JP2008294585A - Crystal oscillator for surface mounting - Google Patents
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Abstract
【課題】ICチップの発熱による周波数温度特性への影響を軽減して生産性を高めた表面実装発振器を提供する。
【解決手段】ICチップ2と水晶片とを収容する凹部を有したセラミックからなる容器本体1を備え、前記ICチップ2における回路機能面の一組の対向辺に設けられた複数のIC端子と、前記容器本体1の内底面の長手方向に沿った両側領域に設けられて前記IC端子と対面した複数の回路端子5とをバンプを用いて接続してなる表面実装用の水晶発振器において、前記複数の回路端子5のうちの少なくとも一つは前記両側領域の間となる中央領域の前記長手方向に沿って延在した構成とする。
【選択図】図1Provided is a surface-mount oscillator in which productivity is improved by reducing an influence on frequency temperature characteristics due to heat generation of an IC chip.
SOLUTION: A container main body 1 made of ceramic having a recess for accommodating an IC chip 2 and a crystal piece is provided, and a plurality of IC terminals provided on a pair of opposing sides of a circuit function surface of the IC chip 2; In the crystal oscillator for surface mounting, wherein a plurality of circuit terminals 5 which are provided in both side regions along the longitudinal direction of the inner bottom surface of the container body 1 and which are connected to the IC terminals are connected using bumps, At least one of the plurality of circuit terminals 5 is configured to extend along the longitudinal direction of the central region between the both side regions.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は表面実装用の水晶発振器(以下、表面実装発振器とする)を技術分野とし、特にICチップからの放熱効果を高めた表面実装発振器に関する。 The present invention relates to a surface mount crystal oscillator (hereinafter referred to as a surface mount oscillator), and more particularly to a surface mount oscillator with an improved heat dissipation effect from an IC chip.
(発明の背景)
表面実装発振器は小型・軽量であることから、特に携帯型の電子機器に周波数や時間の基準源として内蔵される。近年では、小型化に伴い、ICチップの発熱による影響が問題視されている。
(Background of the Invention)
Since surface-mounted oscillators are small and lightweight, they are built in as a frequency and time reference source, especially in portable electronic devices. In recent years, with the miniaturization, the influence of heat generated by the IC chip has been regarded as a problem.
(従来技術の一例)
第5図は一従来例を説明する図で、同図(a)は表面実装発振器の断面図、同図(b)はカバーを除く平面図、同図(c)は水晶片の平面図である。
(Example of conventional technology)
FIG. 5 is a diagram for explaining a conventional example. FIG. 5A is a cross-sectional view of a surface mount oscillator, FIG. 5B is a plan view excluding a cover, and FIG. 5C is a plan view of a crystal piece. is there.
表面実装発振器は容器本体1にICチップ2と水晶片3を収容し、カバー4を被せて密閉封入される。容器本体1は積層セラミックからなり、内壁段部を有して凹状とする。そして、容器本体1の内底面には長手方向に沿った両側領域に複数の例えば3個ずつの回路端子5を有する。回路端子5は中央の2個を水晶端子として、両側の4個を電源、出力、アース及びスタンバイ端子とする。
The surface mount oscillator contains an
そして、中央の2個は黒点で示すビアホールによって二層目の上面に延出して配線路を経て水晶保持端子6に接続する。また、両側の回路端子5は一層目と二層目との積層面を経て外部底面の外部端子7に接続する。ICチップ2は少なくとも発振回路を集積化し、回路機能面の図示しないIC端子を、バンプ8を用いた超音波熱圧着によって凹部の内底面に固着する(所謂フリップチップボンディング)。
The two in the center are extended to the upper surface of the second layer by via holes indicated by black dots, and are connected to the
水晶片3はATカットとして両主面に励振電極9を有し、引出電極10の延出した一端部両側が導電性接着剤11によって容器本体1の内壁段部に固着される。水晶振動子(水晶片3)の周波数温度特性はATカットしたことにより、常温25℃近傍に変曲点を有する三次曲線とする(第6図)。三次曲線は切断角度に依存して3次、2次及び1次の係数が変化する。
The
この例では、25℃近傍以下の温度点に極大値T1(例えば−5℃)を、25℃以上の温度点に極小値T2(同65℃)を有する切断角度とする。これにより、例えば3次項のみとした直線状の3次曲線に比較し、常温25℃近傍の発振周波数を公称周波数とすることによって、温度が常温25℃近傍から低温側及び高温側に変化しても周波数変化を小さくできる。
In this example, a cutting angle having a maximum value T1 (for example, −5 ° C.) at a temperature point near 25 ° C. and a minimum value T2 (at 65 ° C.) at a temperature point of 25 ° C. or more. Thereby, for example, compared with a linear cubic curve having only a third-order term, by changing the oscillation frequency around
通常では、極大値T1から極小値T2までの傾斜特性(勾配)を緩やかにして、極大値T1以下及び極小値T2以上の傾斜特性を急峻にする。これにより、例えば−10℃から70℃までの範囲をα(10)ppm以内とした温度規格を満足する。水晶発振器の周波数温度特性は、水晶振動子の周波数温度特性が支配的になって基本的にはほぼ同一特性となる。なお、カバー4はシーム溶接やガラス封止等によって容器本体1の開口端面に接合される。
(従来技術の問題点)
しかしながら、上記構成の表面実装発振器では、ICチップ2の発熱温度によって、容器本体1内の温度も上昇する。このため、水晶発振器の常温25℃近傍での発振周波数も変化し、公称周波数からのズレを生じる。このことから、従来では、発振器の組み立て後の公称周波数からのズレを見込んで、例えば水晶片3の切断角度を代えて対応する必要があった。
(Problems of conventional technology)
However, in the surface mount oscillator configured as described above, the temperature inside the
しかし、表面実装発振器の小型化が進行するほど、例えば平面外形が5.0×3.2mm、高さが1.2mm以下になって内積が小さくなるほど、ICチップ2の発熱の影響が大きくなる。この場合、常温25℃での周波数変化よりも、高温側及び低温側の周波数変化の方が大きくなる。すなわち、前述のように常温時付近での温度に対する傾斜特性よりも、高温側及び低温側での傾斜特性が急峻なため、温度変化に対する周波数変化も大きくなる。
However, as the size of the surface-mount oscillator progresses, for example, as the planar outer shape becomes 5.0 × 3.2 mm, the height becomes 1.2 mm or less, and the inner product becomes smaller, the influence of heat generation of the
そして、特に80℃付近以上となる高温側の周波数温度特性は、基準周波数(公称周波数)からの+方向の周波数偏差Δf/fも大きくなって、周波数温度特性の上限規格から離れる方向なので問題となる。一方、−20℃付近以下となる低温側は基準周波数に接近する方向なので、格別に問題にはならない。 In particular, the frequency temperature characteristic on the high temperature side, which is about 80 ° C. or higher, has a problem in that the frequency deviation Δf / f in the + direction from the reference frequency (nominal frequency) also increases and is away from the upper limit of the frequency temperature characteristic. Become. On the other hand, since the low temperature side below −20 ° C. approaches the reference frequency, there is no particular problem.
これらのことから、常温のみならず特に高温側での周波数偏差を規格内にしなければならないので、水晶片3の切断角度を単に代えるのみでは、充分に対応できずに生産性を低下させる問題があった。なお、フリップチップボンディングによる固着なので、回路機能面とは反対面を固着してワイヤーボンディングによって電極を導出する場合に比較して放熱効果が小さいことに起因する。
For these reasons, the frequency deviation not only at room temperature but particularly at the high temperature side must be within the standard. Therefore, simply changing the cutting angle of the
(発明の目的)
本発明は、ICチップの発熱による周波数温度特性への影響を軽減して生産性を高めた表面実装発振器を提供することを目的とする。
(Object of invention)
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a surface mount oscillator in which productivity is improved by reducing influence on frequency temperature characteristics due to heat generation of an IC chip.
本発明は、特許請求の範囲(請求項1)に示したように、ICチップと水晶片とを収容する凹部を有したセラミックからなる容器本体を備え、前記ICチップにおける回路機能面の一組の対向辺に設けられた複数のIC端子と、前記容器本体の内底面の長手方向に沿った両側領域に設けられて前記IC端子と対面した複数の回路端子とをバンプを用いて接続してなる表面実装用の水晶発振器において、前記複数の回路端子のうちの少なくとも一つは前記両側領域の間となる中央領域の前記長手方向に沿って延在した構成とする。 The present invention includes a container body made of ceramic having a recess for accommodating an IC chip and a crystal piece, as set forth in the claims (Claim 1), and a set of circuit function surfaces in the IC chip. A plurality of IC terminals provided on opposite sides of the container body and a plurality of circuit terminals provided on both side regions along the longitudinal direction of the inner bottom surface of the container body and facing the IC terminals are connected using bumps. In the surface mount crystal oscillator, at least one of the plurality of circuit terminals is configured to extend along the longitudinal direction of the central region between the two side regions.
このような構成であれば、回路端子の一つは容器本体(セラミック)の内底面の中央領域に延在するので、容器本体との接触面積を大きくする。したがって、容器本体を経ての外部への放熱効果を高められる。したがって、ICチップの発熱の影響を軽減して、周波数温度特性を本来の周波数温度特性とする。特に、高温側での周波数変化を抑止して周波数偏差を規格内に満足する。 With such a configuration, one of the circuit terminals extends to the central region of the inner bottom surface of the container body (ceramic), thereby increasing the contact area with the container body. Therefore, the heat dissipation effect to the outside through the container body can be enhanced. Therefore, the influence of heat generation of the IC chip is reduced, and the frequency temperature characteristic is made the original frequency temperature characteristic. In particular, the frequency deviation on the high temperature side is suppressed and the frequency deviation is satisfied within the standard.
(実施態様項)
本発明の請求項2では、請求項1において、前記回路端子の少なくとも一つは前記容器本体の内底面に配置された前記複数の回路端子の配列方向の最外側とし、前記配列方向に沿って前記ICチップの外周から突出する。これにより、容器本体の内底面との接触面積をさらに大きくして放熱効果を高められる。
(Embodiment section)
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, at least one of the circuit terminals is an outermost side in the arrangement direction of the plurality of circuit terminals arranged on the inner bottom surface of the container body, and along the arrangement direction. It protrudes from the outer periphery of the IC chip. Thereby, a contact area with the inner bottom face of a container main body can be enlarged further, and the thermal radiation effect can be improved.
同請求項3では、請求項1において、前記回路端子の少なくとも一つは前記複数の回路端子の配列方向の最外側とし、前記配列方向に沿って前記ICチップの外周から突出するとともに前記容器本体の内底面にH状に延在し、前記最外側の回路端子を除く複数の回路端子は前記H状の凹部内に位置する。これにより、容器本体の内底面との接触面積をまたさらに大きくして放熱効果を高められる。 In the third aspect, at least one of the circuit terminals is the outermost side in the arrangement direction of the plurality of circuit terminals, and protrudes from the outer periphery of the IC chip along the arrangement direction. A plurality of circuit terminals excluding the outermost circuit terminal are positioned in the H-shaped recess. Thereby, a contact area with the inner bottom face of a container main body can be enlarged further, and the thermal radiation effect can be improved.
同請求項4では、請求項1又は2において、前記最外側の回路端子は前記容器本体の外底面に設けられたアース端子としての外部端子と接続する。これにより、面積を大きくしたことによる電気的影響を少なくできる。 According to the fourth aspect of the present invention, in the first or second aspect, the outermost circuit terminal is connected to an external terminal as a ground terminal provided on the outer bottom surface of the container body. Thereby, the electrical influence by having enlarged the area can be decreased.
同請求項5では、請求項1において、前記容器本体は内壁段部を有し、前記水晶片は引出電極の延出した一端部両側が前記内壁段部に固着される。これにより、ICチップと水晶片とが同一空間内に収容された水晶発振器の周波数温度特性を良好に維持する。 In the fifth aspect of the present invention, in the first aspect, the container body has an inner wall stepped portion, and the crystal piece is fixed to the inner wall stepped portion at both ends of the extended end portion of the extraction electrode. Thereby, the frequency temperature characteristic of the crystal oscillator in which the IC chip and the crystal piece are accommodated in the same space is favorably maintained.
(第1実施形態)
第1図は本発明の第1実施形態を説明する図で、表面実装発振器のカバーを除く平面図である。なお、前従来例と同一部分には同番号を付与してその説明は簡略又は省略する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram for explaining a first embodiment of the present invention, and is a plan view excluding a cover of a surface mount oscillator. In addition, the same number is attached | subjected to the same part as a prior art example, and the description is simplified or abbreviate | omitted.
表面実装発振器は前述したように、凹状とした容器本体1の内底面に設けた回路端子5にICチップ2のIC端子をバンプ8を用いた超音波熱圧着を含むフリップチップボンディングによって固着し、励振電極9から引出電極10の延出した水晶片3の一端部両側を内壁段部に固着してなる。内底面の回路端子は、ここでも、長手方向に沿って両側領域に形成され、中央の2個を水晶端子として、両側を電源、出力、アース及びスタンバイ端子とする。
As described above, the surface mount oscillator is fixed to the
そして、この実施形態では、回路端子5のうちの配列方向の一端側の最外側に位置するアース用の回路端子5AはH状として延在する。すなわち、アース用の回路端子5Aは配列方向に沿ってICチップ2の外周から突出し、対向辺の対面する回路端子5の外側に延出する。
And in this embodiment, the
そして、回路端子5の位置する両側領域の中間となる中央領域に延在して横断する。さらに、他端側の最外側に位置する回路端子5の外側に延出する。要するに、容器本体1の内底面に延在したH状の両側の凹部に他の回路端子5が位置するパターンとする。
And it extends to the center area | region used as the middle of the both-sides area | region in which the
このような構成であれば、ICチップ2のアース用のIC端子がバンプ8によって回路端子5Aに接続すると、ICチップ2の熱がH状とした回路端子5Aに伝熱する。そして、H状の回路端子5が設けられた内底面を経て外部に放熱される。これにより、従来の回路端子5の場合より、放熱面積を大きくするので、放熱効果を高められる。したがって、水晶振動子の周波数温度特性を良好にする。
With this configuration, when the grounding IC terminal of the
ここでは、アース用の回路端子5をH状とするので、電気的影響を少なくして、例えばシールド層としても機能する。
Here, since the
(第2〜第4実施形態)
第2図乃至第4図は本発明の第2〜第4実施形態を説明する表面実装発振器のカバーを除く平面図である。なお、前実施形態と同一部分の説明は省略する。
(Second to fourth embodiments)
2 to 4 are plan views excluding the cover of the surface mount oscillator for explaining the second to fourth embodiments of the present invention. In addition, description of the same part as previous embodiment is abbreviate | omitted.
第2実施形態(第2図)では、アース用の回路端子5AはL状として中央領域に延在する。そして、アース用の回路端子5Aを除く最外側の3つの回路端子が配列方向に沿ってICチップ2の外周に突出する。第3実施形態(第3図)では、アース用の回路端子5Aと斜対向する回路端子5をL字状として中央領域に延在させる。
In the second embodiment (FIG. 2), the
これらの場合であっても、アース用を含む回路端子5の内底面に対する接触面積を大きくするので、放熱効果を高める。そして、各4つの回路端子5の面積を大きくして放熱するので熱分布を均一化し、放熱し易くする。
Even in these cases, the contact area with the inner bottom surface of the
第4実施形態では中央2個の水晶端子用の回路端子5Bを中央領域に延在させる。この場合でも同様に放熱効果を高める。そして、配線路を通して水晶片3に伝熱する熱量が中央に延在したパターンに分配されるので、水晶片3の温度上昇勾配を緩やかにする。
In the fourth embodiment,
(他の事項)
上記実施形態ではICチップ2と水晶片3とを同一空間内に収容したが、例えば容器本体を両主面に凹部を有したH状とし、一方の凹部に水晶片3を、他方の凹部にICチップ2を収容した場合でも同様に適用できる。さらに、表面実装振動子の底面にICチップを収容した凹状の実装基板を接合した場合でも適用できる。
(Other matters)
In the above embodiment, the
また、表面実装発振器を温度補償型とした場合は、ICチップ内に設けられた温度検出素子と水晶振動子の動作温度とが異なり、温度補償機構部からの温度補償電圧は実際に補償すべき温度補償電圧からズレを生じる。したがって、この場合でも、本発明は適用できる。 In addition, when the surface mount oscillator is a temperature compensation type, the temperature detection element provided in the IC chip and the operating temperature of the crystal resonator are different, and the temperature compensation voltage from the temperature compensation mechanism should be actually compensated. Deviation from temperature compensation voltage. Therefore, the present invention can be applied even in this case.
1 容器本体、2 ICチップ、3 水晶片、4 カバー、5 回路端子、6 水晶保持端子、7 外部端子、8 バンプ、9 励振電極、10 引出電極、11 導電性接着剤。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007135923A JP2008294585A (en) | 2007-05-22 | 2007-05-22 | Crystal oscillator for surface mounting |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2007135923A JP2008294585A (en) | 2007-05-22 | 2007-05-22 | Crystal oscillator for surface mounting |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2008294585A true JP2008294585A (en) | 2008-12-04 |
Family
ID=40168894
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007135923A Pending JP2008294585A (en) | 2007-05-22 | 2007-05-22 | Crystal oscillator for surface mounting |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2008294585A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010187263A (en) * | 2009-02-13 | 2010-08-26 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | Surface mount crystal oscillator |
| JP2012074774A (en) * | 2010-09-27 | 2012-04-12 | Kyocera Kinseki Corp | Piezoelectric oscillator |
| JP2014049971A (en) * | 2012-08-31 | 2014-03-17 | Daishinku Corp | Piezoelectric oscillator |
| JP2014236452A (en) * | 2013-06-05 | 2014-12-15 | 日本電波工業株式会社 | Quartz device |
-
2007
- 2007-05-22 JP JP2007135923A patent/JP2008294585A/en active Pending
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| JP2012074774A (en) * | 2010-09-27 | 2012-04-12 | Kyocera Kinseki Corp | Piezoelectric oscillator |
| JP2014049971A (en) * | 2012-08-31 | 2014-03-17 | Daishinku Corp | Piezoelectric oscillator |
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