【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子デバイス基板、電子デバイス及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、水晶振動体などの圧電振動体を含む圧電デバイスや各種センサー素子を含むセンサーである電子デバイスは、各種産業用あるいは民生用電子機器などに広く適用されている。このような電子デバイスは、回路基板への高密度実装に適するように、他の電子部品と同様に小型チップ化されて、電子機器の回路基板の片面だけで半田付けできる表面実装型のものが出現している。そして、携帯電話に代表される携帯用通信機器等の普及に伴い、電子機器の小型化・軽量化が求められ、電子デバイスの小型化、軽量化、そしてコストダウンの要求がますます強くなっている。
【０００３】
一方、こうした電子機器、電子装置の小型化の進行に伴い、その製造或は取り扱いを容易にするために、他の一般の電子部品と同様に、複数の電子装置を多数個取りできる集合基板を用いて各工程を処理する方法が、電子装置の望ましい製造方法と考えられ、さまざまな集合基板による製造方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
このような従来の電子デバイスの一例として、圧電デバイスの内水晶振動子を取り上げて説明する。まず、この水晶振動子の構成について説明する。図１０は従来の水晶振動子で（ａ）は平面図、（ｂ）は底面図であり、図１１は同じ水晶振動子の（ｃ）は側面図、（ｄ）は断面図である。図１０、図１１において、７０は表面実装型の水晶振動子であり、６２は水晶振動子７０の筐体を構成する平板状のセラミック基板、３はその上を覆ったコバール（Ｆｅ／Ｎｉ／Ｃｏ合金）製の箱形の蓋部材である。１２はセラミック基板６２の表面に形成された電子要素を収納する方形のキャビティである。１は前述の電子要素としての水晶振動体であり、キャビティ１２と蓋部材３とで規定される内部空間に実装されている。
【０００５】
２１は、セラミック基板６２の上面に、蓋部材３と導通しないように形成された配線層である一対の接続電極であり、２２は同じく下面に形成された配線層である一対の端子電極である。２３はホール部であるスルーホール２３ａに形成された内部配線であり、一方の接続電極２１と一方の端子電極２２とを導通させている。他方の接続電極２１と他方の端子電極２２とを導通させる内部配線は省略してある。２４は導電ペーストであり、水晶振動体１の一端の電極部は導電ペースト２４を介して接続電極２１の上に接合されている。２６は、蓋部材３の接合位置として、セラミック基板６２の表面に形成された配線層であるメタライズ層であり、２５は、メタライズ層２６上に形成された低温金属ロウ材から成る接合層である。蓋部材３は接合層２５を介してセラミック基板６２のメタライズ層２６に溶着されている。
【０００６】
２８は、セラミック基板６２の各コーナーに形成されたスルーホール６２ｃに形成された側面配線層であり、側面配線層２８は、端子電極２２から各２カ所のコーナー電極２２ｃを経て延在して形成されている。この側面配線層２８の役割は、水晶振動子７０を電子機器の回路基板に半田付けした場合に、端子電極２２が回路基板の配線パターンへ良好に半田接合されたか否かを、側面配線層２８に濡れ上がった半田を上から視認することによって確認することができる。
【０００７】
次に、水晶振動子７０の製造方法について、図面を参照して工程順に説明する。図１２は水晶振動子７０の製造工程を示すフローチャートである。図１３は集合基板の製造工程を説明するためのグリーンシート状の定尺シートで、（ａ）は上面側の平面図、（ｂ）は下面側の平面図である。図１４は積層グリーンシート状の集合基板の（ａ）は平面図、（ｂ）は図１４（ａ）のＣ−Ｃ矢視断面の要部を示す部分断面図である。図１５は集合基板を示す（ａ）は上面図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は下面図である。図１６は水晶振動子の組立工程を工程順に説明するための断面図である。
【０００８】
まず、集合状態のセラミック基板１６２を製造する集合基板形成工程Ｓ１について説明する。初めに、グリーンシート形成工程Ｓ１１において、アルミナを主原料とするセラミック粉末、バインダ等を含むスラリーから、長尺で定尺幅のグリーンシートを成形する。その後、この長尺シートから予め設定された収縮率に基づいた寸法になるように、個別セラミック基板６２を多数個取りする大きさの定尺シートの外形をプレス抜きする。セラミック基板１６２は本実施の形態では２層構造とし、図１３（ａ）の上面側定尺シート１６２ａと（ｂ）の下面側定尺シート１６２ｂを積層した構造を有する。
【０００９】
図１３（ｂ）に下面側定尺シート１６２ｂとして示すように、後の積層処理のための基準となる作業穴２７、個別セラミック基板６２のコーナーに対応するホール部であるスルーホール６２ｃ、更に上下電極を接続するためのスルーホール２３ａ（ここでは図示していない）も開孔して、定尺シート１６２ｂを形成する。図には、後の工程で加工されるのだが、集合基板を個別基板に分割するための分割溝２９も、理解の補助のため点線で便宜的に示されている。図１３（ａ）は上面側定尺シート１６２ａで、（ｂ）の構成の他、キャビティ１２が形成される。上面側定尺シート１６２ａは、下面側定尺シート１６２ｂから作業穴２７を基準にして、キャビティ１２をプレス成形して形成する。
【００１０】
次いで、配線層形成工程Ｓ１２において、定尺シート１６２ａと１６２ｂの各々のスルーホール６２ｃ及びスルーホール２３ａには、Ｗ、Ｍｏ等の高融点金属から成る厚膜導体ペーストを充填する。また、定尺シート１６２ａの表面側には接続電極２１及びメタライズ層２６を形成する。定尺シート１６２ｂの表面側には図示しない内部配線層、裏面側には端子電極２２を形成する。これら電極やメタライズ層、配線層には、それぞれＷ、Ｍｏ等の高融点金属から成る厚膜導体ペーストを塗布する。
【００１１】
次に、シート積層工程Ｓ１３に移行して、定尺シート１６２ａ及び１６２ｂを、予め定められた組み合わせで積層圧着させる。シート積層工程は、例えば、２００〜２５０℃で一定時間にわたってプレス圧着することによって行うことができる。図１４はこのようにして得られた積層グリーンシート状の集合基板を示している。
【００１２】
次いで、分割溝形成工程Ｓ１４に移行して、得られた積層グリーンシート状の集合基板１６２に対して、図１５（ｂ）に示すように、厚みの約５０％のところまで金型にて切り込むことによって分割溝２９を形成する。ここで、集合基板１６２上の全てのセラミック基板６２の配線間は後の工程で各配線層に電解メッキを施すために、相互に接続されている。
【００１３】
その後、焼成工程Ｓ１５に移行して、積層グリーンシートを水素雰囲気中にて１５５０〜１６５０℃で焼成する。この焼成で寸法が約２０％収縮する。その後メッキ工程Ｓ１６に移行して、各配線面にＡｕの電解メッキが施される。こうして、図１５に示すように、キャビティ１２、接続電極２１、端子電極２２、メタライズ層２６、内部配線２３、分割溝２９及び側面配線層２８が形成された単個のセラミック基板６２を多数個取りできる集合基板１６２が完成する。
【００１４】
図１５（ｃ）に示すように、各スルーホール６２ｃにおいて互いに隣接する四つの個別セラミック基板６２の端子電極２２は、コーナー電極２２ｃ及び側面配線層２８を介して互いに導通している。
【００１５】
次に、集合基板の分割工程Ｓ２に移行して、集合基板１６２をその分割溝２９のところでダイシングにより切り分けると、それぞれが水晶振動子の単位に相当する個別セラミック基板６２が得られる。
【００１６】
次に、図１６により水晶振動子の組立工程Ｓ３について説明する。まず、振動体実装工程Ｓ３１において、セラミック基板６２を図１６（ａ）に示すように、キャリア（搬送治具）１００に装填し、次に、図１６（ｂ）に示すように、セラミック基板６２の上の接続電極２１に導電ペースト２４を塗布し、水晶振動体１を搭載し、その後に加熱する。例えば、導電ペースト２４がＡｇ含有の熱硬化性樹脂であるとき、その加熱温度は約１８０℃である。
【００１７】
水晶振動体１の実装が完了した後、セラミック基板６２は図１６（ｃ）に示す周波数の調整工程Ｓ３２に移行する。ここで、セラミック基板６２を、マスク１０１ａを備えた専用のキャリア１０１に装填し直してから周波数調整機に投入し、真空雰囲気内で水晶振動体１を駆動発振させ、測定した周波数に応じて水晶振動体１の一部にＡｕを蒸着する等によって行う。勿論、レーザーによる錘取り等の方法でも良い。
【００１８】
周波数調整後のセラミック基板６２は、カーボン治具１０２に移し替えて、図１６（ｄ）に示す封止工程Ｓ３３に移行する。ここでは、予めセラミック基板６２のメタライズ層２６上の接合位置に枠状に形成された箔状の低温金属ロウ材（ここでは、Ａｕ−Ｓｎ合金のロウ材を使用）を配設して接合層２５を形成した後、セラミック基板６２と蓋部材３（ここではコバールを使用）とを重ね合わせて、専用のカーボン治具１０２に収納した状態で、真空又は窒素雰囲気の封止炉内で接合層２５を介してロウ付けし気密封止する。このようにして作製した水晶振動子７０は、完成検査の後に市場に出荷される。
【００１９】
【特許文献１】
特開平１１−３４０３５０号公報（第３−４頁、第１図）
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の電子デバイスの製造方法には、多くの問題点が存在していた。即ち、電子デバイスの実装工程以降において、前もってセラミック基板を集合基板状態から単個に切り出して、キャリアに詰める作業が必要であった。従って、その後の電気特性の測定及び調整工程、封止工程においても、単個のセラミック基板に対して作業が行われていて、キャリアの詰め替えなど余分の工数を必要としていた。また、従来の集合基板では、各個別基板の端子電極同士をすべて導通させて電解メッキしていたので、集合基板に電子デバイスを搭載した状態では、個々の電子デバイスを独立して駆動し調整することはできなかった。
【００２１】
また、セラミック基板を単個に切り離す際に、切り粉がキャビティの内部に入り込んだり、セラミック基板をキャリアに装填する際には、セラミック基板の堅いエッジが切れ刃となってキャリアを削り切り粉を発生させるという問題があった。更に、封止工程ではカーボン治具を用いているために、カーボン治具から塵埃が剥離してキャビティへ進入することが避けられなかった。そして、一旦キャビティに入り込んだ切り粉などのゴミは容易に取りきれないという問題があった。ゴミが性能に及ぼす影響は、電子デバイスが小型になるほど増大するので、小型電子デバイスを製造する企業にとっては、塵埃の排除のために膨大な資本投入が必要になっている。
【００２２】
以上のように、集合基板を十分に活用できず、電子デバイスのコストダウンが今ひとつ進まないという問題があった。また、キャリア詰めや、専用キャリアへの移し替え作業がついて回り、製造工程が煩雑であった。
【００２３】
本発明は、以上のような従来の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、圧電デバイスを初めとする各種電子デバイスの集合基板を、全工程にわたって十分に活用して製造し、電子デバイスのコストダウンを達成できるようにする電子デバイス基板、電子デバイス及びその製造方法を提供することである。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するための本発明の手段は、複数の個別基板を配列した集合基板に形成される電子デバイス基板において、電子デバイスと導通する端子電極と、該端子電極と導通し且つ前記個別基板の側面に形成される側面配線層とを有するとともに、前記集合基板に形成されている隣り合う個別基板の各電極が個別基板毎に互いに電気的に絶縁されるような切断部を有することを特徴とする。
【００２５】
また、前記電子デバイス基板には、前記電子デバイスと導通する接続電極を有し、該接続電極は前記端子電極と導通すると共に、該端子電極はコーナー電極を介して前記側面配線層と導通しており、前記コーナー電極も前記切断部により個別基板毎に互いに電気的に絶縁されていることを特徴とする。
【００２６】
また、前記集合基板は複数のグリーンシートを積層して成るセラミック基板であり、前記側面配線層は少なくとも最下層のグリーンシートに設けられたホール部に形成されていることを特徴とする。
【００２７】
また、前記切断部は十字状に形成されていることを特徴とする。
【００２８】
また、前記電子デバイスが圧電デバイスであることを特徴とする。
【００２９】
前述した目的を達成するための本発明の他の手段は、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の電子デバイス基板に前記電子デバイスを搭載し、該電子デバイスを蓋部材で封止した後に前記集合基板を前記切断部に沿って切断して得られることを特徴とする。
【００３０】
前述した目的を達成するための本発明の更に他の手段は、複数の個別基板を配列したグリ−ンシート状の集合基板上に、前記個別基板に分割する分割溝が交差する位置に側面配線層を有するホール部を形成し、前記ホール部周辺のコーナー電極と前記側面配線層とを前記個別基板毎に電気的に絶縁する切断部を形成し、焼成後の前記集合基板上の各電極に無電解メッキを施すことによって前記集合基板を形成する工程と、前記集合基板の各個別基板に電子デバイス体を搭載する工程と、前記集合基板上の前記電子デバイスを駆動して電気的調整をする工程と、調整した前記電子デバイスを蓋部材で封止して集合電子デバイスを形成する工程と、前記集合電子デバイスを切断して単個の電子デバイスを得る工程を含むことを特徴とする。
【００３１】
また、前記電子デバイスが圧電デバイスであることを特徴とする。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面に基づいて詳細に説明する。まず、本発明の第一実施の形態である水晶振動子に使用される集合基板の構成について、図１、図２を参照して説明する。図１（ａ）は本発明の第一実施の形態である水晶振動子の集合基板の部分上面図であり、図１（ｂ）は同じく部分下面図である。図２は図１（ａ）のＡ−Ａ矢視断面を示す部分拡大断面図である。
【００３３】
図１において、１０２は集合基板である。３０は集合基板１０２の分割溝２９の交差するところに分割溝２９に沿って隣り合うセラミック基板２のコーナー電極２２ｃ及び側面配線層２８が互いに電気的に絶縁されるように形成された切断部としての十字状の穴である。この集合基板１０２が従来の集合基板１０６と異なるところは、十字穴３０が存在するところのみであり、他の構成は従来の集合基板と同様であるから、同じ構成要素には同じ符号と名称とを用いて詳細な説明を省略する。なお、図２に示すように、上側の定尺シート１０２ａのホール部であるスルーホール２ｃには側面配線層２８は形成されていない。
【００３４】
次に、集合基板１０２を用いて形成した水晶振動子の構成について図３を参照して説明する。図３はこの水晶振動子の（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底面図である。図３において、１０は水晶振動体１を収納した水晶振動子であり、２はセラミック基板である。図３に示すように、各コーナーのスルーホール２ｃには、十字穴３０の跡である段部２ｄを有する。但し、切断幅の方が十字穴３０の線幅より大きい場合には段部２ｄを生じない。その場合には、完成された水晶振動子１０は従来技術の構成と全く同じになる。その他の構成は従来技術で説明したものと同様であるから、同じ構成要素には従来技術と同じ符号と名称とを用いて詳細な説明は省略する。
【００３５】
次に、本発明の第一の実施形態である水晶振動子１０の製造方法を図面を参照して説明する。図４は水晶振動子１０の製造方法を工程順に示すフローチャートである。図５は集合基板１０２を用いた水晶振動子の組立工程を示す断面図である。初めに、この水晶振動子１０の集合基板１０２の形成工程Ｐ１について説明する。まず、グリーンシート形成工程Ｐ１１から積層工程Ｐ１３において、従来技術で説明したＳ１１からＳ１３までの方法と同様にして定尺シート１０２ａ、定尺シート１０２ｂを形成し、そこに各配線層を形成した上で両定尺シートを積層圧着させる。この状態では、接続電極２１と端子電極２２と側面配線層２８は全て導通状態にある。
【００３６】
その後、十字穴形成工程Ｐ１４において、積層グリーンシート状の集合基板１０２をスルーホール２ｃで交差する分割溝２９に沿って、コーナー電極２２ｃとスルーホール２ｃ内の側面配線層２８を４分割するように十文字状にプレス抜きする。これによってスルーホール２ｃに隣接する４個のセラミック基板２の端子電極２２は絶縁されたことになる。次の分割溝形成工程Ｐ１５から焼成工程Ｐ１６までは、従来技術で説明した分割溝形成工程Ｓ１４から焼成工程Ｓ１５までの工程と同様である。最後にメッキ工程Ｐ１７に移行して、各配線層、電極面にＮｉとＡｕによる無電解メッキを施して集合基板１０２を完成させる。
【００３７】
これ以後は、水晶振動子の組立工程Ｐ２に移行する。図５は本発明の第一実施の形態である水晶振動子の製造方法を工程順に示す部分断面図である。この工程Ｐ２では、図５に示すように、水晶振動体の実装工程Ｐ３１から封止工程Ｐ３３までの内容は、従来技術で説明した実装工程Ｓ３１から封止工程Ｓ３３までの内容と同様であるが、いずれの工程においても集合基板１０２の状態で搬送されて集合基板上で作業が行われるところに特徴がある。即ち、（ａ）において水晶振動体１を実装し、（ｂ）において集合基板上で周波数調整を行い、（ｃ）において気密封止を行う。最後に、集合基板１０２の分割工程Ｐ３に移行して、分割溝２９に沿ってダイシングにより切り離し、図３に示す個別の水晶振動子１０を取り出し完成する。
【００３８】
次に、第一の実施形態の作用・効果について説明する。集合基板１０２内において、隣接するセラミック基板２の端子電極２２同士が互いに電気的に分離されているので、集合基板１０２上で個別セラミック基板２ごとに、水晶振動体１の周波数測定及び調整ができるようになるなど、集合基板１０２を基準に搬送する生産方式を各工程に活用することができて、水晶振動子の大幅なコストダウンが可能となった。また、端子電極２２は側面配線層２８と導通しているので、水晶振動子１０を回路基板に表面実装した際に、端子電極２２を固定する半田が、側面配線層２８に濡れ上がったのを視認することで、半田付けの良否を確認することができる。したがって、完成状態では従来の水晶振動子と完全に互換性がある。
【００３９】
そして、実装から封止までの全工程で集合基板を単位に搬送できるから、従来必要だった各種キャリアが不要になると共に、キャリア使用に付随するキャリア詰め工数の削減ができ、これにおいてもコストダウンを可能としている。また、キャリアからセラミック基板２のキャビティ１２へのゴミの侵入を防止できる。
【００４０】
次に、本発明の第二の実施形態である水晶振動子に使用される集合基板の構成について、図６、図７を参照して説明する。図６は本発明の第二実施の形態である集合基板で（ａ）は部分上面図、（ｂ）は同じく部分下面図である。図７は図６（ｂ）のＢ−Ｂ矢視断面を示す部分拡大断面図である。
【００４１】
図６、図７において、１３２は集合基板であり、集合基板１３２が第一実施の形態の集合基板１０２と異なるところは、下面側定尺シート１３２ｂにはホール部２ｃが形成されているが、上面側定尺シート１３２ａの十字穴３０の位置にスルーホール２ｃは形成されていないところである。その他の構成は第一実施の形態の集合基板１０２と同様である。
【００４２】
次に、集合基板１３２を用いた水晶振動子の構成について図８を参照して説明する。図８は完成水晶振動子の（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底面図である。図８において、４０は水晶振動子であり、水晶振動子４０が第一実施の形態の水晶振動子１０と異なるところは、ホール部３２ｃが貫通していないところである。その他の構成は第一実施の形態の水晶振動子１０と同様である。
【００４３】
本発明の第二の実施形態である水晶振動子４０の製造方法を図９を参照して説明する。図９はこの製造方法のうちで本発明の第二実施の形態である集合基板の製造方法を示すグリーンシート状の上側定尺シート１３２ａの部分上面図である。
【００４４】
第二の実施形態の製造方法が第一実施の形態の製造方法と異なるところは、グリーンシート形成工程Ｐ１１において、図９に示すように、グリーンシート状態の上側定尺シート１３２ａの点線で示す分割溝２９の交差点にスルーホールを形成しないところであって、他は全く第一実施の形態の製造方法と同じであるから、詳細な説明は省略する。従って、図８に示すように、水晶振動子４０の外観において、セラミック基板３２の上面側から見た各コーナーの形状のみが第一実施の形態と異なる。
【００４５】
第二の実施形態の効果は、第一実施の形態の効果とほぼ同様である。また、水晶振動子４０を実装基板に半田付けする場合にも、コーナーホール部の側面配線層２８への半田の濡れ上がりを視認するのに支障がない。集合基板１３２の製造段階でホール部の加工が省略されているので、その分のコストダウンが期待できる。
【００４６】
なお、以上説明した本発明の実施の形態において、集合基板の構成要素である定尺シートの枚数は必ずしも上下２枚に限定されるものではなく、内部配線の都合により３枚以上採用する場合もあり、これも本発明に含まれるものである。水晶振動体の接続電極への接合は導電ペーストによらずに、スタッドバンプを介して超音波圧接で行っても良い。以上、水晶振動子を例にあげて、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術思想は、水晶振動子に限らず、他の振動子や発振器など圧電デバイスやセンサー機器などの電子デバイス一般に広く応用できるものである。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、個別基板の四隅に形成したスルーホールに複数の前記個別基板毎に電気的に絶縁するように切断部を設けたので、集合基板上での個別基板同士の配線が切り離された結果、集合基板上での電子デバイスの単独電気駆動が可能となり、電気特性の測定や調整が可能になるなど、集合基板を単位に搬送して加工する生産方式を各工程に活用することができて、電子デバイスの大幅なコストダウンを達成することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態である集合基板の（ａ）は部分上面図、（ｂ）は部分下面図である。
【図２】図１（ａ）のＡ−Ａ矢視断面を示す部分断面図である。
【図３】本発明の第一の実施の形態である水晶振動子の（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底面図である。
【図４】本発明の第一の実施の形態である水晶振動子の製造工程を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第一の実施の形態である水晶振動子の製造方法を工程順に示す部分断面図である。
【図６】本発明の第二の実施の形態である集合基板の（ａ）は部分上面図、（ｂ）は部分下面図である。
【図７】図６のＢ−Ｂ矢視断面を示す部分拡大断面図である。
【図８】本発明の第二の実施の形態である水晶振動子の（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底面図である。
【図９】本発明の第二の実施の形態である集合基板の製造方法を示すグリーンシート状の上側定尺シートの部分上面図である。
【図１０】従来の水晶振動子の（ａ）は平面図、（ｂ）は下面図である。
【図１１】従来の水晶振動子の（ｃ）は側面図、（ｄ）は断面図である。
【図１２】従来の水晶振動子の製造工程を示すフローチャートである。
【図１３】従来の水晶振動子の製造工程を示すグリーンシート状の上側定尺シートの（ａ）は平面図、（ｂ）下側定尺シートの平面図である。
【図１４】従来の水晶振動子の製造工程を示すグリーンシート状の面図である。
【図１５】従来の水晶振動子の集合基板の（ａ）は部分上面図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は部分下面図である。
【図１６】従来の水晶振動子の組立工程を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 水晶片
２ セラミック基板
２ｃ スルーホール
３ 蓋部材
１０、４０ 水晶振動子
２１ 接続電極
２２ 端子電極
２２ｃ コーナー電極
２８ 側面配線層
２９ 分割溝
３０ 十字穴
１０２、１３２ 集合基板
１０２ａ、１０２ｂ、１３２ａ 定尺シート[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electronic device substrate, an electronic device, and a manufacturing method thereof.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a piezoelectric device including a piezoelectric vibrating body such as a crystal vibrating body and an electronic device which is a sensor including various sensor elements have been widely applied to various industrial or consumer electronic devices. Such an electronic device is a surface-mount type device that is miniaturized like other electronic components and can be soldered only on one side of the circuit board of the electronic device so as to be suitable for high-density mounting on the circuit board. Has appeared. With the spread of portable communication devices such as mobile phones, there is a demand for smaller and lighter electronic devices, and the demands for smaller, lighter, and lower cost electronic devices are increasing. Yes.
[0003]
On the other hand, with the progress of miniaturization of such electronic devices and electronic devices, in order to facilitate their manufacture or handling, as with other general electronic components, a collective substrate that can take a large number of a plurality of electronic devices is provided. A method of using and processing each process is considered to be a desirable manufacturing method of an electronic device, and various manufacturing methods using a collective substrate are disclosed (for example, see Patent Document 1).
[0004]
As an example of such a conventional electronic device, an explanation will be given by taking an inner crystal resonator of a piezoelectric device. First, the configuration of this crystal resonator will be described. 10 (a) is a plan view, FIG. 10 (b) is a bottom view, FIG. 11 (c) is a side view, and FIG. 11 (d) is a sectional view. 10 and 11, reference numeral 70 denotes a surface-mount type crystal resonator, 62 a flat ceramic substrate constituting the housing of the crystal resonator 70, and 3 a Kovar (Fe / Ni /) covering the top. Co-alloy) box-shaped lid member. Reference numeral 12 denotes a rectangular cavity for accommodating electronic elements formed on the surface of the ceramic substrate 62. Reference numeral 1 denotes a quartz crystal vibrating body as the above-described electronic element, which is mounted in an internal space defined by the cavity 12 and the lid member 3.
[0005]
Reference numeral 21 denotes a pair of connection electrodes which are wiring layers formed on the upper surface of the ceramic substrate 62 so as not to be electrically connected to the lid member 3, and reference numeral 22 denotes a pair of terminal electrodes which are wiring layers also formed on the lower surface. . Reference numeral 23 denotes an internal wiring formed in a through hole 23a which is a hole portion, and makes one connection electrode 21 and one terminal electrode 22 conductive. The internal wiring for conducting the other connection electrode 21 and the other terminal electrode 22 is omitted. Reference numeral 24 denotes a conductive paste, and an electrode portion at one end of the crystal vibrating body 1 is bonded onto the connection electrode 21 via the conductive paste 24. 26 is a metallized layer which is a wiring layer formed on the surface of the ceramic substrate 62 as a bonding position of the lid member 3, and 25 is a bonding layer made of a low-temperature metal brazing material formed on the metallized layer 26. . The lid member 3 is welded to the metallized layer 26 of the ceramic substrate 62 via the bonding layer 25.
[0006]
Reference numeral 28 denotes a side wiring layer formed in a through hole 62c formed in each corner of the ceramic substrate 62. The side wiring layer 28 is formed to extend from the terminal electrode 22 through two corner electrodes 22c. Has been. The role of the side wiring layer 28 is to determine whether or not the terminal electrode 22 is well soldered to the wiring pattern of the circuit board when the crystal unit 70 is soldered to the circuit board of the electronic device. This can be confirmed by visually recognizing the solder that has been wet.
[0007]
Next, a method for manufacturing the crystal unit 70 will be described in the order of steps with reference to the drawings. FIG. 12 is a flowchart showing the manufacturing process of the crystal unit 70. FIGS. 13A and 13B are green sheet-like standard sheets for explaining the manufacturing process of the aggregate substrate. FIG. 13A is a plan view on the upper surface side, and FIG. 13B is a plan view on the lower surface side. 14A is a plan view, and FIG. 14B is a partial cross-sectional view showing the main part of the cross-section taken along the line CC in FIG. 14A. 15A is a top view, FIG. 15B is a cross-sectional view, and FIG. 15C is a bottom view. FIG. 16 is a cross-sectional view for explaining the assembly process of the crystal resonator in the order of the processes.
[0008]
First, the assembly substrate forming step S1 for manufacturing the assembled ceramic substrate 162 will be described. First, in a green sheet forming step S11, a long and constant width green sheet is formed from a slurry containing ceramic powder, binder, and the like whose main raw material is alumina. Thereafter, the outer shape of a fixed-size sheet having a size for taking a large number of individual ceramic substrates 62 is punched out from the long sheet so as to have a dimension based on a preset shrinkage rate. In the present embodiment, the ceramic substrate 162 has a two-layer structure, and has a structure in which the upper-side fixed sheet 162a in FIG. 13A and the lower-side fixed sheet 162b in FIG.
[0009]
As shown in FIG. 13 (b) as the lower surface side standard sheet 162b, a work hole 27 serving as a reference for later lamination processing, a through hole 62c which is a hole corresponding to a corner of the individual ceramic substrate 62, and further up and down A through-hole 23a (not shown here) for connecting electrodes is also opened to form a standard sheet 162b. In the drawing, the division grooves 29 for dividing the aggregate substrate into individual substrates are also shown for convenience in the dotted lines for the purpose of understanding, although they are processed in a later process. FIG. 13A shows an upper surface side regular sheet 162a in which the cavity 12 is formed in addition to the configuration of FIG. The upper surface side regular sheet 162a is formed by press-molding the cavity 12 from the lower surface side regular sheet 162b with the work hole 27 as a reference.
[0010]
Next, in the wiring layer forming step S12, each of the through holes 62c and the through holes 23a of the regular sheets 162a and 162b is filled with a thick film conductor paste made of a refractory metal such as W or Mo. Further, the connection electrode 21 and the metallized layer 26 are formed on the surface side of the regular sheet 162a. An internal wiring layer (not shown) is formed on the front surface side of the standard sheet 162b, and a terminal electrode 22 is formed on the back surface side. A thick film conductor paste made of a refractory metal such as W or Mo is applied to these electrodes, metallized layer, and wiring layer.
[0011]
Next, the process proceeds to the sheet laminating step S13, and the standard sheets 162a and 162b are laminated and pressure-bonded in a predetermined combination. A sheet | seat lamination process can be performed by press-pressing at 200-250 degreeC over a fixed time, for example. FIG. 14 shows the laminated green sheet-like aggregate substrate thus obtained.
[0012]
Next, the process proceeds to the division groove forming step S14, and the obtained laminated green sheet-like collective substrate 162 is cut with a die up to about 50% of the thickness as shown in FIG. 15B. Thus, the dividing groove 29 is formed. Here, the wirings of all the ceramic substrates 62 on the collective substrate 162 are connected to each other in order to perform electrolytic plating on each wiring layer in a later step.
[0013]
Then, it transfers to baking process S15 and a laminated | stacked green sheet is baked at 1550-1650 degreeC in hydrogen atmosphere. This firing shrinks the dimensions by about 20%. Thereafter, the process proceeds to a plating step S16, and electrolytic plating of Au is performed on each wiring surface. In this way, as shown in FIG. 15, a large number of single ceramic substrates 62 on which the cavity 12, the connection electrode 21, the terminal electrode 22, the metallized layer 26, the internal wiring 23, the dividing groove 29 and the side wiring layer 28 are formed are obtained. A possible collective substrate 162 is completed.
[0014]
As shown in FIG. 15C, the terminal electrodes 22 of the four individual ceramic substrates 62 adjacent to each other in each through hole 62c are electrically connected to each other through the corner electrode 22c and the side wiring layer 28.
[0015]
Next, the process proceeds to the collective substrate dividing step S2, and the collective substrate 162 is cut by dicing at the division grooves 29, whereby individual ceramic substrates 62 each corresponding to a unit of a crystal resonator are obtained.
[0016]
Next, the crystal resonator assembly step S3 will be described with reference to FIG. First, in the vibration body mounting step S31, the ceramic substrate 62 is loaded on the carrier (conveying jig) 100 as shown in FIG. 16A, and then the ceramic substrate 62 is shown in FIG. 16B. The conductive paste 24 is applied to the connection electrode 21 on the substrate, the crystal vibrator 1 is mounted, and then heated. For example, when the conductive paste 24 is an Ag-containing thermosetting resin, the heating temperature is about 180 ° C.
[0017]
After the mounting of the crystal resonator 1 is completed, the ceramic substrate 62 proceeds to the frequency adjusting step S32 shown in FIG. Here, the ceramic substrate 62 is reloaded into the dedicated carrier 101 provided with the mask 101a and then loaded into the frequency adjuster, and the crystal resonator 1 is driven and oscillated in a vacuum atmosphere. For example, Au is deposited on a part of the vibrator 1. Of course, a method such as weight removal by laser may be used.
[0018]
The frequency-adjusted ceramic substrate 62 is transferred to the carbon jig 102, and the process proceeds to the sealing step S33 shown in FIG. Here, a foil-like low-temperature metal brazing material (in this case, an Au—Sn alloy brazing material) formed in a frame shape at a joining position on the metallized layer 26 of the ceramic substrate 62 is disposed in advance to form a joining layer. 25, the ceramic substrate 62 and the lid member 3 (here, Kovar is used) are overlapped and stored in a dedicated carbon jig 102, and the bonding layer is placed in a vacuum or nitrogen atmosphere sealing furnace. 25 is brazed and hermetically sealed. The crystal resonator 70 thus manufactured is shipped to the market after completion inspection.
[0019]
[Patent Document 1]
JP 11-340350 A (page 3-4, FIG. 1)
[0020]
[Problems to be solved by the invention]
However, there are many problems in the above-described electronic device manufacturing method. That is, after the mounting process of the electronic device, it is necessary to cut out the ceramic substrate from the aggregate substrate state in advance and pack it in the carrier. Accordingly, in the subsequent measurement and adjustment process of electrical characteristics and the sealing process, work is performed on a single ceramic substrate, and extra man-hours such as carrier refilling are required. Moreover, in the conventional collective substrate, since the terminal electrodes of the individual substrates are all electrically connected to each other and electroplated, in the state where the electronic devices are mounted on the collective substrate, the individual electronic devices are driven and adjusted independently. I couldn't.
[0021]
In addition, when cutting the ceramic substrate into single pieces, the chips enter the cavity, and when loading the ceramic substrate into the carrier, the hard edge of the ceramic substrate becomes a cutting edge and the carrier is shaved. There was a problem of generating. Further, since a carbon jig is used in the sealing process, it is inevitable that dust is peeled off from the carbon jig and enters the cavity. In addition, there is a problem that dust such as chips once entering the cavity cannot be easily removed. Since the impact of garbage on performance increases as electronic devices become smaller, companies that manufacture small electronic devices require enormous capital investment to eliminate dust.
[0022]
As described above, there has been a problem that the collective substrate cannot be fully utilized, and the cost of the electronic device has not been reduced. Also, the packing process and the transfer work to a dedicated carrier have been performed, and the manufacturing process has been complicated.
[0023]
The present invention has been made to solve the conventional problems as described above, and its purpose is to manufacture a collective substrate of various electronic devices including a piezoelectric device by making full use of the entire process. Another object of the present invention is to provide an electronic device substrate, an electronic device, and a manufacturing method thereof that can achieve cost reduction of the electronic device.
[0024]
[Means for Solving the Problems]
Means of the present invention for achieving the above-described object includes: an electronic device substrate formed on a collective substrate in which a plurality of individual substrates are arranged; a terminal electrode that is electrically connected to the electronic device; A side wiring layer formed on the side surface of the substrate, and having a cutting portion such that each electrode of adjacent individual substrates formed on the aggregate substrate is electrically insulated from each other for each individual substrate. Features.
[0025]
The electronic device substrate includes a connection electrode that is electrically connected to the electronic device, the connection electrode is electrically connected to the terminal electrode, and the terminal electrode is electrically connected to the side wiring layer via a corner electrode. The corner electrodes are also electrically insulated from each other by the cutting portion for each individual substrate.
[0026]
The aggregate substrate is a ceramic substrate formed by laminating a plurality of green sheets, and the side wiring layer is formed at least in a hole provided in the lowermost green sheet.
[0027]
The cutting part is formed in a cross shape.
[0028]
The electronic device is a piezoelectric device.
[0029]
According to another aspect of the present invention for achieving the above object, the electronic device is mounted on the electronic device substrate according to any one of claims 1 to 5, and the electronic device is sealed with a lid member. It is obtained by cutting the collective substrate along the cutting portion after stopping.
[0030]
Still another means of the present invention for achieving the above-described object is to provide a side wiring layer at a position where a dividing groove dividing the individual substrate intersects on a green sheet-like aggregate substrate in which a plurality of individual substrates are arranged. A cut portion that electrically insulates the corner electrode around the hole portion and the side wiring layer for each of the individual substrates, and is formed on each electrode on the aggregate substrate after firing. Forming the collective substrate by performing electroplating, mounting an electronic device body on each individual substrate of the collective substrate, and electrically adjusting the electronic device on the collective substrate by driving And a step of sealing the adjusted electronic device with a lid member to form a collective electronic device, and a step of cutting the collective electronic device to obtain a single electronic device.
[0031]
The electronic device is a piezoelectric device.
[0032]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. First, the configuration of the collective substrate used in the crystal resonator according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1A is a partial top view of the aggregate substrate of the crystal resonator according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a partial bottom view of the same. FIG. 2 is a partially enlarged cross-sectional view showing a cross section taken along the line AA in FIG.
[0033]
In FIG. 1, reference numeral 102 denotes a collective substrate. Reference numeral 30 denotes a cut portion formed so that the corner electrode 22c and the side wiring layer 28 of the ceramic substrate 2 adjacent to each other along the dividing groove 29 are electrically insulated from each other at the intersection of the dividing groove 29 of the collective substrate 102. It is a cross-shaped hole. The only difference between this collective substrate 102 and the conventional collective substrate 106 is that the cross hole 30 is present, and the other components are the same as those of the conventional collective substrate. Detailed description will be omitted. As shown in FIG. 2, the side wiring layer 28 is not formed in the through hole 2c that is a hole portion of the upper standard sheet 102a.
[0034]
Next, the configuration of a crystal resonator formed using the collective substrate 102 will be described with reference to FIG. 3A is a plan view, FIG. 3B is a side view, and FIG. 3C is a bottom view. In FIG. 3, reference numeral 10 denotes a crystal resonator in which the crystal vibrating body 1 is housed, and reference numeral 2 denotes a ceramic substrate. As shown in FIG. 3, the through hole 2 c at each corner has a step 2 d that is a trace of the cross hole 30. However, when the cutting width is larger than the line width of the cross hole 30, the step 2d is not generated. In that case, the completed crystal unit 10 is exactly the same as the configuration of the prior art. Since other configurations are the same as those described in the related art, the same reference numerals and names as those in the prior art are used for the same components, and detailed description thereof is omitted.
[0035]
Next, a manufacturing method of the crystal unit 10 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is a flowchart showing a method of manufacturing the crystal unit 10 in the order of steps. FIG. 5 is a cross-sectional view showing a process for assembling a crystal resonator using the collective substrate 102. First, the formation process P1 of the collective substrate 102 of the crystal resonator 10 will be described. First, in the green sheet forming process P11 to the stacking process P13, the standard sheet 102a and the standard sheet 102b are formed in the same manner as the method from S11 to S13 described in the prior art, and each wiring layer is formed thereon. The two standard sheets are laminated and pressure-bonded. In this state, the connection electrode 21, the terminal electrode 22, and the side wiring layer 28 are all in a conductive state.
[0036]
Thereafter, in the cross hole forming step P14, the corner electrode 22c and the side wiring layer 28 in the through hole 2c are divided into four along the dividing grooves 29 intersecting the laminated green sheet-like aggregate substrate 102 at the through holes 2c. Press out into a cross. As a result, the terminal electrodes 22 of the four ceramic substrates 2 adjacent to the through holes 2c are insulated. The next divided groove forming step P15 to baking step P16 are the same as the divided groove forming step S14 to baking step S15 described in the prior art. Finally, the process proceeds to a plating step P17, and the wiring board and electrode surfaces are subjected to electroless plating with Ni and Au to complete the collective substrate 102.
[0037]
Thereafter, the process proceeds to a crystal resonator assembly process P2. FIG. 5 is a partial cross-sectional view showing the manufacturing method of the crystal resonator according to the first embodiment of the present invention in the order of steps. In this process P2, as shown in FIG. 5, the contents from the mounting process P31 to the sealing process P33 of the crystal resonator are the same as the contents from the mounting process S31 to the sealing process S33 described in the prior art. Each process is characterized in that it is transported in the state of the collective substrate 102 and the work is performed on the collective substrate. That is, the crystal vibrator 1 is mounted in (a), frequency adjustment is performed on the collective substrate in (b), and hermetic sealing is performed in (c). Finally, the process proceeds to the dividing step P3 of the collective substrate 102, and is separated by dicing along the dividing grooves 29, and the individual crystal resonators 10 shown in FIG. 3 are taken out and completed.
[0038]
Next, the operation and effect of the first embodiment will be described. Since the terminal electrodes 22 of the adjacent ceramic substrates 2 are electrically separated from each other in the collective substrate 102, the frequency measurement and adjustment of the crystal vibrator 1 can be performed for each individual ceramic substrate 2 on the collective substrate 102. For example, the production method of transporting with reference to the collective substrate 102 can be used for each process, and the cost of the crystal unit can be greatly reduced. Further, since the terminal electrode 22 is electrically connected to the side wiring layer 28, the solder that fixes the terminal electrode 22 wets the side wiring layer 28 when the crystal unit 10 is surface-mounted on the circuit board. By visual recognition, it is possible to confirm whether soldering is good or bad. Therefore, in the completed state, it is completely compatible with the conventional crystal unit.
[0039]
And since the collective substrate can be transported in the entire process from mounting to sealing, various carriers that were required in the past can be dispensed with, and the number of carrier packing steps associated with the use of the carrier can be reduced. Is possible. Further, it is possible to prevent dust from entering the cavity 12 of the ceramic substrate 2 from the carrier.
[0040]
Next, the configuration of the collective substrate used in the crystal resonator according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6A and 6B show a collective substrate according to the second embodiment of the present invention. FIG. 6A is a partial top view, and FIG. 6B is a partial bottom view. FIG. 7 is a partially enlarged cross-sectional view showing a cross section taken along the line B-B of FIG.
[0041]
6 and 7, reference numeral 132 denotes a collective substrate. Where the collective substrate 132 is different from the collective substrate 102 of the first embodiment, a hole 2c is formed in the lower surface side standard sheet 132b. The through hole 2c is not formed at the position of the cross hole 30 of the upper surface side standard sheet 132a. Other configurations are the same as those of the collective substrate 102 of the first embodiment.
[0042]
Next, a configuration of a crystal resonator using the collective substrate 132 will be described with reference to FIG. 8A is a plan view, FIG. 8B is a side view, and FIG. 8C is a bottom view of the completed crystal resonator. In FIG. 8, reference numeral 40 denotes a crystal resonator. The crystal resonator 40 is different from the crystal resonator 10 of the first embodiment in that the hole portion 32 c is not penetrated. Other configurations are the same as those of the crystal resonator 10 of the first embodiment.
[0043]
A manufacturing method of the crystal unit 40 according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a partial top view of an upper standard sheet 132a in the form of a green sheet showing a manufacturing method of an aggregate substrate which is a second embodiment of the present invention among the manufacturing methods.
[0044]
The difference between the manufacturing method of the second embodiment and the manufacturing method of the first embodiment is that, in the green sheet forming step P11, as shown in FIG. 9, the division shown by the dotted line of the upper standard sheet 132a in the green sheet state A through hole is not formed at the intersection of the groove 29, and the rest is exactly the same as the manufacturing method of the first embodiment, and thus detailed description is omitted. Therefore, as shown in FIG. 8, in the appearance of the crystal resonator 40, only the shape of each corner as viewed from the upper surface side of the ceramic substrate 32 is different from that of the first embodiment.
[0045]
The effect of the second embodiment is substantially the same as the effect of the first embodiment. Further, even when the crystal unit 40 is soldered to the mounting substrate, there is no problem in visually confirming the solder wetting on the side wiring layer 28 in the corner hole portion. Since the processing of the hole portion is omitted at the manufacturing stage of the collective substrate 132, cost reduction can be expected.
[0046]
In the embodiment of the present invention described above, the number of the standard sheets as the constituent elements of the collective substrate is not necessarily limited to the upper and lower two sheets, and may be three or more depending on the convenience of internal wiring. This is also included in the present invention. The crystal vibrating body may be joined to the connection electrode by ultrasonic pressure welding via a stud bump without using the conductive paste. As described above, the embodiment of the present invention has been described by taking the crystal resonator as an example. However, the technical idea of the present invention is not limited to the crystal resonator, but includes piezoelectric devices such as other resonators and oscillators, sensor devices, and the like. It can be widely applied to electronic devices in general.
[0047]
【The invention's effect】
As described above, since the cutting portions are provided in the through holes formed at the four corners of the individual substrates so as to be electrically insulated for each of the plurality of individual substrates, the wiring between the individual substrates on the collective substrate is separated. As a result, it is possible to use a production system that transports and processes the aggregate substrate in units such as enabling individual electrical drive of electronic devices on the aggregate substrate and measuring and adjusting electrical characteristics. As a result, a significant cost reduction of the electronic device was achieved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a partial top view and FIG. 1B is a partial bottom view of a collective substrate according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing a cross-section taken along the line AA in FIG.
3A is a plan view, FIG. 3B is a side view, and FIG. 3C is a bottom view of the crystal resonator according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart showing manufacturing steps of the crystal resonator according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a partial cross-sectional view showing the method of manufacturing the crystal resonator according to the first embodiment of the invention in the order of steps.
6A is a partial top view and FIG. 6B is a partial bottom view of a collective substrate according to a second embodiment of the present invention.
7 is a partially enlarged cross-sectional view showing a cross section taken along the line B-B in FIG. 6;
8A is a top view, FIG. 8B is a side view, and FIG. 8C is a bottom view of a crystal resonator according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a partial top view of an upper standard sheet in the form of a green sheet showing a method for manufacturing a collective substrate according to a second embodiment of the present invention.
10A is a plan view and FIG. 10B is a bottom view of a conventional crystal resonator.
11A and 11B are a side view and a cross-sectional view, respectively, of a conventional crystal resonator.
FIG. 12 is a flowchart showing a manufacturing process of a conventional crystal unit.
13A is a plan view of a green sheet-like upper standard sheet showing a manufacturing process of a conventional crystal unit, and FIG. 13B is a plan view of a lower standard sheet.
FIG. 14 is a plan view of a green sheet shape showing a manufacturing process of a conventional crystal unit.
15A is a partial top view, FIG. 15B is a sectional view, and FIG. 15C is a partial bottom view of a collective substrate of a conventional crystal resonator.
FIG. 16 is a cross-sectional view showing an assembling process of a conventional crystal unit.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Quartz piece 2 Ceramic substrate 2c Through hole 3 Lid member 10, 40 Crystal oscillator 21 Connection electrode 22 Terminal electrode 22c Corner electrode 28 Side wiring layer 29 Dividing groove 30 Cross hole 102, 132 Collective substrate 102a, 102b, 132a Standard sheet
