JP2002359533A - Method of manufacturing piezoelectric oscillator - Google Patents

Method of manufacturing piezoelectric oscillator

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JP2002359533A
JP2002359533A JP2001165757A JP2001165757A JP2002359533A JP 2002359533 A JP2002359533 A JP 2002359533A JP 2001165757 A JP2001165757 A JP 2001165757A JP 2001165757 A JP2001165757 A JP 2001165757A JP 2002359533 A JP2002359533 A JP 2002359533A
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JP
Japan
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piezoelectric
capacitor
substrate
mother substrate
wax
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Application number
JP2001165757A
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Japanese (ja)
Inventor
Noboru Kamei
登 亀井
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Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Publication date
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  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method for a piezoelectric oscillator, which can prevent peeling or chipping of an electrode, when uniting a piezoelectric mother board 100 and a capacitor mother board 200 by a binder and cutting them separately for each piezoelectric oscillator. SOLUTION: A manufacturing method is provided, which dices a jointed body, formed by uniting the piezoelectric mother board 100 and the capacitor mother board 200 by a binder and filling wax between them and hardening them and removes the wax 8.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、接合部材を介して
圧電体母基板とコンデンサ母基板とが接合されたものを
一度に切断して圧電体基板とコンデンサ基板が一体化し
た圧電振動子を得る圧電振動子の製造方法に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piezoelectric vibrator in which a piezoelectric substrate and a capacitor substrate are integrated with each other by cutting the bonded substrate of the piezoelectric substrate and the capacitor substrate through a joining member at a time. The present invention relates to a method for manufacturing a piezoelectric vibrator to be obtained.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、通信機器、電子機器にはマイ
クロコンピュータが多用されており、これらマイクロコ
ンピュータには、クロック発振回路として図5に示す圧
電振動子を組み込んだ電子部品である容量内蔵型圧電共
振子Zが用いられている。
2. Description of the Related Art Hitherto, microcomputers have been widely used for communication equipment and electronic equipment, and these microcomputers have a built-in capacitance type electronic component incorporating a piezoelectric vibrator shown in FIG. 5 as a clock oscillation circuit. A piezoelectric resonator Z is used.

【0003】この容量内蔵型圧電共振子Zを説明するた
めにクロック発振回路を等価回路図で示す(図6)。こ
のクロック発振回路は、圧電共振子Rの両端と接地Eと
の間に入出力容量成分C1、C2が接続され、さらに、
圧電共振子Rの両端間に帰還抵抗成分r、インバータI
が接続されている。このクロック発振回路をより簡単に
達成できるように、図6の点線で囲んだ部分を一体化
し、上述の2つの容量成分C1,C2を1つのコンデン
サ基板に形成したコンデンサ素子Cと圧電共振子Rを一
体化した圧電振動子を表面実装可能なケースに組み込ん
だ複合電子部品が容量内蔵型圧電共振子である。
[0003] A clock oscillation circuit is shown in an equivalent circuit diagram for explaining the built-in capacity type piezoelectric resonator Z (FIG. 6). In this clock oscillation circuit, input / output capacitance components C1 and C2 are connected between both ends of the piezoelectric resonator R and the ground E.
The feedback resistance component r between both ends of the piezoelectric resonator R, the inverter I
Is connected. In order to achieve this clock oscillation circuit more easily, a portion surrounded by a dotted line in FIG. 6 is integrated, and a capacitor element C and a piezoelectric resonator R in which the above-mentioned two capacitance components C1 and C2 are formed on one capacitor substrate. A composite electronic component in which a piezoelectric vibrator integrated with the above is incorporated in a case that can be surface-mounted is a built-in capacitance type piezoelectric resonator.

【0004】このような容量内蔵型圧電共振子Zの具体
的な構造として図5の断面図に示すものをすでに提案し
ている。なお以下構成部材の名称と記号は従来例と本発
明の間で本質的には変わらないので同じ表記で説明す
る。
As a specific structure of such a built-in capacitance type piezoelectric resonator Z, a structure shown in a sectional view of FIG. 5 has already been proposed. Since the names and symbols of the constituent members do not essentially change between the conventional example and the present invention, they will be described using the same notation.

【0005】ケース4の中には圧電素子1とコンデンサ
素子2とが両端部分で接合されて一体化された圧電振動
子が載置される。コンデンサ素子2の下面電極23〜2
5はケースのリード端子5と導電性接着剤7を介して接
続される。
In the case 4, a piezoelectric vibrator in which the piezoelectric element 1 and the capacitor element 2 are joined at both ends and integrated is placed. Lower electrodes 23-2 of capacitor element 2
Reference numeral 5 is connected to the lead terminal 5 of the case via a conductive adhesive 7.

【0006】ケース4のリード端子5に導電性接着剤7
を塗布することによりコンデンサ素子2の下面電極23
〜25に電気的に接続し、端面導体膜16を経由してコ
ンデンサ素子2の上面電極21,22に接続し、また圧
電素子1の振動電極11,12に接続している。その
後、ケース4の開口部は封止樹脂材3を介して金属蓋6
が取り付けられ、気密封止される。
A conductive adhesive 7 is applied to the lead terminals 5 of the case 4.
Is applied to the lower electrode 23 of the capacitor element 2.
To 25, connected to the upper electrodes 21 and 22 of the capacitor element 2 via the end face conductor film 16, and connected to the vibrating electrodes 11 and 12 of the piezoelectric element 1. After that, the opening of the case 4 is connected to the metal cover 6 via the sealing resin material 3.
Is attached and hermetically sealed.

【0007】圧電素子1は短冊状の圧電基板10の両主
面に振動電極11,12を形成したものである。コンデ
ンサ素子2は短冊状のコンデンサ基板20の下面に3つ
の下面電極23〜25と上面電極21、22を設けて2
つの容量成分を形成したものである。これら基板の両端
を接合部材15で貼り合わせたあと、両端面に導電接着
剤などで端面導体膜16を形成してコンデンサ素子2と
圧電素子1の各電極間の導通を取っている。接合部材1
5,15の間には空隙層が形成されており圧電素子は接
合部材15,15間で所定共振周波数による振動を発生
させて圧電共振子として利用することができる。
The piezoelectric element 1 is formed by forming vibration electrodes 11 and 12 on both main surfaces of a rectangular piezoelectric substrate 10. The capacitor element 2 is formed by providing three lower electrodes 23 to 25 and upper electrodes 21 and 22 on the lower surface of a strip-shaped capacitor substrate 20.
It forms one capacitance component. After bonding both ends of these substrates with a joining member 15, an end face conductor film 16 is formed on both end faces with a conductive adhesive or the like, thereby establishing electrical continuity between the electrodes of the capacitor element 2 and the piezoelectric element 1. Joining member 1
A gap layer is formed between the joining members 15 and 15, and the piezoelectric element generates vibration at a predetermined resonance frequency between the joining members 15 and 15 and can be used as a piezoelectric resonator.

【0008】圧電素子1とコンデンサ素子2の両端を接
合部材で張り合わせた圧電振動子を大量に製造する方法
としては、それぞれの素子を多数個切り出すことができ
る平板状の圧電体母基板とコンデンサ母基板を準備す
る。図2に示すように圧電体母基板100は、各対向す
る振動電極11、12(不図示)が両面に形成された圧
電体素子1の圧電体素子領域10aが縦横の並びに配列
形成されている。また、コンデンサ母基板は、圧電体基
板領域10aと同寸法であって、各対向する容量電極2
1〜25(不図示)が両面に形成されたコンデンサ素子
2のコンデンサ基板領域20bが縦横の並びに配列形成
されてなる。
As a method of mass-producing a piezoelectric vibrator in which both ends of the piezoelectric element 1 and the capacitor element 2 are adhered to each other with a joining member, a flat plate-shaped piezoelectric mother board and a capacitor mother board capable of cutting out a large number of each element are available. Prepare a substrate. As shown in FIG. 2, in the piezoelectric mother substrate 100, the piezoelectric element regions 10a of the piezoelectric element 1 in which the opposing vibration electrodes 11 and 12 (not shown) are formed on both sides are arranged in a row and column. . The capacitor mother substrate has the same dimensions as the piezoelectric substrate region 10a,
1 to 25 (not shown) are formed on both sides, and the capacitor substrate regions 20b of the capacitor element 2 are arranged vertically and horizontally.

【0009】そして、その表面に形成された振動電極の
パターンから接合位置を割り出して、圧電体基板領域1
0aとコンデンサ基板領域20bとを上下に一致させて
位置決めし、導電性接着剤などの接合部材を塗布して各
母基板状態で貼り合わせ、張り合わせた母基板を、平板
状の金属枠であるダイシングリング92に取り付けられ
た粘着材つきのダイシングテープ91に貼り付けて、圧
電体母基板100上に形成した切断溝によりダイシング
カットする。
Then, the joining position is determined from the pattern of the vibrating electrodes formed on the surface of the piezoelectric substrate region 1.
0a and the capacitor substrate region 20b are positioned so as to be vertically aligned, and a bonding member such as a conductive adhesive is applied and bonded in the state of each mother substrate. The dicing tape is attached to a dicing tape 91 with an adhesive attached to the ring 92, and is diced and cut by a cutting groove formed on the piezoelectric mother substrate 100.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ダイシ
ングカット後の圧電振動子を仔細に観察すると、図3に
示すように、その切断稜にはチッピングAと呼ぶ小さな
欠けが入る。ここで切断稜とは圧電素子1の主面と切断
面とが交叉する稜線部分をさす。とくに、ダイシングブ
レードが回転しながら圧電体母基板100やコンデンサ
母基板200に噛みこんだあと、抜けて行く側の切断稜
に多く発生する。たとえば発振周波数が16MHzの圧
電素子1は概略寸法が、長さ2.4mmX幅1.0mm
X厚み0.09mmの短冊状の素子で、その切断稜には
数ミクロンから数10ミクロンのチッピングが入る。
However, when the piezoelectric vibrator after the dicing cut is closely observed, as shown in FIG. 3, a small chip called chipping A is formed at the cut edge. Here, the cut edge refers to a ridge line portion where the main surface of the piezoelectric element 1 and the cut surface intersect. In particular, after the dicing blade is engaged with the piezoelectric mother substrate 100 or the capacitor mother substrate 200 while rotating, the dicing blade is often generated at a cutting edge on the side where the dicing blade goes out. For example, the piezoelectric element 1 having an oscillation frequency of 16 MHz has a general size of 2.4 mm long × 1.0 mm wide.
It is a strip-shaped element having an X thickness of 0.09 mm, and chipping of several microns to several tens of microns enters the cut edge.

【0011】また圧電体母基板100の表面に形成され
ている電極もダイシングブレードが抜ける側の切断稜近
傍で、基板から部分的にめくれ上がる場合Bが発生す
る。
Also, when the electrode formed on the surface of the piezoelectric mother substrate 100 is partially turned up from the substrate near the cutting edge on the side where the dicing blade comes off, B occurs.

【0012】圧電体母基板100の表面の電極めくれB
は圧電体母基板100上に形成される振動体の等価回路
における静電容量値をばらつかせたり、コンデンサ素子
2上に形成される入出力容量値のバラツキを発生させる
ことになり、最終的に圧電振動子の発振周波数を不安定
なものにし、組み立て加工や製品の使用中に特性が変化
するという信頼性上の問題を発生させる。
Turning electrode B on the surface of the piezoelectric mother substrate 100
Causes variations in the capacitance value of the equivalent circuit of the vibrating body formed on the piezoelectric mother substrate 100, and causes variations in the input / output capacitance value formed on the capacitor element 2, which ultimately results in In addition, the oscillation frequency of the piezoelectric vibrator becomes unstable, causing a problem in reliability that characteristics change during assembly processing or use of the product.

【0013】またチッピングAの大きさが大きいと、バ
ルク振動子である圧電振動子は本来の共振周波数以外に
チッピングにより若干ずれた共振周波数の振動を併発す
ることになり、その共振特性は図4の○で囲んだような
波形の乱れであるリップルを持ったものになり、本来の
発振周波数faとリップルの発振周波数f´という2つ
の発振周波数の間で、圧電振動子が使用中に何らかの電
気的な刺激などにより他方の発振周波数に変化して電子
機器の誤動作に繋がる危険がある。このような電極めく
れBやチッピングAを防止する方法としてはダイシング
の送り速度を落とし、低速でカットすることが望まし
い。またダイシングブレードの砥粒の大きさを細かくす
ることが望ましい。ただし、ダイシング速度を落とすと
いうことは生産性を低下させることになり量産上大きな
障害になる。
If the magnitude of chipping A is large, the piezoelectric vibrator, which is a bulk vibrator, will generate vibrations having a resonance frequency slightly shifted due to chipping in addition to the original resonance frequency. The waveform has a ripple which is a disturbance of the waveform as indicated by the circle. The piezoelectric oscillator vibrates during the use between the two oscillation frequencies of the original oscillation frequency fa and the ripple oscillation frequency f ′. There is a danger that the oscillating frequency changes to the other oscillation frequency due to a natural stimulus or the like, leading to malfunction of the electronic device. As a method for preventing such electrode turning B and chipping A, it is desirable to reduce the feed speed of dicing and cut at a low speed. It is also desirable to reduce the size of the abrasive grains of the dicing blade. However, lowering the dicing speed lowers productivity, which is a major obstacle in mass production.

【0014】本発明は、上述の問題点を解決するために
案出されたものであり、その目的は、ダイシングブレー
ドの砥粒粗さを高めてダイシング速度落とさずに量産性
を高またとしても、圧電振動子の切断稜における電極め
くれやチッピングを防止して発振周波数の安定した圧電
振動子を得ることができる圧電振動子の製造方法を提供
するものである。
The present invention has been devised to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to improve the mass productivity without increasing the abrasive grain roughness of a dicing blade to reduce the dicing speed. Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a piezoelectric vibrator capable of obtaining a piezoelectric vibrator having a stable oscillation frequency by preventing electrode turning or chipping at a cutting edge of the piezoelectric vibrator.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに本発明は、各対向する振動電極が両面に形成された
圧電体素子の圧電体素子領域が縦横の並びに配列形成さ
れた圧電体母基板と、前記圧電体基板領域と同寸法であ
って、各対向する容量電極が両面に形成されたコンデン
サ素子のコンデンサ素子領域が縦横の並びに配列形成さ
れたコンデンサ母基板とを有し、前記圧電体母基板又は
コンデンサ母基板の何れかの表面に、配列した圧電体素
子領域又はコンデンサ素子領域の縦方向の境界に平行な
方向と横方向の境界に平行な方向の夫々に切断溝を形成
してなり、圧電体母基板とコンデンサ母基板とを前記各
圧電体基板領域と各コンデンサ基板領域の夫々を上下で
略一致させながら少なくとも各振動電極と対向する各容
量電極の夫々を接続して一体的に接合する工程と、前記
圧電体母基板とコンデンサ母基板間に形成される空隙の
略全域に流体状のワックスを充填する工程と、該ワック
スを固形化させた後、前記圧電体母基板とコンデンサ母
基板を一度に切断し、各圧電素子領域及びコンデンサ素
子領域の個々に分割する工程とから成ることを特徴とす
る圧電振動子の製造方法を提供する。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is directed to a piezoelectric element in which piezoelectric element regions of a piezoelectric element having opposing vibrating electrodes formed on both surfaces are arranged vertically and horizontally. A motherboard, having the same dimensions as the piezoelectric substrate region, having a capacitor motherboard in which capacitor element regions of capacitor elements in which opposing capacitance electrodes are formed on both sides are arranged vertically and horizontally, Cut grooves are formed on either the surface of the piezoelectric mother substrate or the capacitor mother substrate in the direction parallel to the vertical boundary and the direction parallel to the horizontal boundary of the arranged piezoelectric element region or capacitor element region, respectively. The piezoelectric mother substrate and the capacitor mother substrate are brought into contact with each other at least with each of the capacitance electrodes facing each of the vibrating electrodes while making each of the piezoelectric substrate regions and each of the capacitor substrate regions substantially vertically coincide with each other. And a step of filling substantially all of the voids formed between the piezoelectric mother substrate and the capacitor mother substrate with fluid wax, and after solidifying the wax, the piezoelectric Cutting the body mother substrate and the capacitor mother substrate at a time, and dividing each of the piezoelectric element regions and the capacitor element regions individually.

【0016】本発明の構成によれば、圧電体母基板とコ
ンデンサ母基板の間にワックスを充填しているので、ダ
イシングブレードが圧電体母基板とワックス層とコンデ
ンサ母基板が一体化した積層体を上側から切断し、最上
層の基板からワックス層に移る際に発生する力、即ち、
ダイシングブレード面から加わる摩擦抵抗と衝撃力によ
り基板をワックス層側に押し付けようとする力が発生す
るが、この力をワックス層が受け止めて衝撃的な圧力を
分散させることができ、高速カットの可能な目の粗いダ
イシングブレードを使用しても基板のチッピングと、電
極膜のめくれ上がりを抑えることができ、発振周波数の
変化を抑制できると考えられる。
According to the structure of the present invention, since wax is filled between the piezoelectric mother substrate and the capacitor mother substrate, the dicing blade is a laminated body in which the piezoelectric mother substrate, the wax layer and the capacitor mother substrate are integrated. Is cut from the upper side, the force generated when moving from the uppermost substrate to the wax layer, that is,
The frictional resistance and the impact force applied from the dicing blade surface generate a force that pushes the substrate against the wax layer, but this force is received by the wax layer and the impact pressure can be dispersed, enabling high-speed cutting. It is considered that even if a coarse dicing blade is used, chipping of the substrate and turning up of the electrode film can be suppressed, and a change in oscillation frequency can be suppressed.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明の圧電振動子の製造
方法を図面に基づいて詳説する。図1に本発明の製造方
法で得られる圧電振動子の外観斜視図を示す。図におい
て、圧電振動子は矩形板状の圧電素子1とコンデンサ素
子2の両端部分で、接合部材15により一体化されてい
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a method for manufacturing a piezoelectric vibrator according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows an external perspective view of a piezoelectric vibrator obtained by the manufacturing method of the present invention. In the figure, the piezoelectric vibrator is integrated by joining members 15 at both ends of a rectangular plate-shaped piezoelectric element 1 and a capacitor element 2.

【0018】圧電素子1は短冊状の圧電体基板10と振
動電極11、12から構成されている。振動電極11、
12は圧電体基板10の両主面の中央部付近で互いに対
向するように形成されている。振動電極11は圧電体基
板10の上面に形成され、他方端部にまで延出されてい
る。また、振動電極12は圧電体基板10の下面に形成
され一方端部にまで延出されている。
The piezoelectric element 1 comprises a strip-shaped piezoelectric substrate 10 and vibrating electrodes 11 and 12. Vibrating electrode 11,
Reference numerals 12 are formed so as to face each other near the center of both main surfaces of the piezoelectric substrate 10. The vibration electrode 11 is formed on the upper surface of the piezoelectric substrate 10 and extends to the other end. The vibration electrode 12 is formed on the lower surface of the piezoelectric substrate 10 and extends to one end.

【0019】コンデンサ素子2は、短冊状のコンデンサ
基板20と、該コンデンサ基板20の上下両主面に2つ
の容量成分を形成するための複数の容量電極から構成さ
れている。コンデンサ基板20の上面に2つの上面電極
21,22が形成されており、コンデンサ基板20の下
面に容量成分を形成すると同時に、外部(3つのリード
端子5)との接続を達成するための下面電極23,2
4、25が形成されている。
The capacitor element 2 includes a strip-shaped capacitor substrate 20 and a plurality of capacitance electrodes for forming two capacitance components on both upper and lower main surfaces of the capacitor substrate 20. Two upper surface electrodes 21 and 22 are formed on the upper surface of the capacitor substrate 20, and a lower surface electrode for forming a capacitance component on the lower surface of the capacitor substrate 20 and at the same time achieving connection with the outside (three lead terminals 5). 23, 2
4 and 25 are formed.

【0020】さらに、コンデンサ基板20の上面電極2
1、22は、その一部がコンデンサ基板20の下面電極
25と対向している。即ち、コンデンサ基板20の下面
電極25を中心にみた場合、コンデンサ基板20の厚み
を介して上面電極21との間で所定容量成分C1が形成
され、上面電極22との間で所定容量成分C2が形成さ
れている。
Further, the upper electrode 2 of the capacitor substrate 20
A part of the first and second electrodes 22 faces the lower electrode 25 of the capacitor substrate 20. That is, when the lower electrode 25 of the capacitor substrate 20 is viewed as a center, a predetermined capacitance component C1 is formed between the capacitor substrate 20 and the upper electrode 21 via the thickness of the capacitor substrate 20, and a predetermined capacitance component C2 is formed between the lower electrode 25 and the upper electrode 22. Is formed.

【0021】尚、コンデンサ基板20の下面に形成され
た23、24、25は、各々図5にしめすケース内面に
設けられたリード端子5と接続するための接続電極であ
る。
Incidentally, reference numerals 23, 24 and 25 formed on the lower surface of the capacitor substrate 20 are connection electrodes for connecting to the lead terminals 5 provided on the inner surface of the case shown in FIG.

【0022】このような圧電振動子を製造する方法を説
明する。
A method for manufacturing such a piezoelectric vibrator will be described.

【0023】図2において、圧電体母基板100は、P
T、PZTなどの圧電セラミック材料、タンタル酸リチ
ウム、ニオブ酸リチウムなどの単結晶材料からなる大型
の基板で、所望の共振周波数に対応する厚みに研磨し、
その両面に振動電極11,12を形成するための電極膜
をスパッタ法などで形成し、エッチング法などで多数個
の圧電振動子が切り出せる振動電極11,12の電極パ
ターンを形成する。電極膜材料は、たとえば銅やAg系
材料を主成分とするものである。そして、各対向する振
動電極11、12が両面に形成された圧電体素子1の圧
電体素子領域10aが縦横の並びに配列形成されてい
る。
In FIG. 2, a piezoelectric mother substrate 100 is
A large-sized substrate made of a piezoelectric ceramic material such as T or PZT, or a single crystal material such as lithium tantalate or lithium niobate, polished to a thickness corresponding to a desired resonance frequency,
Electrode films for forming the vibrating electrodes 11 and 12 are formed on both surfaces thereof by a sputtering method or the like, and an electrode pattern of the vibrating electrodes 11 and 12 from which a large number of piezoelectric vibrators can be cut out is formed by an etching method or the like. The electrode film material is mainly composed of, for example, copper or an Ag-based material. Then, the piezoelectric element regions 10a of the piezoelectric element 1 in which the opposing vibration electrodes 11 and 12 are formed on both surfaces are arranged vertically and horizontally.

【0024】同様にコンデンサ母基板200は、PT、
BTなどの誘電体セラミック材料からなる大型の基板
で、電極21〜25を形成するために、コンデンサ母基
板200の上下主面にAgなどを主成分とする導電性ペ
ーストで所定電極パターンをスクリーン印刷法などによ
り印刷、焼きつけして形成される。即ち、圧電体基板領
域10aと同寸法であって、容量電極21〜25が両面
に形成されたコンデンサ素子2のコンデンサ基板領域2
0bが縦横の並びに配列形成されてなる。
Similarly, the capacitor motherboard 200 includes PT,
A large-sized substrate made of a dielectric ceramic material such as BT. In order to form the electrodes 21 to 25, a predetermined electrode pattern is screen-printed on the upper and lower main surfaces of the capacitor mother substrate 200 with a conductive paste mainly containing Ag or the like. It is formed by printing and printing by a method or the like. That is, the capacitor substrate region 2 of the capacitor element 2 having the same dimensions as the piezoelectric substrate region 10a and having the capacitance electrodes 21 to 25 formed on both surfaces.
0b are arranged vertically and horizontally.

【0025】圧電体母基板100とコンデンサ母基板2
00は、接合部材15によって一体化される。各圧電振
動子の両端部分で圧電体基板10とコンデンサ基板20
が接合されるように、接合部材15は圧電体母基板10
0とコンデンサ母基板200の上で、圧電振動子の電極
位置に対応させて形成して接合される。具体的には、所
定厚みの導電性接着シートや導電性接着剤を圧電体母基
板に位置合わせして載せ、コンデンサ基板を重ね合わせ
て加圧しながら接着硬化させる。
The piezoelectric motherboard 100 and the capacitor motherboard 2
00 are integrated by the joining member 15. A piezoelectric substrate 10 and a capacitor substrate 20 are provided at both ends of each piezoelectric vibrator.
The joining member 15 is connected to the piezoelectric mother substrate 10 so that
0 and the capacitor mother board 200 are formed and joined to correspond to the electrode positions of the piezoelectric vibrator. Specifically, a conductive adhesive sheet or a conductive adhesive having a predetermined thickness is placed on the piezoelectric mother substrate in a position-aligned manner, and the capacitor substrates are overlapped with each other and are cured while being pressed.

【0026】接合部材15の厚みを選択することによっ
て、積層体全体の厚みを所定の厚みに制御することがで
きる。すなわち圧電振動子の共振周波数に応じて圧電素
子の厚みが変わるが、接合部材の厚みを調整して積層体
の全体の厚みを所定厚みにすることができる。これによ
り同じ条件で取り扱うことができ、自動組み立てを容易
にすることができる。
By selecting the thickness of the joining member 15, the thickness of the entire laminate can be controlled to a predetermined thickness. That is, although the thickness of the piezoelectric element changes according to the resonance frequency of the piezoelectric vibrator, the thickness of the bonding member can be adjusted to make the overall thickness of the multilayer body a predetermined thickness. Thereby, it can be handled under the same conditions, and automatic assembly can be facilitated.

【0027】このとき接合部材15は必ずしも導電性接
着剤である必要はないが、圧電素子1とコンデンサ素子
2の当接面の電極を端面に引き出すための、端面導体膜
16との接続を容易にとることができることから導電性
であることが望ましい。
At this time, the joining member 15 does not necessarily need to be a conductive adhesive. However, it is easy to connect the end surface conductor film 16 for drawing out the electrode on the contact surface of the piezoelectric element 1 and the capacitor element 2 to the end surface. It is preferable that the conductive material is electrically conductive because it can be used.

【0028】圧電体母基板100とコンデンサ母基板2
00の接合体をワックスが溶融する80℃程度に加熱し
た後、基板接合体の側面を下にして溶融ワックス槽に端
面をディップする。しばらく保持することにより表面張
力で基板接合体の間全面にワックスが広がり充填され
る。ディップした端面に付着した余分のワックス8を除
去したあと冷却することでワックスが固形化して一体化
が達成される。
The piezoelectric mother board 100 and the capacitor mother board 2
After the bonded body of No. 00 is heated to about 80 ° C. at which the wax melts, the end surface is dipped in a molten wax bath with the side surface of the bonded body of the substrate facing down. By holding for a while, wax spreads and fills the entire surface between the bonded substrates by surface tension. By cooling after removing the excess wax 8 attached to the dipped end surface, the wax is solidified and integration is achieved.

【0029】次に上面に粘着材を塗布したダイシングテ
ープ91の上に金属製のダイシングリング92に貼り付
け、その中央付近に圧電体母基板100とコンデンサ母
基板200の接合体を貼り付ける。このとき、圧電体母
基板100が上面に、コンデンサ母基板200が下面に
なるようにする。この基板接合体をダイシング装置によ
りカットする。カット速度は20mm/sec、ダイシ
ングブレードの厚みは0.1mm、ダイヤモンド砥粒の
粗さは#800とする。
Next, a metal dicing ring 92 is attached on a dicing tape 91 having an adhesive applied to the upper surface, and a bonded body of the piezoelectric mother substrate 100 and the capacitor mother substrate 200 is attached near the center thereof. At this time, the piezoelectric mother substrate 100 is on the upper surface, and the capacitor mother substrate 200 is on the lower surface. This bonded substrate is cut by a dicing device. The cutting speed is 20 mm / sec, the thickness of the dicing blade is 0.1 mm, and the roughness of the diamond abrasive grains is # 800.

【0030】ダイシングの様子は、図2の2点鎖線で示
すカットラインに沿って切断される。縦横に切断して、
図では模式的に2x3=6個の圧電振動子を得ることを
示しているが、実際の母基板からの切断では数10〜数
100個を切り出す。
The state of dicing is cut along a cut line indicated by a two-dot chain line in FIG. Cut vertically and horizontally,
Although FIG. 2 schematically shows that 2 × 3 = 6 piezoelectric vibrators are obtained, several tens to several hundreds are cut out in actual cutting from a mother substrate.

【0031】ここで、コンデンサ基板側をダイシングテ
ープ91に貼り付けるとしたが、これはダイシングテー
プ91による電極膜のめくれとチッピングの抑制効果が
本発明のワックスによる効果に比べて不十分なことか
ら、チッピングの影響を大きく受ける圧電体基板が上面
になるようにしている。
Here, the capacitor substrate was attached to the dicing tape 91. This is because the effect of the dicing tape 91 on suppressing the turn-up and chipping of the electrode film is insufficient compared with the effect of the wax of the present invention. The piezoelectric substrate, which is greatly affected by chipping, is located on the upper surface.

【0032】切断を終わったあとの圧電振動子をダイシ
ングテープ91から剥離後、加熱されたの有機溶剤中で
洗浄し、圧電体基板とコンデンサ基板の間のワックス8
を完全に溶出する。
After the cutting, the piezoelectric vibrator is separated from the dicing tape 91, washed in a heated organic solvent, and the wax 8 between the piezoelectric substrate and the capacitor substrate is removed.
Is completely eluted.

【0033】圧電振動子の端面に導電性接着剤を塗布し
て乾燥させ、圧電体基板の両主面に設けられた振動電極
とコンデンサ基板上面の容量形成電極と下面の接続電極
などを電気的につなぐ端面接続電極を形成する。導電性
接着剤の代わりにスパッタリングで端面接続電極を形成
しても良い。
A conductive adhesive is applied to the end surface of the piezoelectric vibrator and dried, and the vibrating electrodes provided on both main surfaces of the piezoelectric substrate, the capacitance forming electrodes on the upper surface of the capacitor substrate, and the connection electrodes on the lower surface are electrically connected. To form an end face connection electrode. The end face connection electrode may be formed by sputtering instead of the conductive adhesive.

【0034】このようにして得られた圧電振動子は、特
性検査を行ったあと、コンデンサ基板下面の接続電極2
3〜25が樹脂ケース4の内面のリード端子5に導電性
接着剤で電気的かつ機械的に接続固定されるようにし、
金属蓋6を接着剤で封止される。
The piezoelectric vibrator thus obtained is subjected to a characteristic test, and then the connection electrode 2 on the lower surface of the capacitor substrate is tested.
3 to 25 are electrically and mechanically connected and fixed to the lead terminals 5 on the inner surface of the resin case 4 with a conductive adhesive,
The metal lid 6 is sealed with an adhesive.

【0035】表1にダイシング条件を変えたときの、切
断稜に発生するチッピング不良の発生頻度を調べた結果
を示す。テストは同一条件で作られた圧電体母基板とコ
ンデンサ母基板の空隙にワックスを充填の有無を変化さ
せた場合、ワックスを充填させてブレードの砥粒粗さと
ブレードの送り速度を変化させた場合について行った。
表中の数字は一枚の接合体から得られた圧電振動子の切
断稜に大きさが5ミクロン以上のチッピングの入ってい
るものの割合を%で示したものである。
Table 1 shows the result of examining the frequency of occurrence of chipping defects at the cut edges when the dicing conditions were changed. The test was conducted under the same conditions, with or without wax filling the gap between the piezoelectric mother board and capacitor mother board, and with wax filling, changing the abrasive grain roughness of the blade and the blade feed speed. I went about.
The numbers in the table indicate the percentage of the piezoelectric vibrator obtained from one bonded body having chippings of 5 μm or more in the cut ridges in%.

【0036】[0036]

【表1】 [Table 1]

【0037】実験の結果、実験2のようにワックスを充
填したものは34〜62%のチッピング発生が見られ、
実験1でワックスを充填していない2.3〜4.2%の
ものと比較して格段に5ミクロン以上のチッピングを防
止できることが理解される。
As a result of the experiment, 34-62% chipping was observed in the wax-filled one as in Experiment 2.
It is understood from Experiment 1 that chipping of 5 μm or more can be significantly prevented as compared with 2.3 to 4.2% without wax filling.

【0038】なお、実験例2〜5でダイヤモンドブレー
ドの送り速度を上げると5ミクロン以上のチッピングの
割合が高くなり、ダイアモンドブレードの砥流粗さを粗
くするほどチッピングの割合が高く成ることが理解され
るが、速度を高めたとしても、また、砥粒粗さを粗くし
たとしても、本発明のワックスを充填することで約10
%以下のチッピングに抑えられることが理解される。
In Experimental Examples 2 to 5, it is understood that when the feed rate of the diamond blade is increased, the ratio of chipping of 5 μm or more increases, and as the abrasive flow roughness of the diamond blade increases, the ratio of chipping increases. However, even if the speed is increased and the abrasive grain roughness is increased, the filling of the wax of the present invention can reduce the
It is understood that the chipping can be suppressed to not more than%.

【0039】従って、例えば、量産上の要求から送り速
度は20mm/sec以上に取り、切断稜に5ミクロン
以上の大きなチッピングの入った圧電振動子の割合は3
%以下にしたい場合には、送り速度、砥粒の粗さの選択
の幅が多く成っていることがわかる。
Therefore, for example, the feed rate is set to 20 mm / sec or more due to mass production requirements, and the ratio of the piezoelectric vibrator having a large chipping of 5 μm or more at the cutting edge is 3%.
%, It can be seen that there are many choices for the feed rate and the roughness of the abrasive grains.

【0040】ただし、送り速度20mm/sec以上で
はセラミックを切断する速度が追いつかなくなると見ら
れ、チッピングの発生頻度が若干高くなる傾向にある。
このときブレードに無理な力が加わっていると見られ、
ブレードを破損する恐れがあるので送り速度を上げるこ
とができず、実験5ではブレードが破損して実験ができ
なくなった。
However, at a feed rate of 20 mm / sec or more, the speed of cutting the ceramic is considered to be unable to catch up, and the frequency of occurrence of chipping tends to be slightly higher.
At this time, it seems that excessive force is being applied to the blade,
Since the blade could be damaged, the feed rate could not be increased, and in Experiment 5, the blade was damaged and the experiment could not be performed.

【0041】[0041]

【発明の効果】本発明の圧電振動子の製造方法によれ
ば、ワックスを一体接合する圧電体母基板とコンデンサ
母基板間に充填して形成することによりダイヤモンド砥
粒の粗いブレードを用いてもチッピングや電極膜のめく
れを抑えることができるので、ダイシング加工速度を高
めながら、チッピングによる特性のバラツキを抑えた信
頼性の高い圧電振動子を提供することができる。
According to the method of manufacturing a piezoelectric vibrator of the present invention, wax is filled between a piezoelectric mother substrate and a capacitor mother substrate which are integrally joined to each other, so that a blade having a coarse diamond abrasive can be used. Since chipping and turning of the electrode film can be suppressed, a highly reliable piezoelectric vibrator can be provided in which the variation in characteristics due to chipping is suppressed while the dicing speed is increased.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の圧電振動子の外観斜視図である。FIG. 1 is an external perspective view of a piezoelectric vibrator of the present invention.

【図2】本発明の圧電振動子をダイシングにより切断す
る前の説明図である。
FIG. 2 is an explanatory view before cutting a piezoelectric vibrator of the present invention by dicing.

【図3】従来技術による圧電振動子の一部断面図であ
る。
FIG. 3 is a partial sectional view of a conventional piezoelectric vibrator.

【図4】チッピングの入った圧電振動子のインピーダン
ス特性図である。
FIG. 4 is an impedance characteristic diagram of a piezoelectric vibrator having chipping.

【図5】圧電振動子がケースに実装された表面実装部品
として用いられる際の断面構造図である。
FIG. 5 is a sectional structural view when the piezoelectric vibrator is used as a surface mount component mounted on a case.

【図6】電子部品の一例である容量内蔵型圧電共振子の
等価回路図である。
FIG. 6 is an equivalent circuit diagram of a built-in capacitance type piezoelectric resonator which is an example of an electronic component.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…圧電素子 10…圧電体基板 100圧電体母基板 11,12…振動電極 15…接合部材 16…端面導体膜 2…コンデンサ素子 20…コンデンサ基板 200…コンデンサ母基板 21、22…上面電極 23、24、25…下面接続電
極 3…封止部材 4…ケース 5…リード端子 6…金属蓋 7…導電性接着剤 8…ワックス 91…ダイシングテープ 92…ダイシングリング
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Piezoelectric element 10 ... Piezoelectric substrate 100 Piezoelectric mother substrate 11, 12 ... Vibration electrode 15 ... Bonding member 16 ... End surface conductor film 2 ... Capacitor element 20 ... Capacitor substrate 200 ... Capacitor mother substrate 21, 22 ... Top surface electrode 23 24, 25 ... lower surface connection electrode 3 ... sealing member 4 ... case 5 ... lead terminal 6 ... metal lid 7 ... conductive adhesive 8 ... wax 91 ... dicing tape 92 ... dicing ring

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 各対向する振動電極が両面に形成された
圧電体素子の圧電体素子領域が縦横の並びに配列形成さ
れた圧電体母基板と、 前記圧電体基板領域と同寸法であって、各対向する容量
電極が両面に形成されたコンデンサ素子のコンデンサ素
子領域が縦横の並びに配列形成されたコンデンサ母基板
とを有し、 前記圧電体母基板とコンデンサ母基板とを前記各圧電体
基板領域と各コンデンサ基板領域の夫々を上下で略一致
させながら一体的に接合する工程と、 前記圧電体母基板とコンデンサ母基板間に形成される空
隙の略全域に流体状のワックスを充填する工程と、 該ワックスを固形化させた後、前記圧電体母基板とコン
デンサ母基板を一度に切断し、各圧電素子領域及びコン
デンサ素子領域の個々に分割する工程とから成ることを
特徴とする圧電振動子の製造方法。
1. A piezoelectric mother substrate in which piezoelectric element regions of a piezoelectric element in which respective opposed vibration electrodes are formed on both sides are arranged vertically and horizontally, and have the same dimensions as the piezoelectric substrate region, A capacitor element region of a capacitor element in which each opposing capacitance electrode is formed on both surfaces has a capacitor mother substrate arranged vertically and horizontally, and the piezoelectric mother substrate and the capacitor mother substrate are each of the piezoelectric substrate regions. And a step of integrally joining each of the capacitor substrate regions while making them substantially coincide with each other in the upper and lower directions, and a step of filling substantially all of the voids formed between the piezoelectric mother substrate and the capacitor mother substrate with fluid wax. After solidifying the wax, cutting the piezoelectric mother substrate and the capacitor mother substrate at a time, and dividing each of the piezoelectric element regions and the capacitor element regions individually. Manufacturing method of the piezoelectric vibrator to.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2008152837A1 (en) * 2007-06-12 2010-08-26 株式会社村田製作所 Piezoelectric vibration parts

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