表面安装型水晶振荡器的制造方法

专利名称：表面安装型水晶振荡器的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种用于诸如移动通信器械等的水晶振荡器，特别是一种可被直接地安装在印刷电路板上使用的水晶振荡器及其制造方法。
背景技术：
水晶振荡器是一种用于产生控制移动通信器械等的收发信息的振荡频率的非常重要的零部件。这种用于移动通信器械等的水晶振荡器，伴随着移动通信器械的小型化，其体积也必须要达到小型化。
而且，即使在周围温度变化很大的环境下使用，也必须使频率处于稳定。为此，就要对水晶振子的固有温度频率特性进行一种温度补偿。这种温度补偿是为了使水晶振子的固有温度频率特性的频率(例如，在AT切割厚度光滑的水晶振子的情况下，就具有用三维曲线表示的温度频率特性)，对应于周围的温度来说处于平稳而进行的温度补偿。
进行此种温度补偿的水晶振荡器，在电路上包括振荡变换器、至少储存对指定温度所进行的温度补偿数据的存储功能、温度感应单元、变容二极管功能、控制功能等被集成在一起的IC集成电路片、和水晶振子，用基于温度补偿数据进行工作的变容二极管的电容值，将随着周围温度的变化而发生变动的水晶振子的振荡频率修正到指定值，从而使振荡器的振荡频率变得平稳。
作为一种能达到这样的小型化以及高精度的温度补偿的水晶振荡器，本发明的申请人提出了以下所示的一种水晶振荡器。它包括在下面有一收容部的近似长方体形状的容器、封装在该容器上侧面的水晶振子、被装收在上述收容部内且与上述水晶振子相连接的IC集成电路片、以及形成在上述容器下面的至少四个角上且与上述IC集成电路片连接的外部端子电极。
该提案的水晶振荡器，采用将所述收容部的开口设置成从同一侧边上相邻的两个外部端子电极之间能够伸出来的形状从而形成所谓的伸出部，在此伸出部设置一与IC集成电路片相连接的旁路电容或者负荷电容等片状的电子元件的结构。这样，就可以使在容器下面所需配置的IC集成电路片、电子元件以及收容部和外部端子电极之间形成最有效的结构配置，由此来达到振荡器的小型化。
进一步，为了适应例如5.0×3.2×1.5mm以下的超小型化要求，即可以使收容部的开口形状与IC集成电路片的形状相对应而成为近似矩形，也可以将负荷电容器或旁路电容器等集成在IC集成电路片内，或者将旁路电容器配置在水晶振荡器的外部、即配置在装配水晶振荡器的配线基板上等。
然而，如同上述的水晶振荡器，当将控制水晶振子振荡(包括温度补偿)的控制电路，作为一个IC集成电路片配置到容器的收容部内，而且，为了小型化，使收容部的开口形状成为与IC集成电路片的形状相对应、并且比IC集成电路片的尺寸大一圈的矩形时，以下的课题就必须给以解决。
也就是说，以往的结构是，将用来测定配置在容器表面的水晶振子的固有温度特性一对监控电极垫片，配置在装有IC集成电路片的收容部的不用部分的中央部。然而，在以往的结构中，随着小型化的实现，监控电极垫片之间的距离也变得更加接近，这样，由于监控电极垫片之间产生的杂散电容而使得水晶振子的特性测定受到不良的影响。
并且，当一对监控电极垫片被配置在收容部内的中央部位时，当将IC集成电路片配置之后，从IC集成电路片的周围向收容部内注入底膜树脂和密封树脂等时，在收容部的底面和IC集成电路片的封装面之间的空隙处，由于因中央部的监控电极垫片的厚度而形成的高低不平而阻碍了填充树脂的流动，使得空气容易滞留在IC集成电路片的封装部位。也就是说，尽管监控电极垫片本身的厚度并不是那么厚，因为收容部的底面和IC集成电路片的封装面之间的空隙本来就狭窄，所以对监控电极垫片的影响就随之增大。这样的话，一旦空气滞留在IC集成电路片的封装部位，就会使得IC集成电路片的接合强度变得恶化。
而且，由于随着小型化的实现，收容部的空间也变得狭窄，从而导至收容部的内壁和IC集成电路片外围之间的间隙变窄。这样，使得装配IC集成电路片的操作，注入底膜树脂和密封树脂等填充树脂的操作都变得难以进行，并且，填充树脂也难以蔓延进入IC集成电路片的封装面。
而且，因为随着小型化的实现，水晶振荡器的外部配线基板的封装侧的平面形状变小，所以，使得配置在收容部周围的外部端子电极的面积也就变小，这样在外部配线基板上的安装强度就被减弱。
本发明鉴于上述的问题，提供一种水晶振荡器及其制造方法，该水晶振荡器即使在小型化的情况下，也可以在安定的状态下来测定配置在容器上面的水晶振子的固有温度特性，并且还可以将填充树脂可靠地注入到IC集成电路片的封装部位，又可以确保在外部配线基板上的安装强度。

发明内容
本发明的表面安装型水晶振荡器的制造方法，包括准备容器的工序，所述容器具有第一收容部、第二收容部、和在所述第二收容部的开口周围形成的多个外部端子电极；密封工序，将水晶振子收容到所述第一收容部内并进行气密封；安装工序，在所述第二收容部底面上安装IC集成电路片；和注入工序，在所述IC集成电路片的安装面和所述第二收容部底面之间注入底膜树脂；所述第二收容部具有向相邻的所述外部端子电极之间伸出的伸出部，所述底膜树脂从所述伸出部注入。
本发明的水晶振荡器，包括配置在其下面具有一个开口的下收容部1B的近似长方体形状的容器1的上面一侧的水晶振子5、装配在所述下收容部1B内用于控制所述水晶振子5的振荡动作的IC集成电路片8、被注入到所述下收容部内IC集成电路片的封装区域的填充树脂7、形成在所述容器下面的四个角上并与所述IC集成电路片连接的外部端子电极9、9，其中所述的下收容部，在所述容器下面的四个角处所形成的各外部端子电极之间的相互对面的位置上，具有两对突出的伸出部，构成一种近似于十字的形状；在所述两对伸出部中的其中相互对面的一对伸出部的底面上，设有用来监测所述水晶振子的振荡特性的监控电极垫片10、10。
根据此结构，由于用来测定水晶振子的固有温度特性的监控电极垫片被配置在相互对面的一对伸出部的底面上，所以，监控电极垫片之间的间隔可以变长，而监控电极垫片之间产生的杂散电容也可以有效地得到控制。因此，可以在安定的状态下，测定水晶振子的固有温度特性，从而可以使得测定精度得到提高。
并且，在向收容部的IC集成电路片的封装区域注入填充树脂时，如果是从设置有监控电极垫片的一对伸出部的其中之一的伸出部注入树脂的话，另一个伸出部则起到一个拔气孔的作用。而且，因为在收容部的底面中央部没有监控电极垫片，所以，就不会在IC集成电路片和收容部的底面之间的空隙处产生空气的滞留，从而可以可靠地注入树脂。
而且，由于收容部的伸出部是形成在外部端子电极之间，这样就不需要对外部端子电极的形状进行变更或者使它变小，因此可以维持在外部配线基板上的安装强度。
而且，由于用来测定水晶振子的固有温度特性的监控电极垫片是形成在伸出部的底面，而没有露在容器的外围，因此来自外部的静电也不会附加到监控电极垫片上，所以，就不用担心会发生水晶振子的损坏。
附图的简要说明

图1是涉及本发明的第1实施例的水晶振荡器的长边一侧的一部分剖面的侧面图。
图2是图1所示的水晶振荡器的短边一侧的侧面图。
图3是图1所示的水晶振荡器在省略了金属盖后的平面图。
图4是图1所示的水晶振荡器在省略了密封树脂后的底面图。
图5是图1所示的水晶振荡器在省略了IC集成电路片后的底面图。
图6是涉及本发明的第2实施例的水晶振荡器的长边一侧的一部分剖面的侧面图。
具体实施例方式
图1是涉及本发明的第1实施例的水晶振荡器的长边一侧的一部分剖面的侧面图，图2是短边一侧的侧面图，图3是省略了金属盖后的平面图，图4是省略了密封树脂后的平面图，图5是省略了IC集成电路片后的底面图。
本实施例，以一种具备有进行平稳水晶振子温度频率特性的温度补偿功能的控制电路的水晶振荡器为例，来说明本发明的水晶振荡器。
本发明的水晶振荡器，主要包括，上面(以下称为表面)为平坦的、而在其下面(以下称为底面)一侧形成了一个凹形下收容部1B的近似长方体形状的容器1、矩形的水晶振子5、构成控制电路的IC集成电路片8、金属盖2以及填充树脂7。
容器1由至少2层的近似矩形形状的陶瓷绝缘层、和至少2层的中央部开口的近似框状的陶瓷绝缘层层叠为一个整体而构成的。所述近似矩形形状的陶瓷绝缘层，作为一种隔开部，将装配有水晶振子5的表面部分与装配有IC集成电路片8以及形成水晶振子测定监控电极垫片(以下称为监控电极垫片)10的部分彼此隔开。所述中央部开口的陶瓷绝缘层，作为形成下收容部1B的部件，通过将中央部开口，从而形成凹形的下收容部1B。
在容器1的下面的至少四个角处，分别形成有各自的外部电极端子9。而且，在容器1的侧面，还形成有复数个控制端子电极6，以便写入IC集成电路片8所需要的温度补偿数据或用于控制的各种信息等。此控制端子电极6，可以避开最上层和最下层的陶瓷绝缘层，而形成在从容器1的侧面凹进去、例如具有半圆筒形状的位置上，并与IC集成电路片8的指定端子相连接。此控制端子电极6，是在制造工序中所要利用的，被用于写入IC集成电路片8所需要的温度补偿数据和各种控制信息，当封装到配线基板等之后，还可以防止来自外部的接触或短路等。
在容器1的表面，即隔开部的表面，形成可以围住其外围的密封用导体膜31，而在此密封用导体膜31上焊接上密封环3。并且，在容器1表面的密封环3的靠近长边的其中一端部并行设置了一对用来与水晶振子5连接的水晶振子用电极垫片51、51。而且，在上述的水晶振子用电极垫片51、51上，还可以根据需要设置为了在水晶振子5的下面形成指定间隔的连接用突起电极。也可以在容器1表面的靠近长边的另一端部形成一个支撑水晶振子5的另一端的保持用突起电极。
另外，在矩形的陶瓷绝缘层上，形成有两个与水晶振子用电极垫片51、51连接的弯曲孔形的导体(图中没有表示)，并引向下收容部1B的装收底面。并且，此弯曲孔形的导体在复数的矩形陶瓷绝缘层的层与层之间，通过内部布线配置(图中没有显示)可以完成平面的位置改变。也就是说，水晶振子用电极垫片51、51的位置和下收容部1B的引出位置即使不同也是可以的。
在矩形陶瓷绝缘层的下面，也就是在下收容部1B的底面上，还形成有连接IC集成电路片8的布线图21(包括IC电极垫片)、水晶振子监控电极垫片10、10等。而且，水晶振子用电极垫片51、51，通过弯曲孔形的导体以及指定的布线配置，与IC电极垫片导通，其中该IC电极垫片是与IC集成电路片8的振荡信号的输入电极相连接的。并且，也分别与形成在下收容部1B的底面上的监控电极垫片10、10相连接。
进一步，如果平视容器1，可以看到在四个角上，沿容器1的厚度方向上形成有诸如圆柱形的1/4的切口部16至19。此切口部16至19是为了防止在搬送和手工操作容器1时由于来自外部的冲击而发生破碎和裂纹等。
在本发明的水晶振荡器中，水晶振子5被配置在近似长方体形状的容器1的上述上收容部1A内。而且，在下收容部1B也配置了集成有控制电路以及分频电路等的IC集成电路片8。然后，通过在金属盖2上缝焊密封环3而将上收容部1A密封起来，并且，将填充树脂7填充到下收容部1B内，以便覆盖住被装收在其中的IC集成电路片8。
在本发明的水晶振荡器中，装收IC集成电路片8的下收容部1B，在开口互相对面的位置上，向外突出地形成有4个伸出部11至14，构成一种近似十字的形状。即在容器1下面的4个角处形成的各外部电极端子9之间的4个区域中，在其中一组的相互对面的位置上形成有第1伸出部11、13，而在与此第1伸出部11、13垂直的方向上剩下的另一组相互对面的位置上形成有第2伸出部12、14。而且，又把下收容部1B的连接第1伸出部11、13的线和连接第2伸出部12、14的线的交叉部分称为中央部15。
一对监控电极垫片10、10被配置在所述的一对相互对面的第1伸出部11、13的底面。而且，IC集成电路片8，经过中央部15跨过另一对相互对面的第2伸出部12、14被装配在下收容部1B内。采用这样的机构，即使是有4个伸出部11至14的十字形的下收容部1B，由于第1伸出部11、13和第2伸出部12、14的存在而不存在无用的空间，所以，就可以将容器1下面的无用空间减到最小，从而能实现容器1的小型化。另外，外部端子电极9被配置在开口被做成十字形状的下收容部1B外围的死区上。构成一种近似十字形的本发明的水晶振荡器是从水晶振子装配工序开始，按着IC装配工序、注入底膜树脂和密封树脂等填充树脂、硬化工序的顺序进行，经过向IC存入数据的最后的工序而得到完成。
关于水晶振子装配工序，首先是要准备上述容器1的陶瓷容器。在此容器上形成各种电极垫片、布线图、导体膜，然后还在表面一侧焊接上密封环3。也就是，在容器1的上表面，配置了因设置密封环3而形成的水晶振子装配用的上收容部1A、以及在容器1的下面配置了装收IC集成电路片8的十字形状的下收容部1B。而且，也可以取代密封环3，通过焊接下面有开口的碗一样形状的套子来构成上收容部1A。
然后，在容器1表面的水晶振子装配用的上收容部1A内的水晶振子装配用垫片51、51上，提供因硬化而成为导电性粘接部件4的导电性树脂胶，再配置水晶振子5使得水晶振子5的引出电极能够正好接在此导电性树脂胶的水晶振子装配用垫片51、51上。于是，通过硬化该导电性树脂胶，就可以将水晶振子5固定在上收容部1A内。
其次，对水晶振子5的频率进行调整。具体的方法是，在容器1下面的下收容部1B，将具有测量振荡电路的测量探头分别与设置在伸出部11、13上的监控电极垫片10、10连接，使水晶振子5发生振荡，一边测定振荡频率，一边调整水晶振子5的振荡频率，然后进行热老化处理。此水晶振子5的振荡频率，是通过使水晶振子5的激励电极蒸镀Ag或Au的方法、或者用离子束削减激励电极的方法，以实质上增加或减少激励电极的重量而获得调整的。
此后，将金属盖2缝焊在密封环3上进行密封。这时，通过在上收容部1A内装入N2或He等气体，使上收容部1A内成为真空。
接着，确定将IC集成电路片8跨过伸出部12、14以及中央部15，配置在下收容部1B内的位置。具体的方法是，使形成在IC集成电路片8上的各Ag或Au突起电极与各IC电极垫片处于相吻合的状态，来确定配置IC集成电路片8的位置。然后，通过与Ag镀层的接触或者超声波的溶接等，使得各Au突起电极和各IC电极垫片互相接上。
在此IC集成电路片8的安装工序中，如果是手工操作IC集成电路片8(夹持IC集成电路片8的情况)，则让夹持工具的尖端正好位于伸出部11、13的位置。因为可以将夹持工具的尖端插入到伸出部11、13，所以就可以简单地将IC集成电路片8封装到下收容部1B内。
在此IC集成电路片8的安装工序中，如果是将IC集成电路片8的上面用空气吸住的方式进行吸引安装时，则需要让吸引喷嘴的尺寸略大于IC集成电路片8的尺寸。这样，即使吸引喷嘴的一部分超出范围，因为可以对该超出范围的部分和十字形的下收容部1B的伸出部的相对位置进行调整，因此可以扩大能可靠地进行空气吸引的许容范围。
下面，就注入到下收容部1B内的IC集成电路片8的封装面上的底膜树脂、覆盖IC集成电路片8外围的密封树脂等填充树脂7的注入硬化工序进行说明。
首先，通过将底膜树脂的调合器的尖端插入到IC集成电路片8的周围空隙最宽的伸出部11、13的其中之一、例如伸出部11中，来进行底膜树脂的注入。这样，伸出部13就可以作为一个拔气孔而发挥其作用，而且，因为在下收容部1B的底面中央部没有以往那样的会阻碍填充树脂流动的监控电极垫片10、10，所以，就不会在IC集成电路片8和下收容部1B的底面之间的空隙处产生空气的滞留，从而可以可靠地注入底膜树脂。另外，如果是利用伸出部13作为注入部的话，伸出部11就作为拔气孔来发挥其作用。
其次，让密封树脂的调合器的尖端位于例如IC集成电路片8的封装面的对面，再向下收容部1B内注入密封树脂。在下收容部1B内，注入底膜树脂和密封树脂之后，再进行加热，树脂硬化处理。这样，在下收容部1B内的IC集成电路片8的封装区域内，就注入了填充树脂。
下面对将数据写进IC集成电路片8的工序进行说明。对于已完成了上述工序的产品，先是根据用监控电极垫片10、10测定出来的水晶振子5的振荡特性(频率温度特性)，从容器1侧面的控制端子电极6输入可用来对此频率温度特性进行温度补偿使之平稳化的最适当的数据。本发明的产品作为制作工序的一个例子到此完成。
接着，就配置在下收容部1B内的IC集成电路片8进行说明。
上述的IC集成电路片8，例如可以是用来对具有三维曲线表示的固有温度频率特性的水晶振子5进行控制使其振荡，以使相对周围温度的频率变动减小。具体地来说，IC集成电路片8是通过众所周知的PN掺杂、部分绝缘氧化处理等，在硅基板上集成了几种功能而构成的。例如，IC集成电路片8除包括构成振荡电路的振荡变换器、负载量成分以及反馈阻抗，还包括保存为平稳水晶振子5的固有温度频率特性所必须的温度补偿数据的存储单元、检测周围温度的温度感应传感器、变容二极管、根据指定的温度补偿数据转换成指定电压而提供给变容二极管的DA转换单元、将从外部存入进来的信号保存到存储单元的AD转换单元、以及控制这些单元工作的信息处理单元。
在这种IC集成电路片8当中，具有诸如，提供电源电压的VCC端子、成为接地电位的GND端子、同水晶振子5连接的水晶连接端子、输出振荡信号的OUT端子、可以调整来自外部的频率的VCON端子、用于存入补偿数据的4个数据存入控制端子等等。
配置在下收容部1B内的IC集成电路片8的VCC端子(电源部)，介于IC电极垫片、布线图而与外部端子电极9的其中之一连接。OUT端子、GND端子、VCON端子也同样分别与外部端子电极9的其中之一连接。并且，水晶振子5的2个引出电极，通过上述弯曲孔形的导体与指定的IC电极垫片、布线图以及监控电极垫片10、10连接。进一步，4个数据存入控制端子电极6，通过布线图、IC电极垫片而与IC集成电路片8导通。
这些IC集成电路片8的VCC端子、接地电位的GND端子、与水晶振子5连接的水晶连接端子、进行振荡输出的OUT端子以及可以调整来自外部的频率的VCON端子，例如，可以是由附在IC集成电路片8的下收容部1B的封装面上的铝电极而形成。由于在铝电极上事先形成有金或者焊剂等突起电极，所以，通过采用超声波结合(bonging)或者导电性填充(filler)等结合方法，使上述的指定IC电极垫片能够更加较为容易地接上或者连接。
另外，也可以在IC集成电路片8的非封装面一侧(例如，与下收容部1B的封装面相对的面)形成铝电极，例如，可以通过结合线(bonding wire)与指定的IC电极垫片相连接，但是要注意不要使下收容部1B的形状变大。
就写进IC集成电路片8的最合适的数据来说，为了使水晶振荡器能进行指定的工作，根据由频率调整工序预先决定的水晶振子5的3次函数的温度频率特性，利用控制端子电极6将温度补偿数据输入到IC集成电路片8的存储单元，而温度补偿数据就是为了在包括常温在内的较大的温度范围内对此温度频率特性进行平稳化的。而且，根据需要，也可以通过已经存入的补偿数据来进行工作的确认，然后再存入重新修改后的补偿数据。
温度补偿工作，如以下所示，是这样进行的。例如，在图1中，首先，通过将用于平坦化3次温度频率特性的3次函数(温度补偿数据)的原参数、例如α、β、γ、Ti的各个数值输入到作为IC集成电路片8的存储单元的PROM或者RAM中，根据这些数据，使3次函数产生电路产生对于温度的3次函数特性的电压。此时的外部周围温度，可以由使用IC集成电路片8内的温度传感器的感温方法而获得。其3次函数特性的电压，被施加在相同的IC集成电路片8内的变容二极管上，产生对于温度的3次函数特性的静电电容。
也就是说，IC集成电路片8内的振荡电路和连接在外部的水晶振子5进行振荡，通过匹配根据指定温度下的水晶振子5的振荡频率相对于标准频率的变动量和、补偿数据而产生的变容二极管的电容，使水晶振子5所具有的固有温度频率特性在包括常温在内的较大的温度范围内得到平稳化。此IC集成电路片8即可以是倒装片(flip chip)，也可以是CSP(chip size package)。
并且，在IC集成电路片8为倒装片的情况下，作为填充树脂7，被使用为注入到下收容部1B内的IC集成电路片8的封装面一侧的底膜树脂、以及覆盖IC集成电路片8的密封树脂等，而在IC集成电路片8为CSP时，只使用底膜树脂也可以。
在容器1的矩形的下面，下收容部1B周围的4个角处还剩有平面区域，外部端子电极9被配置在此平面区域上。为此，不用减小外部端子电极9的尺寸就可以形成该端子电极9，由于在容器的底面无用的空白区完全不存在了，配线基板上的封装面积就可以变得非常的小。
而且，由于监控电极垫片10、10被分开分别形成在十字形状的下收容部1B的相互对面的一对伸出部11、13上，所以，监控电极垫片10、10之间的距离就会增大，由此，可以大大地减少在监控电极垫片10、10之间产生的杂散电容。这样，就可以在安定的状态下，对水晶振子5的固有温度特性进行准确的测定。而且，因为可以使监控电极垫片10、10之间产生的杂散电容减小，所以容器1即使被小型化也不会对水晶振子特性的测定产生不良影响，其结果，促进了水晶振荡器的小型化进程。
图6是本发明的第2实施例所涉及的水晶振荡器的部分剖面侧面图，与第1实施例的水晶振荡器的部分剖面侧面图的图1相对应。第2实施例的水晶振荡器，只是在控制水晶振子振荡的IC集成电路片的结构上、和与其相应的填充树脂的注型结构上有所不同，其他的结构都是与图2至图5所示的第1实施例的水晶振荡器所所涉及的结构一样。并且，第2实施例的水晶振荡器的组装工序，也与第1实施例的水晶振荡器的组装工序相同。
因此，对于和第1实施例的水晶振荡器同样的结构要素，附上同样的零件编号，并省略其祥细的说明。以下，就以不同于第1实施例的水晶振荡器的地方为中心来展开说明。
即，在图6所示的第2实施例的水晶振荡器中，被配置在下收容部1B内的IC集成电路片8′，虽然在结构上不同于第1实施例的水晶振荡器所使用的IC集成电路片8，但是具有有同样的功能。
此第2实施例的水晶振荡器，有一个下面有开口的近似十字形状的下收容部1B，在下收容部1B的开口周围形成有外部端子电极9；在与第1实施例的水晶振荡器的容器相同的近似于长方体形状的容器1上，与下收容部1B的封装面互相对面的表面(即，从下收容部1B的开口露出来的面)上覆盖有绝缘层83；在将覆盖有绝缘层83的IC集成电路片8′通过倒装片接合，配置到下收容部1B内，并且在IC集成电路片8′和下收容部1B的底面之间填充底膜树脂71。
即，此IC集成电路片8′是倒装片型的，为了使倒装片接合成为可能，在硅基板的下收容部1B的封装面一侧，要具备有与IC集成电路片8相同的复数个电极垫片，例如，提供电源电压的VCC端子、成为接地电位的GND端子、与水晶振子5连接的水晶连接端子、输出振荡信号的OUT端子、可以调整来自外部的频率的VCON端子、用于写入补偿数据的例如4个数据写入控制端子等等。
而且，与IC集成电路片8同样，此IC集成电路片8′是用来对具有例如用三维曲线表示的固有温度频率特性的水晶振子5进行控制振荡，以使相对周围温度的频率变动变得平坦。具体地来说，就是通过众所周知的PN扩散、部分绝缘氧化处理等，在硅基板上集成了几种功能而构成的。例如，IC集成电路片8′除包括构成振荡电路的振荡变换器、负载量成分以及反馈阻抗，还包括保存为平稳水晶振子5的固有温度频率特性所必须的温度补偿数据的存储单元、检测周围温度的温度感应传感器、变容二极管、根据指定的温度补偿数据转换成指定电压而提供给变容二极管的DA转换单元、将从外部存入进来的信号保存到存储单元的AD转换单元、以及控制这些单元工作的信息处理单元。
而且，此IC集成电路片8′，在其集成电路片主体80的封装面上形成了作为构成上述VCC端子等各端子的电极垫片的铝电极81，并且，在此铝电极81上形成有金等的焊锡突起电极82，通过采用超声波焊接或者导电性垫片等的焊接，可以使IC集成电路片8′被倒装片连接(flip chipbonding)在下收容部1B内的上述的指定IC电极垫片上。
配置在下收容部1B的IC集成电路片8′的VCC端子(电源部)，通过IC电极垫片、布线图而与外部端子电极9的其中之一连接。同样，OUT端子、GND端子、VCON端子也分别地与外部端子电极9的其中之一连接。并且，水晶振子5的2个引出电极，通过上述弯曲孔形的导体，与指定的IC电极垫片、布线图以及监控电极垫片10、10连接。进一步，4个数据写入控制端子电极，通过布线图、IC电极垫片与IC集成电路片8′导通。
覆盖在上述IC集成电路片8′上的绝缘层83，是被覆盖在构成IC集成电路片8′的集成电路片主体80的表面上的，是由硅氧化膜或氮化膜等钝化玻璃薄膜、或者聚酰亚胺等树脂而构成的。此绝缘层83的厚度，可以被设定在例如2至10μm的范围内，例如5μm左右。
在绝缘层83为硅氧化膜或氮化膜，IC集成电路片8′为硅基板(silicon wafer)时，通过在当作表面的主面上进行氧化处理或者氮化处理来形成此绝缘层83。而在绝缘层83为聚酰亚胺等树脂的情况下，可以通过旋转涂布法(spin coating)来覆盖形成此绝缘层83。由于设置了此绝缘层83，即使在IC集成电路片8′和外部端子电极9、或者配线基板的布线图之间存在焊剂单晶块，也不会造成短路。这是因为集成电路片主体80本身，通常处于接地电位或者VCC电位的原故。
在上述IC集成电路片8′和下收容部1B的底面之间填充的底膜树脂71的注入或硬化等，可以按照以下的工序进行。即，将底膜树脂71的注入调合器尖端，插入到IC集成电路片8′的周围空隙最宽的伸出部11、13(例如，其空隙的宽度为500至800μm)的其中之一、例如伸出部11中，来进行树脂的注入。
这样，如果伸出部11作为注入部来使用，那么，伸出部13就可以作为一个拔气孔而发挥其作用，而且，因为在下收容部1B的底面中央部没有以往那样的会阻碍树脂流动的监控电极垫片10、10，所以，就不会在IC集成电路片8′和下收容部1B的底面之间的空隙处产生空气的滞留，从而可以可靠地注入底膜树脂。这样安定可靠地注入底膜树脂71之后，再进行树脂的加热硬化处理。另外，也可以使用伸出部13作为注入部，这时伸出部11就作为拔气孔来发挥其作用。
在此第2实施例的水晶振荡器中，因为IC集成电路片8′即使是倒装片，也在表面上设置有绝缘层83，所以，在第1实施例的水晶振荡器中所使用的用于覆盖IC集成电路片8的密封树脂，在IC集成电路片8′的外围就不需要了。
本发明的第2实施例的水晶振荡器，采用如上所述的结构，即能取得与第1实施例的水晶振荡器同样的作用效果，也可以简化其制作工序。而且，由于不需要密封树脂，又有助于降低成本。
如上所述，本发明的水晶振荡器，包括配置在其下面具有一个开口的下收容部的近似长方体形状的容器的上面一侧的水晶振子、装配在所述下收容部内用于控制所述水晶振子的振荡动作的IC集成电路片、注入到所述下收容部内IC集成电路片的封装区域的填充树脂、形成在所述容器下面的四个角上并与所述IC集成电路片连接的外部端子电极，其中所述的下收容部，在所述容器下面的四个角处所形成的各外部端子电极之间的相互对面的位置上，具有两对突出的伸出部，呈一种近似于十字的形状；在所述两对伸出部中的其中相互对面的一对伸出部的底面上，设有用来监测所述水晶振子的振荡特性的监控电极垫片。
根据此结构，由于用来测定水晶振子的固有温度特性的监控电极垫片被配置在相互对面的一对伸出部的底面上，所以，监控电极垫片之间的间距可以变长，而监控电极垫片之间产生的杂散电容也可以有效地得到控制。因此，即使在水晶振荡器已被小型化，也可以在安定的状态下来测定水晶振子的固有温度特性，从而可以使得高精度的测定成为可能。
并且，在向收容部的IC集成电路片的封装区域注入填充树脂时，如果是从设置有监控电极垫片的一对伸出部的其中之一的伸出部注入树脂的话，另一个伸出部则起到一个拔气孔的作用。而且，因为在收容部的底面中央部没有监控电极垫片，所以，就不会在IC集成电路片和收容部的底面之间的空隙处产生空气的滞留，从而可以可靠地注入树脂。
而且，由于收容部的伸出部是形成在外部端子电极之间，这样就不需要对外部端子电极的形状进行变更或者使它变小，因此可以维持在外部配线基板上的安装强度。
而且，由于用来测定水晶振子的固有温度特性的监控电极垫片是形成在伸出部的底面，而没有露在容器的外围，因此来自外部的静电也不会附加到监控电极垫片上，所以，就不用担心会发生水晶振子的损坏。
本发明也可以是在所述容器的上面形成上收容部，所述水晶振子以密封的状态被收纳在此上收容部内。
根据此结构，因为水晶振子是以气密封的状态被装收在收容部内，所以水晶振子不会受到外围环境的污染，因而可以获得长期稳定的振荡频率，从而使水晶振荡器的信誉得到提高。
本发明也可以是所述的IC集成电路片，跨过所述两对伸出部中的其中互相对面的剩余的另一对伸出部，被装配在所述下收容部内。
根据此结构，由于IC集成电路片被配置成可以跨过没有形成监控电极垫片的剩下的另一对伸出部之间，这就使得收容部不会出现无用区，从而促进了水晶振荡器的的小型化。
本发明也可以是作为上述填充树脂，底膜树脂被填充在装收IC集成电路片的收容部底面和该IC集成电路片之间的空隙处，又可以是在该收容部内填充覆盖IC集成电路片外围的密封树脂。
根据此结构，由于底膜树脂被填充在收容部底面和IC集成电路片之间，因而由热膨胀而产生的应力则可以被吸收，从而可以在安定的状态下将IC集成电路片封装在收容部。而且，由于填充了覆盖IC集成电路片外围的密封树脂，使得外部的耐电压特性的性能变得更好。
本发明还可以采用使上述IC集成电路片是一种在收容部内进行倒装片接合的倒装片型的集成电路片，并在实装集成电路片的下收容部的封装面对面的表面上形成有绝缘层；所述填充树脂作为底膜树脂，被填充在所述下收容部的底面和集成电路片在所述下收容部内的封装面之间。
根据此结构，因为底膜树脂被填充在收容部底面和IC集成电路片之间，由热膨胀而产生的应力就被吸收，这就可以在稳定的状态下将IC集成电路片封装在收容部。而且，因为集成电路片主体的收容部的封装面互相对面的表面上形成有绝缘体，使得外部的耐电压特性的性能变得更好。又因为可以简化其制作工序，同时，也不需要密封树脂，这就有助于降低价格成本。
由于本发明的水晶振荡器，其容器的下收容部是一种近似十字的形状，此十字形有两对伸出部，朝着在容器下面的4个角处形成的各外部端子电极之间的相互对着面的位置伸出，在此两对伸出部中的其中相互对面的一对伸出部的底面上，形成有用来测定上述水晶振子的振荡特性的监控电极垫片。因此，即使在水晶振荡器已被小型化的情况下，也可以在安定的状态下来测定配置在容器上的水晶振子的固有温度频率特性，又可以向IC集成电路片的封装区可靠地注入填充树脂，而且，也可以确保在外部配线基板上的安装强度。
权利要求
1.一种表面安装型水晶振荡器的制造方法，包括准备容器的工序，所述容器具有第一收容部、第二收容部、和在所述第二收容部的开口周围形成的多个外部端子电极；密封工序，将水晶振子收容到所述第一收容部内并进行气密封；安装工序，在所述第二收容部底面上安装IC集成电路片；和注入工序，在所述IC集成电路片的安装面和所述第二收容部底面之间注入底膜树脂；所述第二收容部具有向相邻的所述外部端子电极之间伸出的伸出部，所述底膜树脂从所述伸出部注入。
2.如权利要求1所述的表面安装型水晶振荡器的制造方法，其特征在于，所述底膜树脂的注入通过将调合器的尖端插入到所述伸出部中而进行。
3.如权利要求1或2所述的表面安装型水晶振荡器的制造方法，其特征在于，所述容器的下面构成矩形状，所述外部端子电极被设置在所述容器下面的四个角上，所述伸出部形成两对，分别向所述外部端子电极之间的每一个伸出。
4.如权利要求3所述的表面安装型水晶振荡器的制造方法，其特征在于，在所述两对伸出部中的一对伸出部上，设置用来监测所述水晶振子的振荡特性的监控电极垫片。
全文摘要
本发明提供一种表面安装型水晶振荡器的制造方法，包括准备容器的工序，所述容器具有第一收容部、第二收容部、和在所述第二收容部的开口周围形成的多个外部端子电极；密封工序，将水晶振子收容到所述第一收容部内并进行气密封；安装工序，在所述第二收容部底面上安装IC集成电路片；和注入工序，在所述IC集成电路片的安装面和所述第二收容部底面之间注入底膜树脂；所述第二收容部具有向相邻的所述外部端子电极之间伸出的伸出部，所述底膜树脂从所述伸出部注入。
文档编号H03B5/32GK1835388SQ20061007406
公开日2006年9月20日 申请日期2002年11月28日 优先权日2001年11月28日
发明者畠中英文, 三浦浩之 申请人:京瓷株式会社