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JP2008211428A - Piezoelectric oscillator - Google Patents

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JP2008211428A
JP2008211428A JP2007045055A JP2007045055A JP2008211428A JP 2008211428 A JP2008211428 A JP 2008211428A JP 2007045055 A JP2007045055 A JP 2007045055A JP 2007045055 A JP2007045055 A JP 2007045055A JP 2008211428 A JP2008211428 A JP 2008211428A
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JP
Japan
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integrated circuit
circuit chip
substrate
piezoelectric
piezoelectric oscillator
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2007045055A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiko Shimodaira
和彦 下平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Miyazaki Epson Corp
Original Assignee
Epson Toyocom Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Epson Toyocom Corp filed Critical Epson Toyocom Corp
Priority to JP2007045055A priority Critical patent/JP2008211428A/en
Publication of JP2008211428A publication Critical patent/JP2008211428A/en
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  • Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)

Abstract

【課題】圧電振動子と集積回路チップを重ねて形成することができ、小型化を図ることができるとともに、検査端子を外部に露出して設け、コンタクトピンによる作業がしやすいようにした圧電発振器を提供すること。
【解決手段】絶縁性のパッケージ11に圧電振動片13を収容した圧電振動子10の下側に、集積回路チップ40を配置して、前記圧電振動片と前記集積回路チップを接続した圧電発振器30であって、前記集積回路チップの非能動面41を外に向け、該集積回路チップの能動面41側と前記非能動面42側とをスルーホール47で電気的に接続し、少なくとも検査端子45を前記非能動面側に形成した圧電発振器。
【選択図】図1
A piezoelectric oscillator that can be formed by superimposing a piezoelectric vibrator and an integrated circuit chip, can be miniaturized, and is provided with an inspection terminal exposed to the outside so that a work with a contact pin can be easily performed. To provide.
An integrated circuit chip is disposed below a piezoelectric vibrator that houses a piezoelectric vibrating piece in an insulating package, and the piezoelectric oscillator includes the piezoelectric vibrating piece and the integrated circuit chip connected to each other. The inactive surface 41 of the integrated circuit chip faces outward, the active surface 41 side of the integrated circuit chip and the inactive surface 42 side are electrically connected by a through hole 47, and at least the inspection terminal 45 Is formed on the inactive surface side.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、圧電振動子を利用して形成した圧電発振器の改良に関する。   The present invention relates to an improvement in a piezoelectric oscillator formed using a piezoelectric vibrator.

HDD(ハード・ディスク・ドライブ)、モバイルコンピュータ、あるいはICカード等の小型の情報機器や、携帯電話、自動車電話、またはページングシステム等の移動体通信機器において、圧電発振器が広く使用されている。
例えば、圧電発振器では、圧電振動子と、その温度補償などを行う集積回路チップを必要とする。
Piezoelectric oscillators are widely used in small information devices such as HDDs (hard disk drives), mobile computers, and IC cards, and mobile communication devices such as mobile phones, car phones, and paging systems.
For example, a piezoelectric oscillator requires a piezoelectric vibrator and an integrated circuit chip that performs temperature compensation thereof.

例えば、所定の基板の表面側に圧電振動片を実装し、キャップにより封止して圧電振動子を形成し、この圧電振動子の前記基板の裏面において、その周縁を囲んで内側に収容空間を形成し、該空間内に集積回路チップを収容した構成が知られている(特許文献1、図1参照)。
このような構成では、圧電振動子と集積回路チップを縦方向に重ねてパッケージ化することにより、実装スペースを小さくした小型の圧電発振器を得ることができる利点がある。
For example, a piezoelectric vibrating piece is mounted on the surface side of a predetermined substrate, sealed with a cap to form a piezoelectric vibrator, and on the back surface of the substrate of the piezoelectric vibrator, an accommodation space is enclosed inside the periphery. A configuration in which an integrated circuit chip is formed and accommodated in the space is known (see Patent Document 1 and FIG. 1).
In such a configuration, there is an advantage that a small piezoelectric oscillator having a small mounting space can be obtained by packaging the piezoelectric vibrator and the integrated circuit chip in the vertical direction.

このような圧電発振器では、圧電振動子が所定の温度−周波数特性を有している。すなわち、周囲の環境温度により周波数が変化するが、この温度−周波数特性を想定される使用環境で、常温を含む比較的広い使用環境温度の範囲において、フラットな特性となるようにするために、集積回路チップに補正のためのデータ等を入力するための制御端子である検査端子を必要とする。   In such a piezoelectric oscillator, the piezoelectric vibrator has a predetermined temperature-frequency characteristic. In other words, the frequency changes depending on the ambient environment temperature, but in order to have a flat characteristic in a relatively wide use environment temperature range including normal temperature in a use environment where this temperature-frequency characteristic is assumed, An inspection terminal which is a control terminal for inputting correction data or the like to the integrated circuit chip is required.

特許文献1の圧電発振器では、集積回路チップの検査端子が形成された能動面の電極パッドからパターンをパッケージ内部へ引き回して、側面部に延長し、パッケージの側面部に露出させることにより、外部からコンタクトピンを当てて、検査、およびデータ書き込みなどができるようにしている。   In the piezoelectric oscillator of Patent Document 1, a pattern is routed from the electrode pad on the active surface on which the inspection terminal of the integrated circuit chip is formed to the inside of the package, extended to the side surface, and exposed to the side surface of the package. Contact pins are applied to enable inspection and data writing.

特開2000−77943号公報JP 2000-77943 A

しかしながら、近年、パッケージが非常に小型化されており、全体の厚みも小さくなることから、パッケージ側面に検査端子を形成することが難しくなっている。   However, in recent years, the package has been very miniaturized and the overall thickness has been reduced, making it difficult to form inspection terminals on the side surfaces of the package.

本発明は、以上の課題を解決するためになされたもので、圧電振動子と集積回路チップを重ねて形成することができ、小型化を図ることができるとともに、検査端子を外部に露出して設け、コンタクピンによる作業がしやすいようにした圧電発振器を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above problems, and can be formed by superimposing a piezoelectric vibrator and an integrated circuit chip, which can reduce the size and expose the inspection terminal to the outside. It is an object of the present invention to provide a piezoelectric oscillator that is provided and is easy to work with a contact pin.

上述の目的は、第1の発明にあっては、絶縁性のパッケージに圧電振動片を収容した圧電振動子の下側に、集積回路チップを配置して、前記圧電振動片と前記集積回路チップを接続した圧電発振器であって、前記集積回路チップの非能動面を外に向け、該集積回路チップの能動面側と前記非能動面側とをスルーホールで電気的に接続し、少なくとも検査端子を前記非能動面側に形成した圧電発振器により、達成される。   According to the first aspect of the present invention, an integrated circuit chip is disposed below the piezoelectric vibrator in which the piezoelectric vibrating piece is housed in an insulating package, and the piezoelectric vibrating piece and the integrated circuit chip are arranged. A piezoelectric oscillator in which the inactive surface of the integrated circuit chip faces outward, the active surface side of the integrated circuit chip and the inactive surface side are electrically connected by a through hole, and at least a test terminal Is achieved by a piezoelectric oscillator formed on the inactive surface side.

第1の発明の構成によれば、パッケージを備える圧電振動子の下側に集積回路チップを固定するようにしたので、水平方向のサイズを小さくすることができ、実装面積を小さくでき、小型化をはかることができる。
しかも、集積回路チップは、能動面に露出している電極パッドを利用して圧電振動子側に実装する一方、該能動面にある検査端子用の電極パッドを、この集積回路チップにスルーホールを形成し、非能動面側へ連絡させ、外に向けた非能動面に検査端子を形成したので、外部からコンタクトピンを当て易く、取り扱いが容易となる。
また、外部には集積回路チップの非能動面を向けるようにしたので、デリケートな能動面を損傷することが防止される。
かくして、圧電振動子と集積回路チップを重ねて形成することができ、小型化を図ることができるとともに、検査端子を外部に露出して設け、コンタクトピンによる作業がしやすいようにした圧電発振器を提供することができる。
According to the configuration of the first invention, since the integrated circuit chip is fixed to the lower side of the piezoelectric vibrator including the package, the horizontal size can be reduced, the mounting area can be reduced, and the size can be reduced. Can be measured.
In addition, the integrated circuit chip is mounted on the piezoelectric vibrator side using the electrode pad exposed on the active surface, while the electrode pad for the inspection terminal on the active surface is provided with a through hole in the integrated circuit chip. Since the inspection terminal is formed on the non-active surface that is formed and connected to the non-active surface side, the contact pin can be easily applied from the outside, and the handling becomes easy.
Further, since the inactive surface of the integrated circuit chip is directed to the outside, it is possible to prevent the sensitive active surface from being damaged.
Thus, the piezoelectric oscillator can be formed by overlapping the piezoelectric vibrator and the integrated circuit chip, and the piezoelectric oscillator can be reduced in size and provided with the inspection terminal exposed to the outside so that the work with the contact pin is easy. Can be provided.

第2の発明は、第1の発明の構成において、前記能動面側と電気的に接続された再配置配線層を前記非能動面に形成するとともに、該再配置配線層を利用して検査端子を形成したことを特徴とする。
第2の発明の構成によれば、前記非能動面に再配置配線層を設けることで、検査用端子の形成を可能とするだけでなく、非能動面の所定位置まで該再配置配線層を自在に引き回すことができるので、特に、コンタクトピンを当て易く、あるいは圧電発振器の実装端子などと近接して、電気的短絡を生じ易い箇所を避けるなど、所望の箇所等を選んで検査端子を形成することが可能となる。
According to a second invention, in the configuration of the first invention, a relocation wiring layer electrically connected to the active surface side is formed on the non-active surface, and an inspection terminal is utilized by using the relocation wiring layer. Is formed.
According to the configuration of the second aspect of the invention, by providing the rearrangement wiring layer on the non-active surface, it is possible not only to form the inspection terminal but also to arrange the rearrangement wiring layer to a predetermined position on the non-active surface. Since it can be routed freely, it is particularly easy to apply contact pins, or close to the mounting terminals of the piezoelectric oscillator, etc., avoiding places where electrical shorts are likely to occur, etc. It becomes possible to do.

第3の発明は、第1または2のいずれかの発明の構成において、前記圧電振動子の下面に金属ボールを配置して空間を形成し、該空間内に前記集積回路チップを収容する構成としたことを特徴とする。
第3の発明の構成によれば、圧電振動子の下面に金属ボールを用いることにより、集積回路チップの収容空間を得ることができるだけでなく、該金属ボールを介して、実装基板側から電気的な接続をとることができる。このため、圧電振動子の下側に、集積回路チップの実装もしくはその収容空間を得るために基板を配置する場合などと比べると、製造コストも安く、構成も簡単となる利点がある。
According to a third aspect of the present invention, in the configuration of the first or second aspect, a metal ball is disposed on the lower surface of the piezoelectric vibrator to form a space, and the integrated circuit chip is accommodated in the space. It is characterized by that.
According to the configuration of the third invention, by using the metal ball on the lower surface of the piezoelectric vibrator, it is possible not only to obtain an accommodation space for the integrated circuit chip, but also from the mounting substrate side through the metal ball. Connections can be made. For this reason, there are advantages in that the manufacturing cost is low and the configuration is simple as compared with the case where a substrate is disposed below the piezoelectric vibrator for mounting an integrated circuit chip or obtaining the accommodation space.

第4の発明は、第1の発明の構成において、前記圧電振動子の下側に基板を配置して、該圧電振動子と前記基板の間に空間を形成し、前記基板に前記集積回路チップを固定して該集積回路チップを前記空間内に収容し、前記基板に貫通孔を形成して前記集積回路チップに形成した前記検査端子を露出させたことを特徴とする。
第4の発明の構成によれば、圧電振動子の下側に基板を配置したので、その分強い構造とすることができる。また、この基板に貫通孔を形成することで、検査端子を外部に向かって露出させることができるので、コンタクトピンによる操作が可能となる、
According to a fourth invention, in the configuration of the first invention, a substrate is disposed below the piezoelectric vibrator, a space is formed between the piezoelectric vibrator and the substrate, and the integrated circuit chip is formed on the substrate. The integrated circuit chip is accommodated in the space, and a through hole is formed in the substrate to expose the inspection terminal formed in the integrated circuit chip.
According to the configuration of the fourth aspect of the invention, since the substrate is arranged below the piezoelectric vibrator, a stronger structure can be obtained. In addition, by forming a through hole in this substrate, the inspection terminal can be exposed to the outside, so that operation with a contact pin is possible.

第5の発明は、第4の発明の構成において、前記圧電振動子と前記基板とをフリップチップ接続したことを特徴とする。
第5の発明の構成によれば、フリップチップ接続するようにして、金属ボールを用いることにより、集積回路チップの収容空間を得ることができるだけでなく、該金属ボールを介して、実装基板側から電気的な接続をとることができるので、圧電振動子の下側のキャビティを得る上でパッケージを形成するよりも容易である。
According to a fifth invention, in the configuration of the fourth invention, the piezoelectric vibrator and the substrate are flip-chip connected.
According to the configuration of the fifth aspect of the present invention, not only can the accommodation space of the integrated circuit chip be obtained by using the metal ball so as to be flip-chip connected, but also from the mounting substrate side via the metal ball. Since electrical connection can be made, it is easier to obtain a lower cavity of the piezoelectric vibrator than to form a package.

第6の発明は、第4または5のいずれかの発明の構成において、前記集積回路チップの能動面を外に向けて、該能動面を前記基板に実装することにより前記集積回路チップを前記基板に対して固定し、かつ前記能動面に再配置配線層を形成して、該再配置配線層で形成した検査端子が前記基板に形成した貫通孔から露出する構成としたことを特徴とする。
第6の発明の構成によれば、集積回路チップの能動面を外に向けていても、前記基板に覆われるから、保護することができ、前記能動面に再配置配線層を形成したので、能動面の任意の箇所に検査端子を形成することができる。
According to a sixth aspect of the present invention, in the configuration of the fourth or fifth aspect, the integrated circuit chip is mounted on the substrate by mounting the active surface on the substrate with the active surface of the integrated circuit chip facing outward. The relocation wiring layer is formed on the active surface, and the inspection terminal formed by the relocation wiring layer is exposed from the through hole formed in the substrate.
According to the configuration of the sixth aspect of the invention, even if the active surface of the integrated circuit chip faces outward, it can be protected because it is covered by the substrate, and the relocation wiring layer is formed on the active surface. Inspection terminals can be formed at any location on the active surface.

図1および図2は、本発明の圧電発振器の第1の実施の形態を示しており、図1はその概略断面図、図2はその概略底面図である。
図1に示すように、圧電発振器30は、圧電振動子10の下側に集積回路チップ40を配置したものである。
まず、圧電振動子10について説明する。
圧電振動子10は、絶縁性のパッケージ11内に圧電振動片13を収容し、蓋体12により封止して形成されている。パッケージ11は、例えば、絶縁材料として、酸化アルミニウム質のセラミックグリーンシートを用いて、内部に収容空間S1を設けるようにしたものである。
すなわち、パッケージ11は、第1の基板14と第2の基板15とを重ねシームリング16で、蓋体12と接合したものである。この場合、第2の基板15は焼結前に内側の材料を除去するように成形されることで、収容空間S1が形成されている。すなわち、パッケージ11は、グリーンシートによる複数の基板を積層した後、焼結して形成されている。
1 and 2 show a first embodiment of a piezoelectric oscillator according to the present invention. FIG. 1 is a schematic sectional view thereof, and FIG. 2 is a schematic bottom view thereof.
As shown in FIG. 1, the piezoelectric oscillator 30 has an integrated circuit chip 40 disposed below the piezoelectric vibrator 10.
First, the piezoelectric vibrator 10 will be described.
The piezoelectric vibrator 10 is formed by housing a piezoelectric vibrating piece 13 in an insulating package 11 and sealing it with a lid 12. The package 11 is formed, for example, using an aluminum oxide ceramic green sheet as an insulating material so that the accommodation space S1 is provided inside.
That is, the package 11 is obtained by overlapping the first substrate 14 and the second substrate 15 and joining the lid 12 with the seam ring 16. In this case, the accommodation space S1 is formed by molding the second substrate 15 so as to remove the inner material before sintering. That is, the package 11 is formed by laminating a plurality of substrates made of green sheets and then sintering.

すなわち、この実施形態では、パッケージ11は、例えば、矩形状の箱体となるように形成されており、上記内部空間S1が圧電振動片13を収容するための収容空間とされている。このパッケージ11の底部を構成するセラミック基板上に電極部23を形成して、例えば、導電性接着剤28を塗布し、その上に圧電振動片13の基端付近を載置して、加熱することにより該導電性接着剤28を硬化させて接合している。
ここで、本実施形態では、箱状のパッケージを形成して、圧電振動片13を収容するようにしているが、例えば、絶縁基体として、1枚のセラミック製基板を用意し、この1枚の基板に、電極部を形成して圧電振動片13を接合し、厚みの薄い箱状のリッドないしは蓋体をかぶせて封止して、全体として圧電振動片13を収容するためのパッケージを構成するようにしてもよい。
That is, in this embodiment, the package 11 is formed to be, for example, a rectangular box, and the internal space S <b> 1 is an accommodation space for accommodating the piezoelectric vibrating piece 13. An electrode part 23 is formed on a ceramic substrate constituting the bottom of the package 11, for example, a conductive adhesive 28 is applied, and the vicinity of the base end of the piezoelectric vibrating piece 13 is placed thereon and heated. Thus, the conductive adhesive 28 is cured and bonded.
Here, in this embodiment, a box-shaped package is formed to accommodate the piezoelectric vibrating piece 13. For example, a single ceramic substrate is prepared as an insulating base, An electrode portion is formed on the substrate, the piezoelectric vibrating piece 13 is bonded, and a thin box-shaped lid or lid is covered and sealed to form a package for accommodating the piezoelectric vibrating piece 13 as a whole. You may do it.

パッケージ11の内部空間S1内の図において左端部付近において、内部空間S1に露出して内側底部を構成する第1の基板14には、例えば、タングステンメタライズ上にニッケルメッキ及び金メッキをすることにより形成した電極部23が設けられている。実際にはパッケージ11の幅方向端部にそれぞれひとつずつ一対設けられている。
この電極部23は、パッケージ11に設けた導電スルーホール24などにより、該パッケージ11底面において外部に露出した接続端子部としての実装端子25と接続されており、外部から印加される駆動電圧を、圧電振動片13に供給するものである。
The first substrate 14 that is exposed to the internal space S1 and forms the inner bottom portion in the vicinity of the left end in the figure in the internal space S1 of the package 11 is formed by, for example, nickel plating and gold plating on tungsten metallization. The electrode part 23 is provided. Actually, one pair is provided at each end in the width direction of the package 11.
The electrode portion 23 is connected to a mounting terminal 25 as a connection terminal portion exposed to the outside on the bottom surface of the package 11 by a conductive through hole 24 provided in the package 11. This is supplied to the piezoelectric vibrating piece 13.

圧電振動片13は、例えば水晶で形成されており、水晶以外にもタンタル酸リチウム,ニオブ酸リチウム等の圧電材料を利用することができる。本実施形態の場合、圧電振動片13は、例えば、水晶を矩形にカットして形成した水晶振動片や、音叉型の水晶振動片を用いることができる。   The piezoelectric vibrating piece 13 is formed of, for example, quartz, and a piezoelectric material such as lithium tantalate or lithium niobate can be used in addition to quartz. In the case of this embodiment, the piezoelectric vibrating piece 13 may be, for example, a quartz vibrating piece formed by cutting a crystal into a rectangle or a tuning-fork type quartz vibrating piece.

圧電振動子10の第1の基板14の底面、すなわち圧電振動子10自体の底面の上記した実装端子25に対しては、金属バンプ(例えば、金バンプ)43を利用して、集積回路チップ40がフリップチップ実装されている。集積回路チップは半導体チップであり、特に圧電振動子の温度補償回路等を備えている。
特に集積回路チップ40の符号41の面は、該集積回路チップ40の制御端子44b(検査端子)を含む電極パッド44a等が露出した能動面である。この能動面41の電極パッドの箇所が、金属バンプ43により圧電振動子10の実装端子25と接続されており、集積回路チップ40は、その非能動面42が外(下)に向いて露出するようにされている。
For the mounting terminals 25 on the bottom surface of the first substrate 14 of the piezoelectric vibrator 10, that is, the bottom surface of the piezoelectric vibrator 10 itself, the integrated circuit chip 40 is utilized by using metal bumps (for example, gold bumps) 43. Is flip-chip mounted. The integrated circuit chip is a semiconductor chip, and particularly includes a temperature compensation circuit for a piezoelectric vibrator.
In particular, the surface 41 of the integrated circuit chip 40 is an active surface where the electrode pads 44a including the control terminals 44b (inspection terminals) of the integrated circuit chip 40 are exposed. The electrode pad portion of the active surface 41 is connected to the mounting terminal 25 of the piezoelectric vibrator 10 by the metal bump 43, and the inactive surface 42 of the integrated circuit chip 40 is exposed outward (downward). Has been.

すなわち、第1の基板14の下面の周縁に沿って、パッケージ11を構成する材料と同じ材料で形成した第3の基板26が重ねられており、内側に収容空間S2が形成されて、下側のパッケージ27が設けられている。この収容空間S2には図示のように集積回路チップ40が収容されるようになっている。
このため、好ましくは、第3の基板26の高さ寸法は、集積回路チップ40の厚み寸法よりも大きく設定されており、これにより、収容した集積回路チップ40が収容空間S2からはみだして、損傷の原因となることがないようになっている。
この第3の基板26の下面の四隅の箇所には、図2に示す実装端子31,31,31,31を形成する。これら実装端子は、圧電振動子10の実装端子25に対して、第3の基板26の内面などを引き回す導電パターンにより接続されている。
That is, the third substrate 26 made of the same material as that constituting the package 11 is overlapped along the peripheral edge of the lower surface of the first substrate 14, and the accommodation space S <b> 2 is formed on the inner side. Package 27 is provided. In this accommodation space S2, the integrated circuit chip 40 is accommodated as shown in the figure.
For this reason, preferably, the height dimension of the third substrate 26 is set to be larger than the thickness dimension of the integrated circuit chip 40, whereby the accommodated integrated circuit chip 40 protrudes from the accommodation space S2 and is damaged. It is designed not to cause any of the above.
The mounting terminals 31, 31, 31, 31 shown in FIG. 2 are formed at the four corners on the lower surface of the third substrate. These mounting terminals are connected to the mounting terminals 25 of the piezoelectric vibrator 10 by conductive patterns that route the inner surface of the third substrate 26 and the like.

集積回路チップ40には、導電材料を充填した貫通孔(導電スルーホール)47が形成され、図2に示すように非能動面42に露出した電極パッド46や、検査端子45が形成されている。
ここで、集積回路チップ40を貫通して、表裏に電気的に接続を行う貫通孔47は以下のように形成される。
例えば、集積回路チップ40のシリコン材料を、導電パッド44bの裏面に対応した非能動面42側からドライエッチングすることにより貫通孔を形成する。次に、能動面41の導電パッド44bを残して、スパッタリングなどにより貫通孔の孔内面に導電金属等を成膜する。その後、貫通孔内に銅(Cu)を充填し、非能動面42に電極パッドを形成する。さらに、該導電パッドに一体に導電パターンを設けることにより、再配置配線層を形成することにより、任意の箇所まで引き回すことができる。
また、パッケージ27の収容空間S2内の隙間に封止樹脂48を樹脂モールドするようにしている。
In the integrated circuit chip 40, through holes (conductive through holes) 47 filled with a conductive material are formed, and electrode pads 46 exposed to the non-active surface 42 and inspection terminals 45 are formed as shown in FIG. .
Here, a through hole 47 that penetrates the integrated circuit chip 40 and is electrically connected to the front and back is formed as follows.
For example, the through hole is formed by dry etching the silicon material of the integrated circuit chip 40 from the inactive surface 42 side corresponding to the back surface of the conductive pad 44b. Next, a conductive metal or the like is formed on the inner surface of the through hole by sputtering or the like, leaving the conductive pad 44b on the active surface 41. Thereafter, the through hole is filled with copper (Cu), and an electrode pad is formed on the inactive surface 42. Furthermore, by providing a conductive pattern integrally with the conductive pad, a rearranged wiring layer can be formed, and the conductive pad can be routed to an arbitrary location.
Further, the sealing resin 48 is resin-molded in the gap in the accommodation space S2 of the package 27.

本実施形態は以上のように構成されており、圧電振動子10の下側で、その底板である第1の基板14の底面に集積回路チップ40を固定するようにしたので、水平方向のサイズを小さくすることができ、実装面積を小さくでき、小型化をはかることができる。
しかも、集積回路チップ40は、能動面41に露出している電極パッド44aを利用して圧電振動子10側に実装する一方、該能動面41にある検査端子用の電極パッド44bを、この集積回路チップ40にスルーホール47を形成し、非能動面42側へ連絡させ、外に向けた非能動面42に検査端子45を形成したので、この検査端子45に外部からコンタクトピンを当て易く、取り扱いが容易となる。
また、外部には集積回路チップ40の非能動面42を向けるようにしたので、デリケートな能動面を損傷することが防止される。
かくして、圧電振動子10と集積回路チップ40を重ねて形成することができ、小型化を図ることができるとともに、検査端子45を外部に露出して設け、コンタクトピンによる作業がしやすいようにした圧電発振器30を提供することができる。
The present embodiment is configured as described above. Since the integrated circuit chip 40 is fixed to the bottom surface of the first substrate 14 as the bottom plate below the piezoelectric vibrator 10, the size in the horizontal direction is set. Can be reduced, the mounting area can be reduced, and the size can be reduced.
In addition, the integrated circuit chip 40 is mounted on the piezoelectric vibrator 10 side using the electrode pads 44a exposed on the active surface 41, while the test terminal electrode pads 44b on the active surface 41 are integrated with the integrated circuit chip 40. Since the through-hole 47 is formed in the circuit chip 40 and connected to the inactive surface 42 side, and the inspection terminal 45 is formed on the inactive surface 42 facing outward, it is easy to apply a contact pin to the inspection terminal 45 from the outside, Handling becomes easy.
Further, since the inactive surface 42 of the integrated circuit chip 40 is directed to the outside, it is possible to prevent the sensitive active surface from being damaged.
Thus, the piezoelectric vibrator 10 and the integrated circuit chip 40 can be formed in an overlapped manner, so that the size can be reduced and the inspection terminal 45 is exposed to the outside so that the work with the contact pin is facilitated. A piezoelectric oscillator 30 can be provided.

図3および図4は、圧電発振器の第2の実施形態を示す図であり、この実施形態において、図1および図2の圧電発振器と同一の符号を付した箇所は共通する構成であるから、重複する説明は省略し、以下、相違点を中心に説明する。
本実施形態は、図1および図2の実施形態と比較すると、再配置配線層49が形成されている点だけが異なる。
すなわち、図3および図4に表されているように、集積回路チップ40の非能動面42には、再配置配線層49を形成している。この再配置配線層49は、集積回路チップ40を構成するシリコン基板の表面にその電極パッド44bから延長される導電パターンを形成するもので、特に、該電極パッド44bの周囲を、ポリイミド樹脂などにより絶縁するとともに、その表面に銅パターンなどを引き回して形成することができる。
FIG. 3 and FIG. 4 are diagrams showing a second embodiment of the piezoelectric oscillator, and in this embodiment, the portions denoted by the same reference numerals as those of the piezoelectric oscillator of FIG. 1 and FIG. The description which overlaps is abbreviate | omitted and demonstrates below centering on difference.
This embodiment is different from the embodiment of FIGS. 1 and 2 only in that a rearrangement wiring layer 49 is formed.
That is, as shown in FIGS. 3 and 4, the rearrangement wiring layer 49 is formed on the non-active surface 42 of the integrated circuit chip 40. The rearrangement wiring layer 49 forms a conductive pattern extending from the electrode pad 44b on the surface of the silicon substrate constituting the integrated circuit chip 40. In particular, the periphery of the electrode pad 44b is made of polyimide resin or the like. Insulation can be formed by drawing a copper pattern or the like on the surface.

図示のように再配置配線層49を形成すると、導電スルーホール47の位置から、さらに集積回路チップ40の非能動面の表面を、当該チップの中央部まで引き回し、その位置で検査端子45を形成するようにしている。
これにより、図2の実施形態と比較すると、検査端子45の位置が、実装端子31などからより離間した箇所に設定される。
これにより、より確実に短絡を防止でき、コンタクトピンを当接させる作業もやりやすくなる。
第2の実施形態の圧電発振器30−1は、このような作用以外は、第1の実施形態の作用効果と同様の作用効果を発揮することができる。
なお、検査端子45は、上記の再配置配線層49を用いることにより、集積回路チップ40の中央部以外の任意の位置に形成することができることは勿論である。
When the rearrangement wiring layer 49 is formed as shown in the figure, the surface of the inactive surface of the integrated circuit chip 40 is further routed from the position of the conductive through hole 47 to the center of the chip, and the inspection terminal 45 is formed at that position. Like to do.
Thereby, compared with the embodiment of FIG. 2, the position of the inspection terminal 45 is set at a position further away from the mounting terminal 31 and the like.
Thereby, a short circuit can be prevented more reliably and the work of bringing the contact pins into contact with each other becomes easier.
The piezoelectric oscillator 30-1 of the second embodiment can exhibit the same functions and effects as those of the first embodiment except for such functions.
Of course, the inspection terminal 45 can be formed at any position other than the central portion of the integrated circuit chip 40 by using the rearrangement wiring layer 49 described above.

図5および図6は、圧電発振器の第3の実施形態を示す図であり、この実施形態において、図1および図2の圧電発振器と同一の符号を付した箇所は共通する構成であるから、重複する説明は省略し、以下、相違点を中心に説明する。
この圧電発振器30−2では、圧電振動子10の実装端子25に対して、導電性の金属ボール35を用いて、例えば、矩形の第4の基板33を接続するようにしている。第4の基板33は、例えば、比較的柔軟なポリイミド基板や、硬いガラスエポキシ基板、セラミック基板などで形成されている。
FIGS. 5 and 6 are diagrams showing a third embodiment of the piezoelectric oscillator, and in this embodiment, the portions denoted by the same reference numerals as those of the piezoelectric oscillator of FIGS. 1 and 2 have a common configuration. The description which overlaps is abbreviate | omitted and demonstrates below centering on difference.
In the piezoelectric oscillator 30-2, for example, a rectangular fourth substrate 33 is connected to the mounting terminal 25 of the piezoelectric vibrator 10 using a conductive metal ball 35. The fourth substrate 33 is formed of, for example, a relatively flexible polyimide substrate, a hard glass epoxy substrate, a ceramic substrate, or the like.

第4の基板33の上面の四隅部には電極部36が形成されており、表側に回りこんで、実装端子31と一体とされている。
金属ボールは、例えば、Auボールであり、圧電振動子10の実装端子25と第4の基板33の電極36の間で溶融され、これらと接合されている。
Electrode portions 36 are formed at the four corners of the upper surface of the fourth substrate 33, and are wound around the front side so as to be integrated with the mounting terminals 31.
The metal ball is, for example, an Au ball, which is melted between the mounting terminal 25 of the piezoelectric vibrator 10 and the electrode 36 of the fourth substrate 33 and bonded thereto.

集積回路チップ40は、能動面41を圧電振動子10側に向けた状態で、その非能動面42を第4の基板33の表面に接着剤などで接合固定されている。この集積回路チップ40の能動面41の電極パッド44a,44bと、第4の基板33の電極36とは、ボンディングワイヤ37によって、ワイヤボンディングされて接続されている。
第4の基板33の中央部には、貫通孔34が形成されており、図6に示されているように、この貫通孔34から検査端子45が露出するようになっている。
なお、圧電振動子10と第4の基板33の間の収容空間S2には、図示しないモールド樹脂が充填されることでパッケージ27−1が形成されるようになっている。
In the integrated circuit chip 40, the inactive surface 42 is bonded and fixed to the surface of the fourth substrate 33 with an adhesive or the like with the active surface 41 facing the piezoelectric vibrator 10 side. The electrode pads 44 a and 44 b on the active surface 41 of the integrated circuit chip 40 and the electrode 36 on the fourth substrate 33 are connected by bonding with a bonding wire 37.
A through hole 34 is formed at the center of the fourth substrate 33, and the inspection terminal 45 is exposed from the through hole 34 as shown in FIG. 6.
The accommodation space S2 between the piezoelectric vibrator 10 and the fourth substrate 33 is filled with a mold resin (not shown) to form a package 27-1.

本実施形態は以上のように構成されているので、第1の実施形態と同様の作用効果を発揮するとともに、第4の基板33を用いているので、強度が向上する。
また、圧電振動子10と第4の基板33の接合に金属ボール35を用いているので、電気的接合と機械的接合が同時にでき、コンパクトである等種々の利点がある。
Since the present embodiment is configured as described above, the same effects as those of the first embodiment are exhibited, and the fourth substrate 33 is used, so that the strength is improved.
Further, since the metal ball 35 is used for joining the piezoelectric vibrator 10 and the fourth substrate 33, there are various advantages such as being able to perform electrical joining and mechanical joining at the same time and being compact.

図7および図8は、圧電発振器の第4の実施形態を示す図であり、この実施形態において、図1および図2の圧電発振器と同一の符号を付した箇所は共通する構成であるから、重複する説明は省略し、以下、相違点を中心に説明する。
この圧電発振器30−3では、第3の実施形態と比較して、第4の基板33に第3の基板26を積層したパッケージ27−2を用いている点が異なる。
すなわち、圧電振動子10と第4の基板33とを接合するのに、金属ボールではなく、第3の基板26を用いて、集積回路チップ40を収容する箱状のパッケージ27−2を形成している。そして、パッケージ27−2の内部に導体、例えばタングステンメタライズおよびメッキなどを引き回すことで、圧電振動子10と第4の基板33とを電気的に接続している。
FIGS. 7 and 8 are diagrams showing a fourth embodiment of the piezoelectric oscillator. In this embodiment, the portions denoted by the same reference numerals as those of the piezoelectric oscillators of FIGS. 1 and 2 have a common configuration. The description which overlaps is abbreviate | omitted and demonstrates below centering on difference.
The piezoelectric oscillator 30-3 is different from the third embodiment in that a package 27-2 in which a third substrate 26 is stacked on a fourth substrate 33 is used.
That is, a box-shaped package 27-2 that accommodates the integrated circuit chip 40 is formed by using the third substrate 26 instead of the metal ball to join the piezoelectric vibrator 10 and the fourth substrate 33. ing. Then, the piezoelectric vibrator 10 and the fourth substrate 33 are electrically connected by drawing a conductor such as tungsten metallization and plating inside the package 27-2.

第4の基板33の表面に形成した電極36に対して、集積回路チップ40の能動面41を対向させて、その電極パッド44a,44bとの間に金属ボール43,43を介在させて、フリップチップ接続している。
圧電振動子10の実装端子25に対して、導電性の金属ボール35を用いて、例えば、矩形の第4の基板33を接続するようにしている。第4の基板33は、例えば、比較的柔軟なポリイミド基板や、硬いガラスエポキシ基板、セラミック基板などで形成されている。
また、集積回路チップ40の能動面41を外部に向けており、該能動面に再配置配線層49を形成して、集積回路チップ40の中央部に検査端子45を形成し、該検査端子45を貫通孔34から外部に露出させている。なお、集積回路チップ40の能動面41を下に向けたので、チップ自体に導電スルーホールは形成していない。
The active surface 41 of the integrated circuit chip 40 is opposed to the electrode 36 formed on the surface of the fourth substrate 33, and metal balls 43 and 43 are interposed between the electrode pads 44a and 44b, and flipping is performed. Chip connected.
For example, a rectangular fourth substrate 33 is connected to the mounting terminal 25 of the piezoelectric vibrator 10 using a conductive metal ball 35. The fourth substrate 33 is formed of, for example, a relatively flexible polyimide substrate, a hard glass epoxy substrate, a ceramic substrate, or the like.
Further, the active surface 41 of the integrated circuit chip 40 is directed outward, a rearrangement wiring layer 49 is formed on the active surface, an inspection terminal 45 is formed in the center of the integrated circuit chip 40, and the inspection terminal 45 Is exposed to the outside through the through hole 34. Since the active surface 41 of the integrated circuit chip 40 is directed downward, no conductive through hole is formed in the chip itself.

本実施形態は以上のように構成されており、第3の実施形態の圧電発振器30−2とほぼ同様の作用効果を発揮する。しかしながら、パッケージ27−2は、セラミックパッケージを圧電発振器10の下にさらに設ける構成であり、丈夫であるが、製造コストなどの点ではやや劣る。
また、集積回路チップ40は、能動面を下に向けて、第4の基板33にフリップチップ接続しているので、第3の実施形態のようにワイヤボンディングせずに済むという利点がある。
The present embodiment is configured as described above, and exhibits substantially the same function and effect as the piezoelectric oscillator 30-2 of the third embodiment. However, the package 27-2 has a configuration in which a ceramic package is further provided below the piezoelectric oscillator 10, and is robust, but is slightly inferior in terms of manufacturing cost.
Further, since the integrated circuit chip 40 is flip-chip connected to the fourth substrate 33 with the active surface facing downward, there is an advantage that it is not necessary to perform wire bonding as in the third embodiment.

図9および図10は、圧電発振器の第5の実施形態を示す図であり、この実施形態において、図1および図2の圧電発振器と同一の符号を付した箇所は共通する構成であるから、重複する説明は省略し、以下、相違点を中心に説明する。
この圧電発振器30−4では、第2の実施形態と比較して、第3の基板26を用いないで、金属ボール35を用いている点だけが異なっている。
FIG. 9 and FIG. 10 are diagrams showing a fifth embodiment of the piezoelectric oscillator, and in this embodiment, the portions denoted by the same reference numerals as those of the piezoelectric oscillator of FIG. 1 and FIG. The description which overlaps is abbreviate | omitted and demonstrates below centering on difference.
This piezoelectric oscillator 30-4 is different from the second embodiment only in that the metal ball 35 is used without using the third substrate 26.

すなわち、この実施形態の圧電発振器30−4では、圧電振動子10の各実装端子25に、比較的径の大きな導体の金属ボール35を配置して、この金属ボール35により、そのまま実装端子31の機能を発揮させるとともに、集積回路チップ40の収容空間S2を作るためのスペーサとしての機能を果たすものである。
なお、図示していないが、収容空間S2の箇所には、モールド樹脂が充填されるようになっている。
そして、金属ボール35の径は、集積回路チップ40の厚みよりも大きくすることで、集積回路チップ40を収容空間S2内に完全に収容し、かつ、圧電発振器30−4の下面の四隅部には、金属ボール35の下部が露出して、実装端子として機能することになる。それ以外の作用効果は、第2の実施形態と同じである。
That is, in the piezoelectric oscillator 30-4 of this embodiment, a metal ball 35 having a relatively large diameter is disposed on each mounting terminal 25 of the piezoelectric vibrator 10. In addition to exhibiting the function, it functions as a spacer for creating the accommodation space S2 of the integrated circuit chip 40.
In addition, although not shown in figure, the location of accommodation space S2 is filled with mold resin.
The diameter of the metal ball 35 is made larger than the thickness of the integrated circuit chip 40, so that the integrated circuit chip 40 is completely accommodated in the accommodation space S2, and at the four corners on the lower surface of the piezoelectric oscillator 30-4. The lower part of the metal ball 35 is exposed and functions as a mounting terminal. Other functions and effects are the same as those of the second embodiment.

本発明は上述の実施形態に限定されない。各実施形態の各構成はこれらを適宜組み合わせたり、省略し、図示しない他の構成と組み合わせることができる。
また、圧電振動子10のパッケージの形状などは、図示のものに限られず、種々の形態が適用できる。
The present invention is not limited to the above-described embodiment. Each configuration of each embodiment can be appropriately combined or omitted, and can be combined with other configurations not shown.
Further, the shape of the package of the piezoelectric vibrator 10 is not limited to the illustrated one, and various forms can be applied.

本発明の圧電発振器の第1の実施形態を示す概略断面図。1 is a schematic cross-sectional view showing a first embodiment of a piezoelectric oscillator of the present invention. 図1の圧電発振器の概略底面図。The schematic bottom view of the piezoelectric oscillator of FIG. 本発明の圧電発振器の第2の実施形態を示す概略断面図。The schematic sectional drawing which shows 2nd Embodiment of the piezoelectric oscillator of this invention. 図3の圧電発振器の概略底面図。FIG. 4 is a schematic bottom view of the piezoelectric oscillator of FIG. 3. 本発明の圧電発振器の第3の実施形態を示す概略断面図。The schematic sectional drawing which shows 3rd Embodiment of the piezoelectric oscillator of this invention. 図5の圧電発振器の概略底面図。FIG. 6 is a schematic bottom view of the piezoelectric oscillator of FIG. 5. 本発明の圧電発振器の第4の実施形態を示す概略断面図。The schematic sectional drawing which shows 4th Embodiment of the piezoelectric oscillator of this invention. 図7の圧電発振器の概略底面図。The schematic bottom view of the piezoelectric oscillator of FIG. 本発明の圧電発振器の第5の実施形態を示す概略断面図。FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing a fifth embodiment of the piezoelectric oscillator of the present invention. 図9の圧電発振器の概略底面図。FIG. 10 is a schematic bottom view of the piezoelectric oscillator of FIG. 9.

符号の説明Explanation of symbols

10・・・圧電振動子、11・・・パッケージ、13・・・圧電振動片、24・・・貫通孔、30・・・圧電発振器、33・・・基板、40・・・集積回路チップ、41・・・能動面、42・・・非能動面、45・・・検査端子、49・・・再配置配線層   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Piezoelectric vibrator, 11 ... Package, 13 ... Piezoelectric vibrating piece, 24 ... Through hole, 30 ... Piezo oscillator, 33 ... Substrate, 40 ... Integrated circuit chip, 41 ... active surface, 42 ... inactive surface, 45 ... inspection terminal, 49 ... relocation wiring layer

Claims (6)

絶縁性のパッケージに圧電振動片を収容した圧電振動子の下側に、集積回路チップを配置して、前記圧電振動片と前記集積回路チップを接続した圧電発振器であって、
前記集積回路チップの非能動面を外に向け、該集積回路チップの能動面側と前記非能動面側とをスルーホールで電気的に接続し、少なくとも検査端子を前記非能動面側に形成した
ことを特徴とする圧電発振器。
A piezoelectric oscillator in which an integrated circuit chip is arranged on the lower side of a piezoelectric vibrator that houses a piezoelectric vibrating piece in an insulating package, and the piezoelectric vibrating piece and the integrated circuit chip are connected,
The inactive surface of the integrated circuit chip faces outward, the active surface side of the integrated circuit chip and the inactive surface side are electrically connected by a through hole, and at least an inspection terminal is formed on the inactive surface side. A piezoelectric oscillator characterized by that.
前記能動面側と電気的に接続された再配置配線層を前記非能動面に形成するとともに、該再配置配線層を利用して検査端子を形成したことを特徴とする請求項1に記載の圧電発振器。   The relocation wiring layer electrically connected to the active surface side is formed on the non-active surface, and an inspection terminal is formed using the relocation wiring layer. Piezoelectric oscillator. 前記圧電振動子の下面に金属ボールを配置して空間を形成し、該空間内に前記集積回路チップを収容する構成としたことを特徴とする請求項1または2のいずれかに記載の圧電発振器。   3. The piezoelectric oscillator according to claim 1, wherein a metal ball is disposed on a lower surface of the piezoelectric vibrator to form a space, and the integrated circuit chip is accommodated in the space. . 前記圧電振動子の下側に基板を配置して、該圧電振動子と前記基板の間に空間を形成し、前記基板に前記集積回路チップを固定して該集積回路チップを前記空間内に収容し、前記基板に貫通孔を形成して前記集積回路チップに形成した前記検査端子を露出させたことを特徴とする請求項1に記載の圧電発振器。   A substrate is disposed below the piezoelectric vibrator, a space is formed between the piezoelectric vibrator and the substrate, the integrated circuit chip is fixed to the substrate, and the integrated circuit chip is accommodated in the space. The piezoelectric oscillator according to claim 1, wherein a through hole is formed in the substrate to expose the inspection terminal formed in the integrated circuit chip. 前記圧電振動子と前記基板とをフリップチップ接続したことを特徴とする請求項4に記載の圧電発振器。   The piezoelectric oscillator according to claim 4, wherein the piezoelectric vibrator and the substrate are flip-chip connected. 前記集積回路チップの能動面を外に向けて、該能動面を前記基板に実装することにより前記集積回路チップを前記基板に対して固定し、かつ前記能動面に再配置配線層を形成して、該再配置配線層で形成した検査端子が前記基板に形成した貫通孔から露出する構成としたことを特徴とする請求項4または5のいずれかに記載の圧電発振器。   The integrated circuit chip is fixed to the substrate by mounting the active surface on the substrate with the active surface of the integrated circuit chip facing outward, and a relocation wiring layer is formed on the active surface. 6. The piezoelectric oscillator according to claim 4, wherein an inspection terminal formed of the rearranged wiring layer is exposed from a through hole formed in the substrate.
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