专利名称：压电振荡器及其制造方法
技术领域：
本发明是关于压电振荡器的构造及制造方法，特别是关于其构造为将被组件化的压电振动子，固定在构成振荡电路或温度补偿电路等的电路组件的上部的压电振荡器。
背景技术：
随着行动电话等的移动型通讯机器的普及，所伴随的低价格化及小型化的急速发展，对于被使用在这些通讯机器中的水晶振荡器等的压电振荡器，低价格化、小型化及薄型化的要求，也提高了。对于此种要求，不但要将水晶振动子组件化，而且要将包含频率调整电路、频率温度补偿电路等的振荡电路集积化、IC化，来减少零件的件数。
图11(a)是表示作为以往的压电振荡器的一例的水晶振荡器的外观构造的分解立体图；(b)是其纵剖面图。
此水晶振荡器1，具备将水晶振动子承载在由陶瓷叠层体所构成的下部组件2的顶面(外框顶面)上，而成为一体化的构造。
下部组件2，沿着其外周，直立地设置外框3；藉由焊锡等的结合剂5，将IC6固定在外框3内的凹陷部4的内底面上；而设置在IC6的顶面上的电极6a与凹陷部的内底面上的接合垫7之间，则藉由焊接线(bonding wire)8连接。再者，在将电极设置在IC的底面上的情况，也有藉由球形接合，来连接此IC侧的电极与接合垫7之间的覆晶接合(倒装片)构装。在下部组件2的外底面，形成表面构装用的外部电极9；外部电极9是藉由未图标的导体，构成能够与接合垫7等的构件导通。在外框3的顶面，配置经由接合垫7而与外部电极9导通的顶面电极10。再者，也有根据需要，藉由将绝缘树脂充填入凹陷部内，来将IC6埋设在树脂内。
水晶振动子11，具备将水晶振动组件14承载在由陶瓷叠层体所构成的组件本体12的凹陷部13内之后，利用金属盖15将凹陷部13气密地密封的构造。在组件本体12的外底面，设置外部电极16，而藉由导电性黏着剂等的结合剂，将此外部电极16与下部组件2的顶面电极10连接而固定。藉由此手段，下部组件2的凹陷部4，藉由水晶振动子11，而被密封。
此水晶振荡器1，除了水晶振动子11以外，藉由将构成振荡电路、温度补偿电路的电路组件，全部集积化在1个芯片的IC6中，而能够实现。
但是，为了使用将上述电路组件集积在单一芯片中的IC化后的IC6，来制造压电振荡器，其前提为能够在一定程度内预估水晶振荡器1本身的量产个数；只要无法预估产量，便难以低成本化。因此，例如在少量多样地生产振荡器时，对于使用此种高价的IC6，基于成本上的理由，是不合适的；因此，需要取代IC6，而将构成上述各电路的晶体管、电阻、电容器等的电路组件，当作是各个芯片零件，承载在下部组件2的凹陷部4内。
假设，若将此种芯片零件化后的电路组件，承载在图11所示的下部组件2的凹陷部4内，则需要藉由使用焊锡膏的回焊(reflow)方式，将各芯片零件构装在设置在凹陷部内底面上的多个接合区(取代接合垫7而被形成)上。通常，将焊锡膏涂布在接合区上的作业，是藉由使用丝绢网(面罩)的网版印刷来实施，而在如下部组件2般的在接合区形成面的外周，存在由外框3所构成的阶梯差的情况，使用网版印刷法是不可能的。因此，难以藉由并用网版印刷法的分批处理来提高生产性，不得不实施藉由分布器(dispenser)来将焊锡膏涂布在各接合区上的作业，即使在使用芯片零件的情况，成本也被迫提高。
因此，当使用芯片零件来构成压电振荡器的情况，如图12所示，不得不采用将芯片零件21、水晶振动子22，藉由回焊方式，构装在其底面具备接合区的面积大的配线基板20上的各接合区上的构造。也就是，此种形式的压电振荡器，对于不具有阶段差的平坦的配线基板20上的接合区，由于可以进行网版印刷，所以能够利用纵横地连结的大面积的配线基板母材，将多个配线基板，进行分批处理。
但是，此压电振荡器，由于将全部的零件21、22承载在平坦的配线基板20上，所以当将压电振荡器构装在未图标的印刷电路基板上的时候，其占有面积必须广大，这将导致与印刷电路基板上的承载零件的高密度构装化的要求，相反的结果。
本发明所要解决的课题，是针对具备在将构成振荡电路或温度补偿电路等的电子零件，加以承载的配线基板的上部，固定组件化之后的压电振动子的构造的压电振荡器，其目的为提供一种压电振荡器，作为承载电子零件的配线基板，藉由采用平板状的基板，作成可以将焊锡膏网版印刷在配线基板上的接合区上，一边对应承批处理的量产化，一边藉由组件化之后的水晶振动子，立体地配置在配线基板的上方，来使占有面积减少。
此外，其它的课题为作为将配线基板和水晶振动子，导电地机械连接的手段，藉由使用特别的柱构件，作成可以藉由成批处理来制造。
发明内容为了达成上述课题，关于本发明的压电振荡器的权利要求1所记载的发明，其特征为具备压电振动子，在此压电振动子的外底面具有底面电极，而在组件内，收容有压电振动组件；平板状的配线基板，在此配线基板的顶面至少承载一个电子零件，同时在顶面具有导通图案；及柱状构件，此柱状构件被构装在前述配线基板的顶面上，可以将前述压电振动子的底面电极和前述配线基板的导通图案之间，加以导电地机械固定。
权利要求2所记载的发明，是针对具备平板状的配线基板及压电振动子的形态的压电振荡器，该配线基板的顶面承载构成振荡电路和温度补偿电路的多个电子零件，同时在其底面，具有外部电极；此压电振动子经由构装在该配线基板顶面上的柱状构件隔开规定的间隔而被固定，其特征为前述压电振动子，将压电振动组件密封固定在组件内的气密空间内，同时在组件的外底面，具备与前述压电振动组件的激振电极导通的底面电极；前述柱状构件，与前述配线基板和压电振动子，为另外的构件；将该柱状构件的底部，导电地机械地固定在形成在前述配线基板的顶面的柱状构件固定用图案上，同时将该柱状构件的上部，与压电振动子的底面电极，导电地机械地固定。
权利要求3所记载的发明，是针对经由柱状构件，将平板状的配线基板及压电振动子加以导通固定的形态的压电振荡器，该配线基板的顶面至少承载构成振荡电路的电子零件，同时在其底面，具有外部电极；其特征为前述柱状构件，是在绝缘基板的顶面和底面，分别具有构装电极，而藉由连接导体，将两电极之间，导电地导通；前述配线基板，在其顶面，形成用来将前述柱状构件的底面侧电极加以导通固定的柱状构件固定用图案；前述压电振动子，将压电振动组件密封固定在组件内的气密空间内；而在组件的底面，具备用来与前述柱状构件的顶面电极导通固定的底面电极。
权利要求4所记载的发明，是加上权利要求1、2或3所记载的发明，其中前述柱状构件，具备陶瓷片、及分别被形成在该陶瓷片的上部和底部且互相导通的上部电极和底部电极。
权利要求5所记载的发明，是加上权利要求1、2或3所记载的发明，其中前述柱状构件，由金属片或金属球所构成。
权利要求6所记载的发明，是加上权利要求1、2或3所记载的发明，其中作为前述柱状构件，使用前述电子零件之中的高度最高的电子零件。
权利要求7所记载的发明，是加上权利要求1、2、3、4、5或6所记载的发明，其中前述柱状构件的横剖面形状，为圆形、椭圆形或扁圆形。
权利要求8所记载的发明，是针对经由柱状构件将平板状的配线基板及压电振动子加以导通固定的形态的压电振荡器的制造方法，此柱状构件在绝缘基板的顶面和底面分别设置电极，而藉由连接导体，使两电极之间导通；该配线基板的顶面，至少承载构成振荡电路的电子零件，同时在其底面，具有外部电极；此压电振动子，在其外底面具有底面电极的组件内，收容压电振动组件，其特征为包含将电子零件，承载在配线基板母材上的步骤；该配线基板母材，是在绝缘基板上区隔形成多个份量的电路配线图案、外部电极和柱状构件固定用图案；将区隔形成多个柱状构件的柱状构件用母材，加以固定，来导通前述配线基板母材上的柱状构件固定用图案和前述柱状构件的底面侧电极的步骤；将前述配线基板母材与前述柱状构件母材一起切断，分割成各片的步骤；及将压电振动子的底面电极，导通固定在被固定在前述配线基板上的柱状构件的顶面侧电极上的步骤。
权利请求9所记载的发明，是权利请求8所记载的发明，其中前述柱状构件用母材，是将格子状构件和从该格子状构件半岛状地延伸的柱状构件，一体地构成。
权利请求10所记载的发明，是针对具备平板状的配线基板及压电振动子的形态的压电振荡器，该配线基板的顶面，承载构成振荡电路和温度补偿电路的电路组件，同时在其底面，具有外部电极；此压电振动子经由固定在该配线基板的顶面上的支持框体隔开规定的间隔而被承载，其特征为前述压电振动子，由压电振动组件和将该压电振动组件气密地密封固定的组件所构成；在组件的外底面，具备外部电极；前述支持框体，具有将前述压电振动子的外部电极，以导通状态加以连接固定的上部电极、及连接固定在配线基板上的下部电极；前述配线基板具有比前述支持框体的外形更宽的面积，且具备在其顶面，将前述支持框体的下部电极，以导通状态加以固定的接合区；及具有在前述支持框体的内外的电路组件承载用的接合区。
权利请求11所记载的发明，是加上权利请求10所记载的发明，其中将前述支持框体，置换成多个金属球。
权利请求12所记载的发明，是针对将平板状的配线基板及在其底面具有外部电极的压电振动子，藉由使相互的外部电极之间导通连接来加以固定的形态的压电振荡器，该配线基板的底面，承载构成振荡电路和温度补偿电路的电路组件，同时在其顶面，具有外部电极，其特征为前述配线基板，是将金属球连接固定在设置在其底面的外部连接用的接合区上。
权利请求13所记载的发明，是一种压电振荡器，其特征为在压电振动子的外侧底部，设置电路图案和接合区；前述压电振动子，是在其组件内，承载压电振动组件，然后藉由盖，加以气密地密封的构造；将用来构成振荡电路和温度补偿电路的电路组件、及成为外部连接端子的金属球，连接固定在前述接合区上。
图1(a)及(b)是关于本发明的第1实施形态的压电振荡器的纵剖面图、及分解立体图。
图2是说明关于本发明的第1实施形态的压电振荡器的构造的剖面图。
图3是说明关于本发明的第1实施形态的压电振荡器的构造的剖面图。
图4(a)～(c)是说明关于本发明的第2实施形态的压电振荡器的部分构造的图。
图5(a)、(b)是说明关于本发明的第3实施形态的压电振荡器的剖面图与立体图。
图6是说明关于本发明的第3实施形态的压电振荡器的组合构造的图。
图7(a)、(b)是说明关于本发明的第4实施形态的压电振荡器的剖面图与立体图。
图8(a)、(b)是说明关于本发明的第5实施形态的压电振荡器的剖面图与配线基板的平面图。
图9是说明关于本发明的第6实施形态的压电振荡器的剖面图。
图10(a)、(b)是说明关于本发明的第7实施形态的压电振荡器的剖面图与配线基板的平面图。
图11(a)、(b)是说明已知的压电振荡器的立体图与剖面图。
图12是说明在已知的压电振荡器的配线基板上，电子零件的承载方法的立体图。
具体实施方式以下，根据图面所示的实施形态，来详细地说明本发明。
根据图1～图3，说明关于本发明的第1实施形态的压电振荡器。第1实施形态，是一种压电振荡器31，针对具备平板状的配线基板32；此基板将构成振荡电路及温度补偿电路的多个电子零件33，承载在顶面的接合区35上，同时在其底面，具有外部电极34；以及压电振动子41；此振动子是经由被固定在该配线基板32的顶面上的柱状构件(以下称为柱构件)50，隔开规定的间隔，而被固定；的形式的压电振荡器31，其构造为将柱构件50，与配线基板32及压电振动子41，分别地形成；进而，将柱构件50的底部，导电地机械固定在形成于配线基板32的顶面上的柱构件固定用图案36上，然后将柱构件50的顶部与压电振动子的底面电极，导电地机械固定(面构装)。
首先，图1的实施形态，具有将水晶振动子41，经由柱构件50，承载在平板状的陶瓷配线基板32上的柱构件固定用图案36上的构造。配线基板32，将电子零件33承载在形成在其顶面的接合区35上，同时，在其底面，具有与各接合区35导通的外部电极34。此外，在顶面的适当处，具有柱构件固定用图案36。
压电振动子41的构造，具备由具有凹陷部的组件本体42a和气密地密封该凹陷部的金属盖42b所构成的组件42；以及被支持在凹陷部内的水晶振动组件45；将底面电极46设置在组件本体42a的底面，该电极46，与水晶振动组件45的电极导通。在此，组件42，例如由陶瓷等所构成。
关于此实施形态的柱构件50，具备四角柱或其它种的多角柱状的陶瓷片51(厚度约为0 3～0 5mm)、设在陶瓷片51的底部的底部电极(金属喷镀部)52、设在陶瓷片51的上部的上部电极(金属喷镀部)53、及导通两电极之间的连接导体54。
此实施形态的柱构件50，相对于配线基板32和水晶振动子41，由于为另外的构造，当将此柱构件50固定在配线基板32上的柱构件固定用图案36上的时候，可以使用藉由网版印刷而涂布在柱构件固定用图案36上的焊锡膏，来进行回焊。也就是说，在此网版印刷中，也同时对接合区35实施焊锡膏的涂布作业，接着分别将电子零件33和柱构件50载置在涂布有焊锡膏的接合区35和柱构件固定用图案36上之后，在回焊炉内，同时进行加热，然后利用冷却，将电子零件33和柱构件50加以固定。
关于水晶振动子41，也可以将柱构件50固定在配线基板32上之后，使用导电性黏着剂等，将底面电极46固定在柱构件50的上部电极53上；也可以在回焊连接电子零件33等的时候，同时实施上部电极53与底面电极46之间的连接。
若根据此实施形态，由于将柱构件50作成另外的构件，而与配线基板32和水晶振动子41分开，所以对于配线基板32上的电子零件33和柱构件50的承载和固定，能够以分批处理来实施。也就是说，对于被分区形成在大面积的配线基板母材上的接合区群和柱构件固定用图案群，能够分别藉由网版印刷，涂布焊锡膏之后，分别将电子零件33和柱构件50的底部电极52，载置在各接合区35和柱构件固定用图案36上，然后一起藉由利用在回焊炉内加热的方式，完成连接。因此，能够提高压电振荡器的生产性。
而且，如此构成的水晶振荡器31，水晶振动子41由于与配线基板32的顶面之间，隔开规定的间隔而被平行地配置，所以能够使压电振荡器31的平面面积变小。
此外，藉由仅在电极46和柱构件固定用图案36之间配置柱构件50的构成，同时尽可能地缩小柱构件50的底面积，在配线基板32的顶面的面积中，能够扩大可以利用在电子零件的承载的有效面积。
接着，作为本发明的第1实施形态的其它例，作为柱构件50，取代陶瓷片51，而使用厚度03～05mm左右的四角柱、多角柱状的金属片。也就是，使用由具有导电性的金属材料所形成的金属片来代替陶瓷片51，而藉由利用焊锡等，来连接柱构件固定用图案36和水晶振动子的底面电极46之间，能够实现具有与图1的压电振荡器相同的构成。藉由将导电性的金属片作为柱构件50来使用，不需要如陶瓷片的情况般地用来设置电极52、53和连接导体54等的手续。
或者，取代金属片，作为柱构件50，也可以使用直径为03～05mm左右的金属球。也就是，图2是表示使用由金属球所构成的柱构件50，来连接配线基板32上的柱构件固定用图案36和水晶振动子41底面的底面电极46的例子。柱构件50和柱构件固定用图案36之间的连接、或柱构件50和底面电极46之间的连接方法，可以分别利用使用焊锡膏的回焊连接、也可以利用使用导电性黏着剂的连接。
此情况，与使用金属片的情况相同，不需要用来设置电极52、53和连接导体54等的手续。
接着，图3是表示本发明的第1实施形态中的压电振荡器的其它例的图；与图1所示的实施形态相同的部分，标上相同符号来加以说明。此实施形态，与图1的压电振荡器的相异之处，在于作为柱构件50，是使用芯片型的电子零件33中的高度最高的电子零件33A的构成。
在图标的例子中，使用焊锡等的结合剂，将高度最高的电子零件33A，配置多个在设置于配线基板32的顶面上的端边而兼作为接合区的柱构件固定用图案36上；然后将水晶振动子41的密封底面，固定在各电子零件33A的顶面上。电子零件33A的顶面，藉由与水晶振动子41的底面电极46导通连接，而构成能够确保水晶振动子内部的水晶振动组件45与各电子零件33、33A之间的导通。
作为柱构件而加以利用的多个电子零件33A，高度相同是非常重要的，但是在配线基板32上的配置位置，并未被限定在图标的位置。
若根据此实施例，不需要准备额外的柱构件，从本来要承载在配线基板32上的电子零件33之中，选出多个高度高的电子零件33A，作为柱构件来使用，能够减少零件成本、制造程序。
接着，图4(a)及(b)是表示关于本发明的第2实施形态的压电振荡器的例子的部分构成图；此实施形态的特征为藉由将所使用的柱构件43、50的平面形状(底面形状或横剖面形状)，作成圆形或椭圆形(包含扁圆形)，当经由柱构件43、50来将配线基板32和水晶振动子41接合的时候，即使柱构件43、50在旋转方向发生位置偏移，柱构件43、50也不会从配线基板32的端边往外侧突出。
也就是说，如图4(c)所示的柱构件43、50的平面形状，在为长方形或其它多角形的情况下，柱构件43、50由于任何的原因而从虚线所示的本来的承载位置，发生往旋转方向偏移的情况，该角部会在从配线基板32的端边突出至外侧的状态下被固定，这将成为毛边而成为发生不良情况的原因。
但是，如图4(b)及(c)所示，藉由将柱构件43、50的平面形状，作成圆形、椭圆形等的没有角部的形状，即使柱构件43、50有稍许旋转，也难以从配线基板的端边往外侧突出；此外，即使柱构件的周边有稍许突出，由于不是角部突出，所以不会成为毛边，不会导致不良情况。
图5(a)及(b)是表示关于本发明的第3实施形态的压电振荡器的例子的纵剖面图与分解立体图。该图是表示一种压电振荡器，具备配线基板32，此配线基板将构成振荡电路和温度补偿电路的多个电子零件33，承载在其顶面的接合区35上，同时具有外部电极34；以及压电振荡器，此压电振荡器，具有经由固定在该配线基板32的顶面上的柱构件55，隔开规定的间隔，而被固定的水晶振动子41。此外，将柱构件55的底部电极(底面侧电极)56，导电地机械固定在形成于配线基板32的顶面上的柱构件固定用图案57上，然后将柱构件55的上部电极(顶面侧电极)58与水晶振动子41的底面电极46，导电地机械固定。
此处所使用的柱构件55，在以后会详细说明，为在相同的陶瓷板上，加工形成多个孔的构件；将陶瓷板的厚度作为柱构件的高度方向，具有比承载在配线基板32上的电子零件33的最大构装高度更高的厚度。柱构件55，藉由设在陶瓷板的内面的底部电极56、设在陶瓷板的表面的上部电极58、及导通两者之间的连接导体所构成。
关于水晶振动子41，是将柱构件55固定在配线基板32上之后，使用导电性黏着剂等，将底面电极46固定在柱构件55的上部电极58上。
图6是说明关于本发明的第3实施形态的压电振荡器，表示配线基板和柱构件的制造方法及两者的接合固定方法的图。如该图所示，配线基板用印刷电路板60和柱构件用陶瓷板61，是分别在大面积的配线基板母材及柱构件用母材上，区隔形成多数个配线基板32及柱构件片62。
此处所谓的柱构件片62，是在柱构件用陶瓷板61上，将藉由形成孔来表示区隔的格子状构件；及自此格子状构件，作为半岛状的突出片，而突出到孔中的柱构件55，一体地形成。而且，各柱构件55，被配置在对准设置在配线基板32上的柱构件固定用图案57的位置。柱构件用陶瓷板61，其表面和内面被金属化，而在柱构件55的规定位置处，设置用来导通表面和内面的通孔等，来构成柱构件55的底部电极和上部电极。此外，柱构件用陶瓷板61的厚度，是配合承载在配线基板32上的电子零件33的构装高度来决定。
因此，若说明压电振荡器的配线基板和柱构件的接合固定方法，首先制造出具有设置在大面积的配线基板母材上，区隔形成的配线基板之配线基板用印刷电路板60之后，藉由网版印刷将焊锡膏涂布在承载电子零件33的接合区上，承载各个电子零件33之后，在回焊炉内进行加热，然后利用冷却，固定电子零件33。接着，藉由将规定的孔设置在柱构件用母材上，预先制造出具有区隔形成的柱构件片62之柱构件用陶瓷板61，将导电性黏着剂涂布在柱构件固定用图案57上之后，该柱构件固定用图案57是设置在承载电子零件33且已固定的配线基板用印刷电路板60的各个配线基板32上；进行柱构件固定用图案57和柱构件55的定位，将配线基板用印刷电路板60和柱构件用陶瓷板61加以接合固定。然后，在配线基板用印刷电路板60上的虚线所示的位置，使用切割锯等的切断机器，进行切断，使固定有柱构件55的配线基板32分离。
关于配线基板用印刷电路板60和柱构件用陶瓷板61之间的接合顺序，也可以是，首先使用导电性黏着剂等，将最初是设置在配线基板用印刷电路板60上的柱构件固定用图案57和设置在柱构件用陶瓷板61上的柱构件55的底部电极，加以固定之后，藉由网版印刷，将焊锡膏涂布在设置在配线基板用印刷电路板60上的将来要承载电子零件33的接合区35上，分别承载电子零件33之后，在回焊炉内进行加热，然后利用冷却，固定电子零件33的方法。
进而，关于配线基板用印刷电路板60和柱构件用陶瓷板61之间的接合顺序，也可以是，藉由网版印刷，将焊锡膏涂布在设置在配线基板用印刷电路板60上的将来要承载电子零件33的接合区和柱构件固定用图案57上，然后承载各个电子零件33，使配线基板用印刷电路板60和柱构件用陶瓷板61对准位置地重叠，接着在回焊炉内进行加热，然后利用冷却，来固定电子零件33和设置在柱构件用陶瓷板61上的柱构件55的方法。
因此，根据本发明的柱构件，由于在一枚柱构件用陶瓷板61上，形成多个柱构件来加以制造，所以柱构件的高度全部相同，除了能够防止发生在安装压电振荡器时由于柱构件的尺寸不良所产生的安装不佳的情形，同时，由于可以将被区隔形成在大面积的柱构件用母材上的柱构件片与被区隔形成在大面积的配线基板用印刷电路板上的配线基板32，一并地接合，所以生产效率可以变佳。
此外，藉由使用被区隔形成在大面积的柱构件用母材上的柱构件片，不需要将柱构件分别载置在设置于配线基板的柱构件固定用图案上，当配置柱构件之时，必要的上下位置关系也一直在相同方向，能够防止柱构件的错误安装，而且当将柱构件载置在焊锡膏上之时，不会有从设在配线基板的柱构件固定用图案偏离的可能性，可以使作业效率提高。
接着，当固定着柱构件55的配线基板32的制造完成时，将导电性黏着剂涂布在柱构件55的上部电极58上，藉由黏着在水晶振动子41的底面电极46上，将水晶振动子41固定在配线基板32上，而完成压电振荡器。
再者，已经说明了使用陶瓷制的柱构件，但是也可以是玻璃环氧系材料或是其它树脂材料制的柱构件；利用使用此种的树脂制的柱构件，可以缓和施加在水晶振动子或配线基板的电子零件上的冲击。
图7是表示关于本发明的第4实施形态的压电振荡器的外观图；图7(a)为剖面图、图7(b)为构装水晶振动子之前的立体图。本实施形态的特征在于将承载振荡电路、温度补偿电路等的构成要素也就是电路组件的配线基板的尺寸，作成比经由支持框体而承载在配线基板上的水晶振动子的尺寸稍微大。因此，即使将水晶振动子，经由支持框体，承载在配线基板32上，也能够确保不会与水晶振动子重叠的电子零件承载空间，作成既容易将用来微调整振荡频率数等的电容器等的电子零件承载在该空间，也容易进行该电子零件的交换、追加。此外，各电子零件，被承载在平坦的配线基板上；可以采用使用丝绢网将焊锡膏网版印刷在配线基板的规定接合区上，再藉由回焊方式，进行焊锡接合的方法。
也就是，第4实施形态，是将平板状的配线基板71和水晶振动子41作成一体化的构造；前述配线基板71，在其顶面，承载构成振荡电路和温度补偿电路等的电子零件33及调整振荡频率数等的电路组件70，同时在其底面，具备外部电极34；前述水晶振动子，经由固定在此配线基板71的顶面上的支持框体72，隔开规定的间隔而被承载。
在配线基板71上，设置将构成振荡电路、温度补偿电路的电子零件33，加以承载的接合区35；承载调整用的电路组件70的接合区73；及将支持框体72固定在配线基板71上的接合区36；而且，藉由网版印刷方法，将焊锡膏印刷在配线基板71的规定接合区上，来加以涂布之后，而在承载电子零件33及调整用的电路组件70或支持框体72等之后，藉由回焊方式，进行焊锡接合。调整用的电路组件70，被承载在将水晶振动子41固定在配线基板71上的支持框体72的框外，当需要微调整振荡频率数等的时候，容易交换、追加调整用的电路组件70。
再者，也可以采用当将支持框体72固定在配线基板71上的时候，仅将电子零件33、70回焊连接在规定的接合区35、73上，然后，藉由导电性黏着剂，将支持框体72固定在支持框体固定用接合区36上的顺序。
接着，水晶振动子41，具备将水晶振动组件45承载在陶瓷组件本体42a的凹陷部内之后，藉由金属盖42b将凹陷部气密地密闭的构造。在组件42的外底面，设置与水晶振动组件45导通的底面电极46；使用导电性黏着剂等，将此底面电极46与支持框体72的上部电极74，连接固定。支持框体72的上部电极74，经由下部电极75，固定在设置于配线基板71上的支持框体固定图案36上，加以导电地连接，而完成压电振荡器。
图8是表示关于本发明的第5实施形态的压电振荡器的外观图；图8(a)是表示其剖面图；图8(b)是表示承载着电路组件和柱构件的配线基板的顶面外观图(平面图)。第5实施形态与第4实施形态的相异之处，在于取代固定在配线基板上而隔开规定间隔地承载水晶振动子的支持框体，而将金属球做为柱构件来使用。
也就是，第5实施形态，是将平板状的配线基板71，该基板在其顶面上承载构成振荡电路和温度补偿电路的电路组件33及用来调整振荡频率数等的电路组件70，同时在其底面具备外部电极34；以及水晶振动子41，该水晶振动子41是经由固定在此配线基板71的顶面上的金属球80，隔开规定的间隔而被承载；作成一体化的构造。
在配线基板71上，设置将构成振荡电路、温度补偿电路的电路组件33加以承载的接合区35；将振荡频率数调整用的电路组件70加以承载的接合区73；及将金属球80固定在配线基板71上的接合区36；使用丝绢网的网版印刷，将焊锡膏印刷在配线基板71的规定的接合区上之后，承载电路组件33、70和金属球80等，然后藉由回焊方式，实行锡焊接合。振荡频率数调整用的电路组件70，被承载在水晶振动子41的承载空间的外侧；振荡频率数的微调整，在必要的情况，如后所述，不需要拆下所承载的水晶振动子41或是电路组件33，能够容易交换电路组件70或是追加。
接着，水晶振动子41，其构成如在图7所说明，是使用导电性黏着剂或是焊锡等，将水晶振动子41的底面电极46，与金属球80连接固定，而完成压电振荡器。
再者，压电振荡器被加热，于是用来固定水晶振动子41和电路组件33的焊锡熔解，为了防止这些零件偏离承载位置，也可以利用黏着剂将水晶振动子41和电路组件33固定在配线基板71上。
当使用球状的柱构件的情况，由于没有存在角部，所以不需要如在使用角状的柱构件的情况下所需要的用来调整承载方向的步骤，与角柱状的柱构件的情况相比，具有可以简化制造过程的优点。
进而，如图8(b)的平面图所示，作为接合配线基板71和水晶振动子41的柱构件，若使用金属球80，在没有图7所示的支持框体72的侧璧部的位置，也就是在金属球80、80’之间的配线基板71上，可以配置电子零件；藉由此手段，在配线基板71的面上，可以构装电路零件的面积比率变高，所以可以使配线基板71的面积变小，对于压电振荡器的小型化，是有效的构成。
进而，作为电路组件33，也可以为IC芯片；此情况，例如藉由覆晶接合方法，将IC芯片承载在配线基板71上之后，为了坚固地固定配线基板71和IC芯片，将黏着剂注入两者的间隙中，来加以固定。
关于柱构件，除了利用焊锡或是导电性黏着剂，将其固定在配线基板71上的方法以外，与IC芯片相同的，也可以利用覆晶接合方法来加以固定；此情况，由于可以利用相同的步骤来承载IC芯片和柱构件，所以能够有效地简化制造过程。
再者，使用IC芯片的情况，在组装压电振荡器之后，当需要调整IC的电路设定的情况，例如若将输入调整讯号用的调整端子，设置在水晶振动子的外周璧，是良好的。
图9是表示关于本发明的第6实施形态的压电振荡器的割面的外观图。第6实施形态的特征，在于将配线基板的顶面，固定在水晶振动子的底面，而前述配线基板的底面，承载着构成振荡电路、温度补偿电路等的电路组件；来使压电振荡器小型化。
也就是，第6实施形态，是对于在其底面承载着构成振荡电路和温度补偿电路等的电路组件33及成为压电振荡器的外部连接端子的金属球80，同时在其顶面具备外部电极83的平板状的配线基板84，将此配线基板84的顶面的外部电极83和水晶振动子41的底面电极46，加以连接固定，成为一体化的构造；金属球80，成为压电振荡器的外部连接端子。
在配线基板84的底面，设置将构成振荡电路、温度补偿电路的电子零件电路组件加以承载的接合区35；及将金属球80固定在配线基板84上的接合区36；使用网版印刷方法将焊锡膏印刷在配线基板84的规定的接合区上之后，承载电路组件33或金属球80等，藉由回焊方式，实行锡焊接合。此外，由于振荡频率数等的调整，而需要交换、追加电子零件的时候，由于位在配线基板84的下部的零件构装面被开放，所以能够容易地任意交换、追加电路组件。
再者，当将金属球80固定在配线基板84的时候，也可以采用仅将电路组件33承载在规定的接合区35上，藉由回焊方式实行锡焊接合，然后，利用导电性黏着剂等，将金属球80固定在金属球固定用的接合区36。此外，在本实施例中所使用的配线基板84的平坦度，由于是利用水晶振动子41的平坦度来保持，所以配线基板84，具有可以使用薄基板的特征。
接着，水晶振动子41如前述般地被构成，使用导电性黏着剂，将水晶振动子41的外部(底面)电极46和配线基板84的外部电极83，连接固定，来完成压电振荡器。
图10(a)是表示关于本发明的第7实施形态的压电振荡器的剖面的外观图。第7实施形态的特征，在于将构成振荡电路、温度补偿电路等的电路组件，在水晶振动组件承载用组件的外侧底部，设置规定的电路图案和接合区，来加以承载，因而不需要图9所示的配线基板84，来使压电振荡器小型化、低高度化。
也就是，第7实施形态，是在水晶振动子41中所使用的陶瓷组件本体42a的外侧底部，设置电路图案，同时设置电子零件用接合区86和柱构件用接合区87，在承载构成振荡电路和温度补偿电路的电路组件33、及金属球80之后，将水晶振动组件45承载在陶瓷组件本体42a的凹陷部内，然后藉由金属盖42b加以气密地密封的构造；金属球80，具有作为压电振荡器的外部连接端子的功能。
在陶瓷组件本体42a的外侧底面，设置将构成振荡电路和温度补偿电路的电路图案和电路组件33加以承载的接合区86、及将金属球80加以固定的接合区87；使用网版印刷方法，将焊锡膏印刷在这些接合区上之后，承载电路组件33或金属球80等，然后藉由回焊方式，进行焊锡接合。此外，当要调整振荡频率数，而需要交换、追加电路组件的时候，由于水晶振动子41的下部的零件构装面被开放，能够容易地交换、追加任意的电路组件。
再者，当将金属球80固定在陶瓷组件本体42a的外侧底面上的时候，也可以采用仅将电路组件33，藉由回焊方式，锡焊接合在规定的接合区86上，然后，利用导电性黏着剂，将金属球80固定在金属球固定用的接合区87上的顺序。
进而，也可以为预先将水晶振动组件45承载在陶瓷组件本体42a的凹部内，利用金属盖42b将凹陷部加以气密地密封，完成水晶振动子41之后，将电路组件33、金属球80承载在设置于陶瓷组件本体42a的底面的接合区86、87上的制造方法；若根据此方法，能够仅使用被判断为良品的水晶振动子41。
进而，作为在第6、第7实施形态中所使用的柱构件，是使用金属球80来加以说明；除此以外，也可以使用四角柱、三角柱等的多角柱状或是圆柱、椭圆柱状的所谓的柱形状的金属片；或是使用至少在互相面对的二个表面，分别具有导通的电极的陶瓷片。
使用角柱状的情况，当承载的角柱的角部，必须不要超出配线基板的外周的时候，必须调整柱构件的承载方向。
使用球状的柱构件的情况，由于不存在角部，所以不需要调整承载方向的步骤，与角柱状的柱构件的情况相比，具有可以简化制造过程的优点。
图10(b)是表示在第7实施形态中的水晶振动子41、或是在第6实施形态中的配线基板84的电路组件承载面的平面图。
由此图可知，与第5实施形态相同，在第6、第7实施形态中，作为柱构件，由于例如使用金属球80，所以如图10(b)所示，在金属球80、80’之间，也可以配置电路组件；因此，在配线基板84或水晶振动子41的外侧底面，可以使电路组件的构装面积的比率变高。因此，对于压电振荡器的小型化，是有效的构成。
进而，作为电路组件33，也可以为IC芯片；此情况，例如藉由覆晶接合方法，将IC芯片承载在设置于水晶振动子41的底面的接合区上之后，为了使IC芯片的黏着成为坚固，也可以利用黏着剂来固定两者。
此情况，关于柱构件，除了利用焊锡或是导电性黏着剂，将其固定在配线基板84上的方法以外，与IC芯片相同的，也可以利用覆晶接合方法来加以固定；此情况，由于可以利用相同的步骤来承载IC芯片和柱构件，所以能够有效地简化制造过程。
进而，第6、第7实施形态的情况，为了要辨识压电振荡器的端子的配置关系，多个柱构件之中，将至少其中之一的柱构件的形状或大小作成与其它的柱构件相异，是良好的。
再者，关于使用上述的陶瓷片的柱构件的情况，例如，互相面对的二个面的电极之间，经由设在陶瓷片的侧面的金属化面而导通的情况，在承载压电振荡器的时候、或是将水晶振动子承载在配线基板上的时候，可以将金属化面作为转向面来加以利用，藉由此手段，能够以目视容易地确认焊锡的连接状况。
如以上所述，若根据本发明，对于具备将构成振荡电路或温度补偿电路等的电子零件加以承载的配线基板、及将收容在组件内的压电振动子加以固定的构成的压电振荡器，能够提供一种压电振荡器，可以藉由将承载电子零件的配线基板，采用平板状的基板，而能够利用网版印刷，将焊锡膏印刷在配线基板上的接合区上，一边对应成批处理的量产化，一边藉由将被组件化的水晶振动子，立体地配置在配线基板的上方，来使占有面积减少。
此外，作为将配线基板和水晶振动子，导电地机械连接的手段，藉由使用特别的柱构件，可以利用成批处理来加以制造。
也就是，权利请求1的发明，是使用柱状构件(柱构件)，来将压电振动子的底部电极、和在将构成振荡电路或温度补偿电路的电子零件加以承载的配线基板上所设置的接合区，导电地机械地连接固定，所以能够一边使用平板状的配线基板，一边构筑占有面积狭小的压电振荡器。因此，具有可以藉由成批处理来量产配线基板，且可以使振荡器的平面形状变小的效果。
权利请求2的发明，作为柱构件，由于使用由陶瓷片、分别被形成在该陶瓷片的上部和底部且互相导通的上部电极和下部电极所构成的柱构件，所以具有使柱构件的成本变低的效果。
权利请求3的发明，作为柱构件，由于使用金属片或金属球，所以使柱构件的构成更简单，除了成本低以外，同时可以提高生产性。
权利请求4的发明，作为柱构件，由于使用前述电子零件之中，高度最高的电子零件，所以不需要准备特别的柱构件，具有减少零件件数来加以制造的优异效果。
权利请求5的发明，作为柱构件，由于使用底面形状为圆形、椭圆形或扁圆形的柱构件，所以具有即使柱构件由于任何的原因而旋转，其一部分从配线基板的端边突出，也不会成为毛边的效果。
权利请求6、7的发明，作为将在组件内被气密地密封的压电振动子的底部电极；及设置在将构成振荡电路或温度补偿电路等的电子零件加以承载的配线基板上的接合区，导电地且机械地连接固定的构件，是使用与配线基板和压电振动子相异的另外的绝缘构件；在该构件的顶面和底面，分别设置电极，而藉由连接导体使两电极之间导通的柱构件来构成；具有可以使振荡器的平面形状变小的效果。
权利请求8的发明，是针对经由柱构件将配线基板及压电振动子加以导通固定的形态的压电振荡器的制造方法，此柱构件在绝缘材的顶面和底面分别设置电极，而藉由连接导体，使两电极之间导通；该配线基板的顶面承载构成振荡电路的电子零件，而在其底面，具有外部电极；其特征为包含在绝缘基板上，形成多个电路配线图案、外部电极柱构件固定用图案，而将电子零件加以承载的步骤；将区隔形成多个柱构件的柱状构件用母材的各个柱构件的上部、底部和侧面，加以导通的步骤；将配线基板母材与柱状构件母材一起切断，分割成各片的步骤；及将压电振动子的底面电极，导通固定在被固定在配线基板上的柱状构件的顶面侧电极上的步骤；具有可以使用成批处理手段，使压电振荡器低成本化的效果。
权利请求9的发明，从状构件用母材开始，将格子状构件和从该格子状构件半岛状地延伸的柱构件，一体地构成；可以大量生产，有效地降低成本。
权利请求10的发明，作为配线基板，使用具有比保持压电振动子的支持框体的外形宽的面积的配线基板，可以将电路组件承载在支持框体的内外，具有可以微调整压电振荡器的频率数的效果。
权利请求11的发明，作为支持框体，由于使用多个金属球，除了能够有效地活用配线基板的面积，同时具有使压电振荡器小型化的效果。
权利请求12的发明，是针对在底面，承载构成振荡电路和温度补偿电路的电路组件，同时将顶面的外部电极和压电振动子的底部电极，加以导通连接的形态的压电振荡器，将设置在配线基板的底面的金属球，作为外部连接端子；具有可以使压电振荡器更加地小型化。
权利请求13的发明，是在收容压电振动组件的组件的外侧底部，设置电路图案和接合区；且设置用来构成振荡电路和温度补偿电路的电路组件、及成为外部连接端子的金属球的压电振荡器；对于压电振荡器的小型化，具有极佳的效果。
权利要求
1.一种压电振荡器，其特征为具备压电振动子，在此压电振动子的外底面具有底面电极，而在组件内，收容有压电振动组件；平板状的配线基板，在此配线基板的顶面至少承载一个电子零件，同时在顶面具有导通图案；及柱状构件，此柱状构件被构装在前述配线基板的顶面上，可以将前述压电振动子的底面电极和前述配线基板的导通图案之间，加以导电地机械固定。
2.一种压电振荡器，具备平板状的配线基板，该配线基板的顶面，承载构成振荡电路和温度补偿电路的多个电子零件，同时在其底面，具有外部电极；及压电振动子，此压电振动子经由构装在该配线基板顶面上的柱状构件隔开规定的间隔而被固定，其特征为前述压电振动子，将压电振动组件密封固定在组件内的气密空间内，同时在组件的外底面，具备与前述压电振动组件的激振电极导通的底面电极；前述柱状构件，与前述配线基板和压电振动子，为另外的构件；将该柱状构件的底部，导电地且机械地固定在形成在前述配线基板的顶面的柱状构件固定用图案上，同时将该柱状构件的上部，与压电振动子的底面电极，导电地且机械地固定。
3.一种压电振荡器，是经由柱状构件将平板状的配线基板及压电振动子加以导通固定的形态的压电振荡器，该配线基板的顶面至少承载构成振荡电路的电子零件，同时在其底面，具有外部电极，其特征为前述柱状构件，是在绝缘基板的顶面和底面，分别具有构装电极，而藉由连接导体，将两电极之间，导电地导通；前述配线基板，在其顶面，形成用来将前述柱状构件的底面侧电极加以导通固定的柱状构件固定用图案；前述压电振动子，将压电振动组件密封固定在组件内的气密空间内；而在组件的底面，具备用来与前述柱状构件的顶面电极导通固定的底面电极。
4.如权利请求1、2或3所述的压电振荡器，其中前述柱状构件，具备陶瓷片、及分别被形成在该陶瓷片的上部和底部且互相导通的上部电极和底部电极。
5.如权利请求1、2或3所述的压电振荡器，其中前述柱状构件，由金属片或金属球所构成。
6.如权利请求1、2或3所述的压电振荡器，其中作为前述柱状构件，使用前述电子零件之中的高度最高的电子零件。
7.如权利请求1、2、3、4、5或6所述的压电振荡器，其中前述柱状构件的横剖面形状，为圆形、椭圆形或扁圆形。
8.一种压电振荡器的制造方法，是针对经由柱状构件将平板状的配线基板及压电振动子加以导通固定的形态的压电振荡器的制造方法，此柱状构件在绝缘基板的顶面和底面分别设置电极，而藉由连接导体，使两电极之间导通；该配线基板的顶面至少承载构成振荡电路的电子零件，同时在其底面，具有外部电极；此压电振动子，在其外底面具有底面电极的组件内，收容压电振动组件，其特征为包含将电子零件，承载在配线基板母材上的步骤；该配线基板母材，是在绝缘基板上区隔形成多个份量的电路配线图案、外部电极和柱状构件固定用图案；将区隔形成多个柱状构件的柱状构件用母材，加以固定，来导通前述配线基板母材上的柱状构件固定用图案和前述柱状构件的底面侧电极的步骤；将前述配线基板母材与前述柱状构件母材一起切断，分割成各片的步骤；及将压电振动子的底面电极，导通固定在被固定在前述配线基板上的柱状构件的顶面侧电极上的步骤。
9.如权利请求8所述的压电振荡器的制造方法，其中前述柱状构件用母材，是将格子状构件和从该格子状构件半岛状地延伸的柱状构件，一体地构成。
10.一种压电振荡器，具备平板状的配线基板，该配线基板的顶面，承载构成振荡电路和温度补偿电路的电路组件，同时在其底面，具有外部电极；及压电振动子，此压电振动子经由固定在该配线基板的顶面上的支持框体隔开规定的间隔而被承载，其特征为前述压电振动子，由压电振动组件和将该压电振动组件气密地密封固定的组件所构成；在组件的外底面，具备外部电极；前述支持框体，具有将前述压电振动子的外部电极，以导通状态加以连接固定的上部电极、及连接固定在配线基板上的下部电极，前述配线基板具有比前述支持框体的外形更宽的面积，且具备在其顶面将前述支持框体的下部电极，以导通状态加以固定的接合区；及具有在前述支持框体的内外的电路组件承载用的接合区。
11.如权利请求10所述的压电振荡器，其中将前述支持框体，置换成多个金属球。
12.一种压电振荡器，是针对将平板状的配线基板及在其底面具有外部电极的压电振动子藉由使相互的外部电极之间导通连接、来加以固定的形态的压电振荡器，该配线基板的底面，承载构成振荡电路和温度补偿电路的电路组件，同时在其顶面，具有外部电极，其特征为前述配线基板，是将金属球连接固定在设置在其底面的外部连接用的接合区上。
13.一种压电振荡器，其特征为在压电振动子的外侧底部，设置电路图案和接合区；前述压电振动子，是在其组件内承载压电振动组件，然后藉由盖，加以气密地密封的构造；将用来构成振荡电路和温度补偿电路的电路组件、及成为外部连接端子的金属球，连接固定在前述接合区上。
全文摘要
本发明针对具备在将构成振荡电路或温度补偿电路等的电子零件加以承载的配线基板的上部使用柱构件来固定组件化之后的压电振动子的构造的压电振荡器，其目的为提供一种可除去柱构件尺寸的散乱不齐或在回焊时的柱构件的载置误差等、可靠度高且作业效率优异的压电振荡器，它具备配线基板，该配线基板的顶面的接合区上，承载构成振荡电路和温度补偿电路的多个电子零件，同时具有外部电极；及水晶振动子，此水晶振动子经由固定在该配线基板顶面上的柱构件隔开规定的间隔而被固定的形态。此外，将柱构件的底部电极导电地机械固定在形成在配线基板的顶面上的柱构件固定用图案上，而将柱构件的上部电极，与水晶振动子的底面电极，导电地机械固定。
文档编号H05K3/34GK1461517SQ02801252
公开日2003年12月10日 申请日期2002年4月17日 优先权日2001年4月18日
发明者高梨仁, 内山常雄, 永野洋二, 堀江协, 渡边纪之, 四位和宏 申请人:东洋通信机株式会社