JP2001007645A - 圧電発振器用シート基板の構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 絶縁基板上に形成した凹陥部内にＩＣチップ
を導電性接着剤により固定した後で、ＩＣチップ上面の
電極と凹陥部端縁上面に形成したパッドとをワイヤボン
ディングした構造を備えた圧電発振器の一部（ＩＣチッ
プ搭載部）を、バッチ処理により製造する際の製造歩留
りを高めた圧電発振器用シート基板の構造を提供する。 【解決手段】 ＩＣチップ１１を嵌合支持するための凹
陥部６を所定の縦横配列で複数個上面に形成した絶縁シ
ート基板３０であって、各凹陥部の２つの対向し合う端
縁上面には夫々ＩＣチップ上の電極と導通接続されるパ
ッド８が形成され、各凹陥部内には少なくともその内底
面全体に渡ってアース電極７が形成されると共に全ての
アース電極間はアースラインにより導通接続され、シー
ト基板の肉厚内には、凹陥部及びパッドを配列した領域
全体を包囲する環状の共通配線３６と、個々のパッドか
ら延びて共通配線と導通接続される個別配線３５とが埋
設形成されたものにおいて、シート基板の周縁適所に、
共通配線と接続されたチェック用パッドと、アース電極
と導通接続されたチェック用パッドを露出形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は表面実装用の圧電発
振器を製造する際に使用するシート基板の構造に関し、
特に絶縁基板上に形成した凹陥部内にＩＣチップを嵌合
した上でＩＣチップ上面の電極と凹陥部端縁上面に形成
したパッドとをワイヤボンディングした構造を備えた圧
電発振器の一部をバッチ処理により製造する際の製造歩
留りを高めた圧電発振器用シート基板の構造に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】水晶によって代表される圧電振動素子を
用いた圧電発振器は、各種電子機器、とりわけ通信機器
においては不可欠の主要パーツとして使用されている。
近年では、圧電発振器を構成する圧電振動素子と、発振
回路等を構成するＩＣチップをセラミック等から成る一
つの表面実装容器内に収納した表面実装タイプの圧電発
振器が提案されている。 （第１の従来例）図５は表面実装型の圧電発振器の構造
を説明する為の分解断面図であり、この圧電発振器１
は、大別して、ＩＣチップ搭載部２と、ＩＣチップ搭載
部２上に積層固定される圧電振動素子搭載部３とから構
成されている。ＩＣチップ搭載部２は、例えば複数のセ
ラミック板４ａ，４ｂ，４ｃを積層した構造の容器下部
５と、容器下部５の上面中央部に形成した凹陥部６内に
嵌合配置されたＩＣチップ１１と、凹陥部６内底面全体
を覆うように配置されたアース電極７と、凹陥部６の２
つの対向し合う端縁上面に夫々形成された複数のパッド
８と、ＩＣチップ１１上の各電極１１ａと各パッド８と
を接続する為のボンディングワイヤ９と、各パッド８と
個別に導通接続される複数の接続電極１０とを有する。
各凹陥部６内底面に位置するアース電極７間は全て電気
的に接続されている。ＩＣチップ１１底面とアース電極
７との接続は、導電性接着剤１２を用いて行われる。ま
た、圧電振動素子搭載部３は、セラミック板等から成る
容器上部２０と、容器上部２０の凹所２１内の段差上の
電極パッド２２上に一端を導電性接着剤により固定され
て片持ち支持された水晶振動素子２３と、凹所２１の上
面開口を気密封止するための金属蓋２４と、容器上部２
０の底面に形成された複数の接続電極２５と、を有す
る。

【０００３】容器下部５の上面の各接続電極１０と、容
器上部２０の底面の各接続電極２５とを一対一で接続さ
せた状態でＩＣチップ搭載部２と圧電振動素子搭載部３
とを固定することにより、この圧電発振器は完成され
る。このように、ＩＣチップ搭載部２は、圧電振動素子
搭載部３とは独立別個に製造され、大面積のシート基板
を用いてバッチ処理によって製造される。このシート基
板は、図６(a) (b) に示すように、容器下部５を多数縦
横に接続一体化した構成を有しており、実際には大面積
のセラミック板４ａ上に順次セラミック板４ｂ，４ｃを
積層一体化することによって所定の縦横配列にて容器下
部５を接合一体化した大面積のシート基板３０が形成さ
れる。また、シート基板３０の外周部には容器下部５を
構成しない余剰部分（耳部分）３１が設けられている。
このシート基板３０は、各凹陥部６内にＩＣチップ１１
をマウントし、ボンディングワイヤ９による接続等を完
了した後で、縦横の切断線３２に沿って切断分離され、
個々の個片となる。

【０００４】なお、図７に示すように、ＩＣチップ１１
をシート基板３０上の個々の凹陥部６内に搭載する前
に、シート基板上に露出したパッド８を金メッキする工
程を実施する為に、シート基板３０の内部には個々のパ
ッド８からシート基板外周部に引き出された個別配線３
５と、シート基板３０の余剰部分３１内に配置され各個
別配線３５と接続される共通配線３６と、が埋設されて
いる。また、共通配線３６はシート基板の余剰部分３１
の適所に露出形成されたメッキ用パッド３７と導通接続
されている。シート基板３０と、メッキ材料としての金
を電解液中に浸漬した状態で、金とメッキ用パッドとの
間に直流電界をかけることにより、全てのパッド８が一
括して金メッキされる。ところで、各凹陥部６内にＩＣ
チップ１１を固定する際には、アース電極７上に導電性
接着剤１２を適量塗布し、その上にＩＣチップを接着
（ダイボンディング）する必要があるが、この際、導電
性接着剤１２の塗布量にバラツキが生じ易く、塗布量が
多過ぎる場合には図８に示した如くＩＣチップ１１によ
り接着剤の一部が上方に押し出されてパッド８、或はＩ
Ｃチップ１１上の電極１１ａと接触し易くなり、当該パ
ッド８等とアース電極７とが短絡して不良品となる。こ
のような導電接着剤の溢れ出しに起因した短絡発生の有
無、発生箇所を検査する作業は、従来目視により行って
いた。しかし、一枚のシート基板上に５０〜１００個の
ＩＣチップ搭載部が形成され、しかも個々のＩＣチップ
搭載部は数ｍｍ角程度の寸法である為、目視による検査
の精度には限界があり、導電性接着剤の溢れ出し量が多
い場合には発見が比較的容易であるが、僅かに溢れた接
着剤が短絡を起こしている場合には短絡の発見が困難で
ある。このため、短絡箇所を正確に検出する為には、分
割された個片についてテスターを用いて短絡の有無を電
気的に検査する必要があり、これは大変煩雑な作業であ
った。

【０００５】（第２の従来例）次に、図９は従来の目視
による短絡の検査方法を説明する図であり、通常はＩＣ
チップ１１の全周の２／３程度の範囲に亙って接着剤１
２の存在が目視確認できる場合に、接着剤量が十分であ
ることを判定している。従って、目視確認による検査精
度を高めて接続不良の発生を防止する為には接着剤の量
をあまり減らすことはできない。また、発振器を小型化
すべき旨のニーズに対応して凹陥部６の開口面積が小型
化されているため、ＩＣチップ外周と凹陥部内壁との間
のクリアランスが狭くなる傾向にあり、その結果毛細管
現象等も関係して上記クリアランスを介して溢れ上がっ
た導電性接着剤１２がシート基板上面、或はＩＣチップ
１１上面に溢れ出し、パッド８やＩＣチップ上の電極１
１ａと短絡を起こし易くなる。また、凹陥部６内にＩＣ
チップを載置する位置のバラツキに起因してＩＣチップ
の片側のクリアランスが更に狭くなると、該クリアラン
スを介した接着剤の溢れ出しと、短絡発生率が大幅に増
大する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、絶縁基板上に形成した凹陥部内にＩＣチッ
プを導電性接着剤により固定した後で、ＩＣチップ上面
の電極と凹陥部端縁上面に形成したパッドとをワイヤボ
ンディングした構造を備えた圧電発振器の一部（ＩＣチ
ップ搭載部）を、バッチ処理により製造する際の製造歩
留りを高めた圧電発振器用シート基板の構造を提供する
ものである。具体的には、ＩＣチップ搭載部を構成する
容器下部を大面積のシート基板を利用してバッチ処理に
て製造する際に、シート基板上の各凹陥部内にＩＣチッ
プを固定するために使用する導電性接着剤がＩＣチップ
と凹陥部内壁との間のクリアランスから溢れ出すことに
より、凹陥部端縁上面に形成したパッド及びＩＣチップ
上の電極と凹陥部内のアース電極との間で短絡を発生さ
せた場合に、正確な短絡検出が困難な目視による検出方
法を用いることなく、確実に短絡発生の有無、及び発生
箇所を検出することができる圧電発振器用シート基板の
構造を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１の発明は、ＩＣチップを嵌合支持するため
の凹陥部を所定の縦横配列で複数個上面に形成した絶縁
シート基板であって、各凹陥部の２つの対向し合う端縁
上面には夫々ＩＣチップ上の電極と導通接続されるパッ
ドが形成され、各凹陥部内には少なくともその内底面全
体に渡ってアース電極が形成されると共に全てのアース
電極間はアースラインにより導通接続され、シート基板
の肉厚内には、凹陥部及びパッドを配列した領域全体を
包囲する環状の共通配線と、個々のパッドから延びて共
通配線と導通接続される個別配線とが埋設形成されたも
のにおいて、シート基板の周縁適所に、共通配線と接続
されたチェック用パッドと、アース電極と導通接続され
たチェック用パッドを露出形成したことを特徴とする。
請求項２の発明は、上記各チェック用パッドは、各パッ
ドと各アース電極との間の短絡の有無を凹陥部の列毎に
検査し得るように配置されていることを特徴とする。請
求項３の発明は、上記共通配線と接続されたチェック用
パッドとして、シート基板上に予め形成されているメッ
キ用のパッドを利用したことを特徴とする。請求項４の
発明は、ＩＣチップを嵌合支持するための凹陥部を縦横
配列で複数個形成したシート基板であって、各凹陥部の
２つの対向し合う端縁上面には夫々ＩＣチップ上の電極
と導通接続されるパッドが形成され、各凹陥部内には少
なくともその内底面全体に渡ってアース電極が形成され
ているものにおいて、上記凹陥部の内壁には、凹陥部端
縁上面に形成された個々のパッド間に相当する位置に、
凹所を形成したことを特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示した実施
の形態により詳細に説明する。図１(a) は本発明の実施
の形態に係るシート基板の構成を示す平面図であり、
(b) は個片の断面図である。なお、図５、図６、図７を
併せて参照し、同一部分には同一符号を付して説明する
（第１の従来例に対応する実施の形態）。このシート基
板３０は、図５等において説明した如く、ＩＣチップ搭
載部２と、圧電振動素子搭載部３とから成る表面実装型
の圧電発振器を構成するＩＣチップ搭載部２を、バッチ
処理により製造する際に使用されるセラミック板の積層
体である。また、シート基板３０の外周部には容器下部
５を構成しない余剰部分（耳部分）３１が設けられてい
る。このシート基板３０は、各凹陥部６内にＩＣチップ
１１をマウントし、ボンディングワイヤ９による接続等
を完了した後で、縦横の切断線３２に沿って切断分離さ
れ、個々の個片となる。また、図７にも示したように、
ＩＣチップ１１をシート基板３０上の個々の凹陥部６内
に搭載する前に、シート基板上に露出したパッド８を金
メッキする工程を実施する為に、シート基板３０の内部
には個々のパッド８からシート基板外周部に引き出され
た個別配線３５と、シート基板３０の余剰部分３１内に
配置され各個別配線３５と接続される共通配線３６と、
が埋設されている。また、共通配線３６はシート基板の
余剰部分３１の適所に露出形成されたメッキ用パッド
（チェック用パッド）３７と導通接続されている。シー
ト基板３０と、メッキ材料としての金を電解液中に浸漬
した状態で、金とメッキ用パッドとの間に直流電界をか
けることにより、全てのパッド８が一括して金メッキさ
れる。

【０００９】上記の如き構成を備えたシート基板におけ
る本発明の特徴的な構成は、シート基板３０の外周に位
置する余剰部分３１の外周縁の所定箇所に切欠き部４０
を少なくとも一か所形成して各凹陥部６の内底面に位置
するアース電極７を延長したアースライン７Ａを切欠き
部４０内に露出させるようにした点にある。即ち、図５
に示した容器下部５を構成するセラミック板のうちの上
側の２枚４ｂ，４ｃを一部切欠いて下側のセラミック板
４ａの上面を一部露出させると共に、切欠き部４０から
アースライン（チェック用パッド）７Ａの端部を露出さ
せている。全ての凹陥部６内に設けたアース電極７同士
は互いにアースライン７Ａによって電気的に接続された
状態にある。凹陥部６内に着座させたＩＣ１１を導電性
接着剤１２によりアース電極７上に固定する際に、導電
性接着剤１２の量が適量である場合には、導電性接着剤
１２を介してアース電極７とパッド８とが短絡すること
はあり得ないが、上記のごとく導電性接着剤の塗布量の
コントロールが難しく、またＩＣ１１が凹陥部６の一方
の内壁に偏位し過ぎる場合には、毛細管現象によりＩＣ
１１の外壁と凹陥部内壁との狭い間隙から接着剤があふ
れ出て図１(b) に示したようにパッド８と導通する事態
も発生する。このようにアース電極７とパッド８とが短
絡を起こしている場合には、メッキ用パッド３７と、い
ずれかの切欠き部４０内に露出したアースライン７Ａと
の間で導通が発生している筈であり、両者間の導通を検
知することによりいずれかの個片に短絡が発生している
ことを検知できる。具体的には、図示しないテスターの
一方の検知端子をメッキ用パッド３７に当接させる一方
で、他方の検知端子をいずれかの切欠き部４０内のアー
スライン７Ａと接続させて検知電流を流したときに、導
通が検知された場合は、いずれかの個片において短絡が
発生していることが明らかとなる。短絡発生が明らかと
なったシート基板３０は、その時点で製造ラインからは
ずして検査ライン（不良対応ライン）に移送することに
より、製造ラインにおける製造歩留が低下することを防
止する。即ち、製造ライン中に、不良シート基板が混入
していると、その後の調整検査ラインの効率が低下する
が、不良シート基板をシート単位で予め排除しておくこ
とにより、調整検査ラインの効率を高めることができ
る。

【００１０】図１(a) に示した実施の形態では、アース
ライン７Ａを露出させた切欠き部４０を例えば横列毎に
一つづつ設ける一方で、各切欠き部４０と反対側の余剰
部分３１の上面には、各切欠き部４０と対応するように
共通配線露出部４５を一つづつ露出形成する。このた
め、シート基板３５（余剰部分３１を含む）を各横列毎
に分断してから、テスターの各検知端子を各横列毎に設
けた共通配線露出部４６と切欠き部４０内のアースライ
ン７Ａに夫々接触させて導通検査を行うことにより、横
一列の個片毎にパッド８とアース電極７との短絡の有無
を検知することができる。一つの横列を構成する個片の
数は限られているので、短絡が検知された横一列を構成
する各個片について、いずれの個片について短絡が発生
しているかを検知することは比較的容易である。共通配
線露出部４６はパッドであり、共通配線３６と電気的に
接続されている。なお、上記例では、横一列毎に切断し
てから短絡の有無について検知する例を示したが、隣接
し合う２列毎に行うようにしてもよいし、縦列毎に検知
を行うようにしてもよい。また、メッキパッド３７が存
在しないシート基板にあっては、共通配線露出部４６の
一つと、シート基板３５外周の余剰部分３１に設けたい
ずれか一つの切欠き４０内に露出したアースライン７Ａ
との間で導通のチェックを行い、短絡が検知された場合
には当該シート基板を不良品として製造ラインから排除
し、その後、余剰部分を含むシート基板を縦列又は横列
に切断分割した上で、列毎に短絡の有無を検知すること
となる。即ち、図２は縦列毎に短絡の有無を検知するた
めの構成を示す図であり、個別配線３５と接続される共
通配線３６の適所に接続した共通配線露出部４６を余剰
部分３１の上面に露出形成し、共通配線露出部４６と反
対側の端縁にはアースライン７Ａを露出させた切欠き部
４０を設けている。

【００１１】次に、図３(a) は本発明の他の実施の形態
に係るシート基板を構成する個片の要部平面図、(b) は
要部拡大図、(c) はＡ−Ａ縦断面図である（第２の従来
例に対応する実施の形態）。この実施の形態は、個片を
縦横に複数個配列一体化したシート基板３５を構成する
各個片に設けた凹陥部６の内壁形状の改良に関するもの
である。ＩＣチップ１１を嵌合支持するための凹陥部６
の２つの対向し合う端縁上面に夫々ＩＣチップ上の電極
１１ａと導通接続されるパッド８が形成され、各凹陥部
６内に少なくともその内底面全体に渡ってアース電極が
形成されている構成は、上記実施の形態と同様である。

【００１２】この実施の形態の特徴的な構成は、上記パ
ッド８を形成した２つの端縁に対応する凹陥部６の内壁
であって、凹陥部端縁上面に形成された個々のパッド間
（非パッド形成部分）に相当する位置に、凹所５０を形
成した点にある。この凹所５０は、各内壁の高さ全長、
即ち下端部から上端部まで延在する円弧状の凹所であ
り、導電性接着剤の逃げ部として機能する。この凹所５
０は、全てのパッド８間に位置する内壁に形成されてい
る。上記のように凹陥部６の内壁が完全な平坦面である
場合には、ＩＣ１１と内壁との間のクリアランスの減少
によって、導電性接着剤１２がクリアランスから溢れ出
してパッド８（或はＩＣ上の電極１１ａ）とアース電極
７とを短絡させる事態が頻発するが、凹陥部内壁に凹所
５０を形成することにより、パッド８上に溢れ出す分量
に相当する導電性接着剤１２が凹所５０内に入り込むこ
とができるため、パッド８と短絡することがなくなる。
また、導電性接着剤１２の塗布量が適量である場合に
は、接着剤パッド８上に溢れることがない一方で、ほぼ
全ての凹所５０内に接着剤が充填された状態が目視によ
り容易に確認できるので、接続が良好である旨を判定で
きる。逆に、大半の凹所５０について、導電性接着剤が
充填されたことを目視確認できない場合、或は僅かの数
の凹所５０内に充填されていることしか確認できない場
合には、接着剤の量が過小であり、接続不良が発生して
いる可能性が高いことを判定することができ、当該シー
ト基板自体を不良品として製造ラインから除外すること
ができる。

【００１３】次に、図４(a) は図３の変形例であり、凹
所５０の平面形状を円弧状にする代わりに、長方形（或
は長円形）とすることにより、凹陥部６の内壁の平面形
状を櫛歯状に構成している。このような形状の凹所５０
を設けた場合も円弧状の凹所とした同様に接着剤の溢れ
防止、接着剤の塗布量の良否の目視判定という点でメリ
ットを提供する。なお、矩形の凹所５０を設けた場合に
は、図４(b) に示すように、パッド８とシート基板上面
との間に間隙５５を設けるようにパッドをメタライズ形
成することにより、万が一、導電性接着剤が溢れ出した
としてもパッド８との接触を回避することができる。

【００１４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、絶縁基板
上に形成した凹陥部内にＩＣチップを導電性接着剤によ
り固定した後で、ＩＣチップ上面の電極と凹陥部端縁上
面に形成したパッドとをワイヤボンディングした構造を
備えた圧電発振器の一部（ＩＣチップ搭載部）を、バッ
チ処理により製造する際の製造歩留りを高めた圧電発振
器用シート基板の構造を提供することができる。即ち、
ＩＣチップ搭載部を構成する容器下部を大面積のシート
基板（絶縁基板）を利用してバッチ処理にて多数同時に
製造する際に、シート基板上の各凹陥部内（内底面にア
ース電極を有する）にＩＣチップを固定するために使用
する導電性接着剤がＩＣチップと凹陥部内壁との間のク
リアランスから溢れ出すことにより、凹陥部端縁上面に
形成したパッド及びＩＣチップ上の電極とアース電極と
の間で短絡を発生させた場合に、正確な短絡検出が困難
な目視による検出方法を用いることなく、確実に短絡発
生の有無、及び発生箇所を検出することを可能とする。

【図面の簡単な説明】

【図１】(a) は本発明の実施の形態に係るシート基板の
構成を示す平面図であり、(b)は個片の断面図。

【図２】縦列毎に短絡の有無を検知するための構成を示
す図。

【図３】(a) は本発明の他の実施の形態に係るシート基
板を構成する個片の要部平面図、(b) は要部拡大図、
(c) はＡ−Ａ縦断面図。

【図４】(a) は図３の変形例の平面図、(b) は(a) の変
形例の要部拡大図。

【図５】表面実装型の圧電発振器の構造を説明する為の
分解断面図。

【図６】(a) はバッチ処理に使用する従来のシート基板
の構成を示す平面図、(b) はその個片の斜視図。

【図７】シート基板におけるメッキのための配線例を示
す図。

【図８】個片の断面図。

【図９】第２の従来例の説明図。

【符号の説明】

１ 圧電発振器、２ ＩＣチップ搭載部、３ 圧電振動
素子搭載部、４ａ，４ｂ，４ｃ セラミック板，５ 容
器下部，６ 凹陥部、７ アース電極、７Ａ アースラ
イン、８ パッド、９ ボンディングワイヤ、１０ 接
続電極、１１ ＩＣチップ、１２ 導電性接着剤、２０
容器上部、２１ 凹所、２２ 電極パッド、２３ 水
晶振動素子、２４ 金属蓋、２５ 接続電極、３０ シ
ート基板、３１ 余剰部分（耳部分）、３５ 個別配
線、３６ 共通配線、３７ メッキ用パッド、４０ 切
欠き部。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＩＣチップを嵌合支持するための凹陥部
   を所定の縦横配列で複数個上面に形成した絶縁シート基
   板であって、各凹陥部の２つの対向し合う端縁上面には
   夫々ＩＣチップ上の電極と導通接続されるパッドが形成
   され、各凹陥部内には少なくともその内底面全体に渡っ
   てアース電極が形成されると共に全てのアース電極間は
   アースラインにより導通接続され、シート基板の肉厚内
   には、凹陥部及びパッドを配列した領域全体を包囲する
   環状の共通配線と、個々のパッドから延びて共通配線と
   導通接続される個別配線とが埋設形成されたものにおい
   て、 シート基板の周縁適所に、共通配線と接続されたチェッ
   ク用パッドと、アース電極と導通接続されたチェック用
   パッドを露出形成したことを特徴とする圧電発振器用シ
   ート基板の構造。
2. 【請求項２】 上記各チェック用パッドは、各パッドと
   各アース電極との間の短絡の有無を凹陥部の列毎に検査
   し得るように配置されていることを特徴とする請求項１
   記載の圧電発振器用シート基板の構造。
3. 【請求項３】 上記共通配線と接続されたチェック用パ
   ッドとして、シート基板上に予め形成されているメッキ
   用のパッドを利用したことを特徴とする請求項１記載の
   圧電発振器用シート基板の構造。
4. 【請求項４】 ＩＣチップを嵌合支持するための凹陥部
   を縦横配列で複数個形成したシート基板であって、各凹
   陥部の２つの対向し合う端縁上面には夫々ＩＣチップ上
   の電極と導通接続されるパッドが形成され、各凹陥部内
   には少なくともその内底面全体に渡ってアース電極が形
   成されているものにおいて、 上記凹陥部の内壁には、凹陥部端縁上面に形成された個
   々のパッド間に相当する位置に、凹所を形成したことを
   特徴とする圧電発振器用シート基板の構造。