子部品１４との距離が短くなるので、圧電振動片１８と電子部品１４との温度差を小さくすることができる。これにより圧電発振器１０を温度補償型としたときに、温度による周波数変化の補正を正確に行うことができ、周波数偏差の小さい周波数温度特性を得ることができる。

また圧電発振器１０の周波数調整は、圧電振動片１８を樹脂パッケージ１６に実装した状態で、圧電振動片１８に設けられた励振電極４２の厚さを調整して行うことができる。そして圧電発振器１０の周波数調整は、電子部品１４側において負荷容量を調整して、または可変容量ダイオード５２に供給される電圧を調整して行うことができる。すなわち圧電発振器１０の周波数調整は、圧電振動片１８の励振電極４２の厚みを調整した後に、電子部品１４側において負荷容量または電圧を調整する２段階の調整方法なので、電子部品１４への周波数調整量を削減でき、電子部品１４の小型化および圧電発振器１０の小型化が可能になる。また圧電発振器１０の発振周波数を細かく調整できる容量アレイ５０のみ電子部品１４に搭載できるので、所望の発振周波数を得ることができる。なお実施形態によっては、励振電極４２の厚み調整のみで圧電発振器１０の周波数調整を行ってもよい。

また圧電発振器１０に搭載される圧電振動片１８を片持ち状に実装した場合、圧電発振器１０に落下等による衝撃が加わると圧電振動片１８の先端側が大きく振られ、パッケージに衝突する虞がある。この圧電振動片１８が振られるのを防止するために、圧電振動片１８が実装される側の樹脂パッケージ１６表面に支持手段、所謂まくらを設けることができる。図４に支持手段の説明図を示す。図４は耐湿材４０により支持手段５８を形成した場合を示す。この支持手段５８は、圧電振動片１８の先端側における耐湿材４０またはモールド樹脂により凸部を形成し、圧電振動片１８の先端を支えればよい。またリードにより凸部を形成して支持手段５８としてもよい。これにより落下等のために圧電発振器１０に衝撃が加わっても、圧電振動片１８が支持手段５８により支えられているので大きく振られることはなく、圧電振動片１８にワレやカケ等が発生することがない。したがって高信頼性の圧電発振器１０を得ることができる。

上述した参考例では、熱伝導材としてリードフレーム１２に設けられたフレーム３６を用いた形態で説明したが、このフレーム３６のかわりに熱伝導のよいシートを用いることもできる。このシートは、モールド樹脂よりも熱伝導のよい材料であればよい。そしてシートは電子部品１４に貼付されてもよく、また電子部品１４と圧電振動片１８との間の樹脂パッケージ１６に封止されて圧電発振器１０に設けることもできる。なおシートが導電性の場合、実施の形態によっては圧電振動片１８の励振電極４２とシートとの間に容量を持つ可能性がある。この場合、非導電性の熱伝導シートを用いればよい。また実施の形態によっては、熱伝導材を用いない形態であってもよい。

また上述した圧電発振器１０では、フリップチップボンディングにより電子部品１４と接続端子２４および部品接続端子３０とを接続した構成であるが、ワイヤボンディングにより電子部品１４と接続端子２４および部品接続端子３０とを接続してもよい。この場合、樹脂パッケージ１６は、電子部品１４およびワイヤを封止して形成されればよい。

図５に調整端子を設けた圧電発振器の説明図を示す。図５（ａ）は平面図であり、図５（ｂ）は同図（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図である。上述した圧電発振器１０に調整端子４６を設けることもできる。この調整端子４６はリードフレーム１２に接続するリードによって形成され、その先端にフリップチップボンディングまたはワイヤボンディングが施されて電子部品１４と接続される。なお図５はフリップチップボンディングを施した形態を示している。また接続端子形成用リードを調整端子として利用することもできる。

そして調整端子４６は、電子部品１４にプログラムを書き込むときに用いられる他、電子部品１４の特性検査、特性調整および／または圧電振動片１８と接続端子２４との導通確認をするために用いられる。なお特性検査とは、モールド成型後における電子部品１４の動作チェックや、圧電発振器１０としての特性検査などをいう。また特性調整とは、電子部品１４に温度補償回路が付加された場合に、圧電発振器１０の温度による周波数変化を補正したり、入力電圧によって周波数を変化させる機能が電子部品１４に付加された場合に、その変化感度を調整したりすることなどをいう。なお調整端子４６は、特性検査等が行われた後に樹脂パッケージ１６の外形位置で切断される。

図６に周波数調整用の電子部品を搭載した圧電発振器の平面図を示す。上述した実施の形態では、圧電発振器１０の発振周波数は電子部品１４側において負荷容量を調整して、または可変容量ダイオード５２に供給される電圧を調整して行う方法について説明した。この圧電発振器の発振周波数調整の変形例として、圧電発振器にチップコンデンサ等の周波数調整用部品を搭載して調整することもできる。すなわち圧電発振器１２０に周波数調整用部品１２２を搭載するスペース１２４と、この周波数調整用部品１２２と電子部品１４とを導通させるリード１２６とを設ければよい。前記リード１２６には調整用部品搭載端子１２８が設けられ、この端子１２８は樹脂パッケージ１３０の成型後に周波数調整用部品１２２を実装できるようにモールド樹脂から露出させておけばよい。この圧電発振器１２０の周波数調整は、まず圧電発振器１２０の発振周波数を測定し、この後、発振周波数の調整量に応じた容量を持つチップコンデンサを前記リード１２６の調整用部品搭載端子１２８上に実装すればよい。なお調整用部品搭載端子１２８は、半田等の導電材を介して調整用部品搭載端子１２８上に実装される。

図７に樹脂パッケージ１６の周縁を立ち上げ形成した圧電発振器１０の断面図を示す。上述した実施形態では、圧電振動片１８が実装される樹脂パッケージ１６の表面は平面となっているが、図７に示すように樹脂パッケージ１６の周縁を圧電振動片１８側に立ち上げて側部６０を形成し、圧電振動片１８が実装されるキャビティ６２を形成してもよい。この場合、キャビティ６２を気密封止する蓋体６４は平面基板とすればよい。そして蓋体６４が、樹脂パッケージ１６の側部６０の上面にロウ材６６を介して接合される。

次に、本発明の実施形態について説明する。なお参考例に係る圧電発振器と構成が同じ部分は同番号を付し、その説明を省略または簡略する。図８に第２の実施形態に係る圧電発振器の説明図を示す。図８（ａ）は圧電発振器の平面図であり、図８（ｂ）は同図（ａ）のＣ−Ｃ線における断面図である。圧電発振器７０は、リードフレームから形成した複数のリードの一側面に電気的に接続した電子部品１４と、前記複数のリードの一部に接続されて前記電子部品側に段差を形成した複数の実装端子７６と、前記複数のリードの他側面と前記複数の実装端子７６の実装面とを露出させて前記電子部品１４を封止したモールド材（モールド樹脂）と、前記実装端子７６に接続されていない前記リードの他側面に導電材３４を介して接合した圧電振動片１８と、を有する構成である。

図９にリードフレーム７２の平面図を示す。前記リードフレーム７２には、接続端子形成用リード２２および実装端子形成用リード７４が設けられている。接続端子形成用リード２２は、参考例で説明した接続端子形成用リードと同様のものである。また実装端子形成用リード７４は、リードフレーム７２に設けられた枠部７３の内側端部から電子部品１４に設けられた電極まで延設され、その先端部に幅広に形成された部品接続端子７８が設けられている。この部品接続端子７８のリードフレーム７２側において、リードフレーム７２と接続されていない部分に傾斜部８０が設けられている。この傾斜部８０のリードフレーム７２側には、実装端子７６が設けられている。そして傾斜部８０は下側に折り曲げられ、この折り曲げによって部品接続端子７８と実装端子７６との間に上下方向の段差を生じさせている。

そして接続端子形成用リード２２および実装端子形成用リード７４上に導電材３８を介して電子部品１４が実装される。この電子部品１４は、傾斜部８０が折り曲げられた側に実装される。このとき電子部品１４に設けられた電極と部品接続端子７８と、および前記電極と接続端子２４とが電気的および機械的に接続される。なお電子部品１４の表面、すなわち前記電極の反対面は、実装端子７６の実装面と同一平面内に位置している。この後、電子部品１４の周囲がモールド樹脂で封止され、樹脂パッケージ１６が形成される。このとき実装端子７６の実装面および接続端子２４の接続面は、樹脂パッケージ１６の表面に露出させる。また実装端子７６の側面を、樹脂パッケージ１６の側面に露出させている。実装端子７６の側面を樹脂パッケージ１６の側面に露出させた場合、接合材を介して圧電発振器７０が実装基板に実装されるとき、実装端子７６の実装面からはみ出した前記接合材が、実装端子７６の側面に沿ってせり上がり、実装基板の電極パターンから実装端子７６の側面にかけてフィレットが形成される。これにより実装基板の電極パターンと圧電発振器７０の実装端子７６との接続を、外観から容易に確認することができる。なお実施の形態によっては、実装端子７６の側面を樹脂パッケージ１６の側面に露出させなくてもよい。

この後、圧電振動片１８が実装される側の樹脂パッケージ１６表面に、モールド樹脂よりも耐湿性に優れた耐湿材４０が塗布される。そして接続端子２４の接続面および実装端子７６の実装面にメッキが施された後、接続端子形成用リード２２および実装端子形成用リード７４がリードフレーム７２の枠部７３から切断される。次に、接続端子２４の接続面上に導電材３４を介して圧電振動片１８が実装される。そして圧電振動片１８の励振電極の厚みをかえることにより周波数調整が行われた後、圧電振動片１８を気密封止する蓋体４４が樹脂パッケージ１６に接合される。最後に、電子部品１４に搭載されている容量アレイの容量調整または可変容量ダイオードに供給される電圧を調整することにより、もう一度圧電発振器７０の発振周波数が調整される。

このように圧電発振器７０を構成することにより、第１の実施形態に係る圧電発振器１０と同様の効果を奏することができる。なお上述した圧電発振器７０に、第１の実施形態で説明した熱伝導材を設けてもよい。
また上述した圧電発振器７０では、実装端子７６の実装面と電子部品１４の表面とが同一平面内にあるが、他の実施形態として、傾斜部８０により形成される段差の距離を大きくして、電子部品１４の表面をモールド樹脂で覆ってもよい。

図１０に接続端子を折り曲げ形成してなる圧電発振器の断面図を示す。上述した圧電発振器７０では、実装端子形成用リード７４に傾斜部８０を設けた構成であるが、他の実施形態として、接続端子に傾斜部を設けて圧電発振器を形成してもよい。すなわち圧電発振器は、リードフレームから形成した複数のリードの一側面に電気的に接続した電子部品１４と、前記複数のリードの一部に接続されて前記電子部品側に段差を形成した接続端子８２と、前記複数のリードの他側面と前記接続端子８２の接続面とを露出させて前記電子部品１４を封止したモールド材（モールド樹脂）と、前記接続端子８２の接続面に導電材を介して接合した圧電振動片１８と、を有する構成である。前記段差は、リードを折り曲げた傾斜部８４によって形成される。また前記接続端子８２の接続面と前記電子部品１４の表面とを同一面内に形成することができる。さらに電子部品１４が実装されるリードの下面をハーフエッチング等により削り、このリードの下面をモールド樹脂で覆ってもよい。

図１１に実装端子形成用リードに段差を設けた圧電発振器の断面図を示す。図１１に示すように、接続端子８２を形成するリード下面が圧電発振器を実装する基板に接触させないように、実装端子形成用リード７４に傾斜部８４とは反対の方向に段差を形成して接続端子８２を形成してもよい。したがって電子部品１４が実装されるリード下面と実装端子下面とに段差を設けることができ、前記リードの下面をモールド樹脂で覆うことができる。圧電発振器が実装基板への実装される時に、不要な端子がモールド樹脂から露出していると実装基板の配線自由度がなくなるが、この形態では実装に不要な端子がモールド樹脂に覆われているので、実装基板の配線自由度を向上させることができる。

図１２に変形例に係る実装端子形成用リードの断面図を示す。上述した実施形態では、段差が実装端子形成用リード７４または接続端子形成用リード２２のいずれかを折り曲げて形成されているが、ハーフエッチングを用いて形成されてもよい。すなわちリードフレームを厚く形成しておき、エッチングによりリードフレームの上面側と下面側との厚みをかえることで、実装端子形成用リードや接続端子形成用リードを形成してもよい。実装端子形成用リード８６ａ，８６ｂは、図１２（ａ），（ｂ）に示したような形状にでき、圧電発振器の裏面に実装端子８８ａ，８８ｂが露出される。接続端子形成用リードも同様の形状にできる。またリードフレームを圧延することによりリードの厚みをかえて、実装端子形成用リードや接続端子形成用リードを形成してもよい。これにより圧電発振器７０の幅方向の寸法を小さくすることができる。

次に、第２の実施形態について説明する。なお参考例に係る圧電発振器と構成が同じ部分は同番号を付し、その説明を省略または簡略する。図１３に第３の実施形態に係る圧電発振器の断面図を示す。圧電発振器９０は、リードフレームの電子部品配置用スペースに配置して、前記リードフレームから形成した複数のリード９２の一側面に電気的に接続した電子部品１４と、前記複数のリード９２の他側面を露出させて前記電子部品１４を封止したモールド材（モールド樹脂）と、前記複数のリード９２の一部に形成された接続端子９３の他側面側に、導電材を介して接合した圧電振動片と、を有する構成である。また実装端子９８はモールド樹脂の裏面に設けられ、このモールド樹脂を上下に貫通する穴部９６に配線が設けられて（ビアホールまたはスルーホール）、実装端子９８とリード９２とが導通している。

図１４に圧電発振器９０の製造の説明図を示す。図１４（ａ）は平面図であり、図１４（ｂ）〜（ｅ）は断面図である。圧電発振器９０の製造は次のように行われる。まず複数のリード９２が形成されたリードフレームおよび電子部品１４をテープシート９４上に載置する。このとき電子部品１４はリードフレームの電子部品配置用スペースに配置されている。そしてワイヤボンディングを電子部品１４に設けられた電極とリード９２とに施して電気的に接続する（図１４（ａ），（ｂ）参照）。なお、フリップチップボンディングにて形成してもよい。この後、電子部品１４およびリード９２はモールド樹脂で封止されて、樹脂パッケージ１６が形成される（図１４（ｃ）参照）。このとき電子部品１４とリード９２とにワイヤボンディングが施された側がモールド樹脂で封止され、テープシート９４が貼付されている側には樹脂パッケージ１６は形成されていない。また少なくとも２つのリード９２の表面から、樹脂パッケージ１６を上下方向に貫通する穴部９６が設けられている。この穴部９６は、樹脂成型金型の内部に凸部を設けておくことにより形成される。すなわち電子部品１４とリード９２を樹脂成型金型に入れたときに、この金型に設けられた前記凸部の先端とリード９２の表面とを接触させ、この後モールド樹脂を金型内に射出することにより穴部９６が形成される。なお、貫通する穴部９６は、モールド樹脂にて封止された後、レーザやエッチングにて、形成してもよい。

この後、テープシート９４が樹脂パッケージ１６から剥され、樹脂パッケージ１６が上下に反転される。そして圧電振動片１８が、前記接続端子９３に導電材３４を介して実装される。また圧電振動片１８が実装される側の樹脂パッケージ１６表面に、耐湿材を塗布してもよい。そして圧電振動片１８に設けられた励振電極の厚みをかえて周波数調整された後、圧電振動片１８を気密封止する蓋体４４がロウ材を介して樹脂パッケージ１６に接合される（図１４（ｄ）参照）。

この後、樹脂パッケージ１６に形成された穴部９６と、樹脂パッケージ１６（圧電発振器９０）の裏面とにメッキが施されて、リード９２と電気的に接続する実装端子９８が樹脂パッケージ１６の裏面に形成される（図１４（ｅ）参照）。なお、メッキを施す工程は、圧電振動片１８が前記接続端子に実装される前に行ってもよい。
最後に、電子部品１４に搭載されている容量アレイの容量調整または可変容量ダイオードに供給される電圧を調整することにより、もう一度圧電発振器９０の発振周波数が調整される。このようにして圧電発振器９０が製造される。

このように圧電発振器９０を構成することにより、参考例に係る圧電発振器１０と同様の効果を奏することができる。なお上述した圧電発振器９０に、第１の実施形態で説明した熱伝導材を設けてもよい。
また実装端子９８は、樹脂パッケージ１６の裏面全面を使用して形成できる。すなわち圧電発振器９０の裏面は樹脂パッケージ１６のみであり、電子部品１４等が露出していないので、実装端子９８と電子部品１４とが上下に重ねて配置させることができる。したがって実装端子９８を大きく形成でき、実装端子９８と実装基板との間の接合強度を向上させることができる。

また第２の実施形態に係る圧電発振器９０は、樹脂パッケージ１６を上下方向に貫通して実装端子９８とリード９２とが導通しているので、リードフレームを折り曲げて実装端子９８と電子部品１４とを導通させる場合に比べて、リードフレームを折り曲げる分を小型化することができる。

図１５に圧電発振器を製造する他の実施形態の説明図を示す。第３の実施形態に係る圧電発振器９０を平面方向に複数並べて形成し、ダイシングにより個別化して製造することもできる。なおダイシングする位置は、図１５において二点鎖線で示している。この場合、樹脂パッケージ１６に穴部９６（スルーホールまたはビアホール）を設けてリード９２と実装端子９８とを導通させる実施形態の他に、樹脂パッケージ１６の側面にキャスタレーションを設けてリード９２と実装端子９８とを導通させてもよい。また、この実施形態では、圧電振動片を樹脂パッケージに実装する前に実装端子９８を形成している。
なお、第３の実施形態に係る圧電発振器９０において、実装端子と接続端子を反対に形成してもよい。つまり、実装端子９８はリード９２により形成し、接続端子はリード９２と穴部を介して接続して形成してもよい。

次に、第３の実施形態について説明する。第３の実施形態では、第１〜第３の実施形態で説明した圧電発振器１０，７０，９０を電子機器に搭載した一例について説明する。図１６にディジタル式携帯電話の概略構成図を示す。ディジタル式携帯電話１００は、送受信信号の送信部１０２および受信部１０４等を有し、この送信部１０２および受信部１０４に、これらを制御する中央演算装置（ＣＰＵ）１０６が接続されている。またＣＰＵ１０６は、送受信信号の変調および復調の他に表示部や情報入力のための操作キー等からなる情報の入出力部１０８や、ＲＡＭ，ＲＯＭ等からなるメモリ１１０の制御を行っている。このためＣＰＵ１０６には圧電デバイス１１２が取付けられ、その出力周波数をＣＰＵ１０６に内蔵された所定の分周回路（不図示）等により、制御内容に適合したクロック信号として利用するようにされている。

本発明の実施形態に係る圧電発振器１０，７０，９０が応用されるものとして、例えば温度補償型水晶発振器（ＴＣＸＯ）がある。このＴＣＸＯは、周囲の温度変化による周波数変動を小さくした圧電発振器であって、受信部や送信部の周波数基準源として広く利用されている。このＴＣＸＯは、近年の携帯電話装置の小型化に伴い、小型化への要求が高くなっており、本発明の実施形態に係る圧電発振器の小型化は極めて有用である。また、本発明の実施形態に係る圧電発振器は、例えばＣＰＵを含む携帯電話装置に日付時刻情報を供給するリアルタイムクロックにも応用することができる。

また本発明の実施形態に係る圧電発振器１０，７０，９０は、上記のディジタル式携帯電話装置に限らず、パーソナルコンピュータ、ワークステーション、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ［Ｄａｔａ］ Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ：携帯情報端末）等の、圧電発振器により制御用のクロック信号を得る電子機器に適用することができる。このように、上述した実施形態に係る圧電発振器を電子機器に利用することにより、より小型で信頼性の高い電子機器を実現することができる。

参考例に係る圧電発振器の説明図である。 参考例に係るリードフレームの平面図である。 周波数調整を行う回路の説明図である。 支持手段の説明図である。 調整端子を設けた圧電発振器の説明図である。 周波数調整用の電子部品を搭載した圧電発振器の平面図である。 樹脂パッケージの周縁を立ち上げ形成した圧電発振器の断面図である。 第１の実施形態に係る圧電発振器の説明図である。 第１の実施形態に係るリードフレームの平面図である。 接続端子を折り曲げ形成してなる圧電発振器の断面図である。 実装端子形成用リードに段差を設けた圧電発振器の断面図である。 変形例に係る実装端子形成用リードの断面図である。 第２の実施形態に係る圧電発振器の断面図である。 圧電発振器の製造の説明図である。 圧電発振器を製造する他の実施形態の説明図である。 ディジタル式携帯電話の概略構成図である。 従来技術に係る圧電発振器の断面図である。

符号の説明

１０………圧電発振器、１４………電子部品、１６………樹脂パッケージ、１８………圧電振動片、２４………接続端子、２８………実装端子、７０………圧電発振器、７６………実装端子、９０………圧電発振器、９８………実装端子、１００………ディジタル式携帯電話。

Claims (9)

1. リードフレームから形成した複数のリードの一側面に電気的に接続した電子部品と、
   前記複数のリードの一部に接続されて前記電子部品側に折り曲げて部品接続端子との間に段差を形成した複数の実装端子と、
   前記複数のリードの他側面と前記複数の実装端子の実装面とを露出させて前記電子部品を封止したモールド材と、
   前記リードの他側面に導電材を介して接合した圧電振動片と、
   を有することを特徴とする圧電発振器。
2. 前記実装端子の実装面と前記電子部品の表面とは同一面内にあることを特徴とする請求項１に記載の圧電発振器。
3. リードフレームから形成した複数のリードの一側面に電気的に接続した電子部品と、
   前記複数のリードの一部に接続されて前記電子部品が実装されるリード面との間に段差を形成した接続端子と、
   前記複数のリードの他側面と前記接続端子の接続面とを露出させて前記電子部品を封止したモールド材と、
   前記接続端子の接続面に導電材を介して接合した圧電振動片と、
   を有することを特徴とする圧電発振器。
4. 前記接続端子の接続面と前記電子部品の表面とは同一面内にあることを特徴とする請求項３に記載の圧電発振器。
5. 前記電子部品の前記リードへの電気的接続は、フリップチップボンディングにより行うことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の圧電発振器。
6. リードフレームから形成した複数のリードの一側面に電気的に接続した電子部品と、
   前記複数のリードの他側面を露出させて前記電子部品を封止したモールド材と、
   前記複数のリードの他側面に、導電材を介して接合した圧電振動片と、
   前記モールド材の一部に穴部が設けられ、前記穴部に形成された配線を介して前記リードと電気的に接続された実装端子と、
   を有することを特徴とする圧電発振器。
7. 前記圧電振動片が実装される側に向く前記モールド材の表面に耐湿材を塗布したことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の圧電発振器。
8. 前記電子部品と前記圧電振動片との間に熱伝導材を設けたことを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の圧電発振器。
9. 請求項１ないし８のいずれかに記載の圧電発振器を備えたことを特徴とする電子機器。

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