JP2005260525A - 表面実装型圧電デバイス用パッケージ及び表面実装型圧電デバイスの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 表面実装型圧電デバイス用パッケージと圧電素子の導電固定に使用する導電接着剤の塗布量を一定にする。
【解決手段】 表面実装型圧電デバイス用パッケージに設けられた圧電素子の接着部に導電接着剤を塗布する前に、導電接着剤の仮塗布ができる箇所を設けた表面実装型圧電デバイス用パッケージとする。１点目の接着剤塗布をパッケージの仮塗布箇所に塗布し、圧電素子と圧電素子を収納するパッケージとを接続するための接着剤塗布を塗布量が安定した２点目以降を使用する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、表面実装型圧電デバイスに使用されるパッケージと表面実装型圧電デバイスの製造方法に関するものである。

近年、電子部品の小型化は非常に進んでいる。そのような中、圧電デバイスも同様に小型化が進んできている。その際、使用する圧電素子も同様に小型にしていかなければならないが、圧電素子のサイズを小さくすると、大きいサイズと同じような素子の寸法精度、及び工程での加工精度では特性のバラツキが大きくなってしまう。そのため圧電素子を小型にする時には、素子の寸法精度及び工程での加工精度をよくすることが望まれている。

圧電デバイスを製造する工程には、圧電素子をパッケージに導電接着する組立工程が必ず含まれている。現在製造されている大半の表面実装型圧電デバイスの組立工程は、表面実装型圧電デバイス用パッケージに導電接着剤を２点塗布し、圧電素子を前記導電接着剤の２点に接触するように搭載する事で成り立っている。

ここで、表面実装型圧電デバイス用パッケージに塗布する導電接着剤の量が多い場合、圧電素子の中央側に導電接着剤が広がって振動領域まで達することがあり、この導電接着剤の存在によって圧電素子の振動特性が変化してしまい、圧電デバイスとしての性能が発揮できなくなることがある。逆に導電接着剤の量が少ない場合、表面実装型圧電デバイス用パッケージに対する圧電素子の接着力が十分得られず圧電素子の振動を安定して得られなくなることがある。また、落下衝撃等の信頼性が不安定になってしまうことがある。

そこで、塗布された導電接着剤の塗布面積を画像で確認し、塗布面積が設定した面積よりも大きければ塗出手段の高さを高くし、塗布面積が小さければ塗出手段の高さを低くするというように、接着剤塗出条件を変更することができるようにした製造装置が開示されている。（例えば特許文献１）しかし、導電接着剤の塗布量を安定にする事ができる表面実装型圧電デバイス用パッケージ及び表面実装型圧電デバイスの製造方法の開示は見あたらない。

特許第３４３６２３３号公報

開示された製造装置を使用して組立を行うと、確かに接着剤塗布面積が安定し、導電接着剤量がほぼ一定になるが、フィードバックにより塗出手段の高さが高くなったとき、表面実装型圧電デバイス用パッケージの塗布位置高さバラツキで表面実装型圧電デバイス用パッケージの塗布位置が低くなっていると、接着剤塗布面積が殊更に小さくなってしまうことがある。逆にフィードバックにより塗出手段の高さが低くなったとき、表面実装型圧電デバイス用パッケージの塗布位置高さバラツキで表面実装型圧電デバイス用パッケージの塗布位置が高くなっていると接着剤塗布面積が殊更に大きくなってしまうことがある。また、微量な導電接着剤の塗布量を画像で認識しなければならないので、高性能な画像認識を選択する必要があり製造装置の価格が高くなってしまう。

前記製造装置を使用しないで導電接着剤を表面実装型圧電デバイス用パッケージに塗布すると、やはり１点目と２点目に塗布された導電接着剤量にはバラツキが発生してしまうことがあり、特に導電接着剤の粘度が低い場合に差が出やすい。本発明は製造装置に特別な仕様を設けずに、表面実装型圧電デバイス用パッケージと圧電素子の導電固定に使用する導電接着剤の塗布量を一定にすることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、表面実装型圧電デバイス用パッケージに設けられた圧電素子の接着部に導電接着剤を塗布する前に、導電接着剤の仮塗布ができる箇所を設けた表面実装型圧電デバイス用パッケージとしている。その為に、表面実装型圧電デバイス用パッケージの圧電素子搭載面側に、接着剤仮塗布用として１ヶ所以上窪みを設けるようにした。

そして、前記表面実装型圧電デバイス用パッケージの圧電素子接続電極以外の部分に１ヶ所以上導電接着剤を塗布した後に、圧電素子接着用の導電接着剤を塗布する製造方法にする。導電接着剤を前記圧電素子接続電極へ塗布する前の接着剤塗布（仮塗布）場所が、表面実装型圧電デバイス用パッケージ内、好ましくは表面実装型圧電デバイス用パッケージに形成された窪みとする。

ディスペンサでの接着剤連続塗布の状態を確認すると、２点目以降の接着剤塗布面積のバラツキが小さい。該接着剤連続塗布の結果より、表面実装型圧電デバイス用パッケージに塗布する接着剤の１点目を圧電素子と表面実装型圧電デバイス用パッケージの導電固定用に使用しなければ、表面実装型圧電デバイス用パッケージと圧電素子の導電固定する導電接着剤の量は安定する。そこで、上記のように表面実装型圧電デバイス用パッケージに導電接着剤の仮塗布箇所を設け、１点目の導電接着剤の塗布を仮塗布箇所に行うことで、特別な仕様の装置を用いることなく、表面実装型圧電デバイス用パッケージに圧電素子を導電固定するための導電接着剤の量が安定する。そうすることで、圧電デバイスとしての性能が十分発揮できるようになる。

以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、圧電デバイスとして水晶振動子の製造に本発明を適用した場合について説明する。

図１は本発明による実施例で表面実装型水晶振動子用パッケージの上面図である。表面実装型水晶振動子用パッケージの構成として、セラミック基板３、水晶振動片との導電接続部である接続電極２を２ヶ所、及び絶縁基板に塗布する接着剤の１点目の塗布位置である窪み１を１ヶ所有する。図２は図１のＡ−Ａ断面図である。本実施例では、セラミック基板３は３層構造となっており、セラミック基板２層目５に窪み１の部分を設け、セラミック基板３層目６が水晶振動片を搭載するキャビティー部を作るための壁となっている。セラミック基板３層目６の上面は別途用意する蓋と気密封止するためのシール面となる。気密封止の方法は低融点ガラス封止、樹脂封止、シーム溶接等一般の封止方法を使用する。図３は、セラミック基板の３層目のない表面実装型水晶振動子用パッケージの断面図である。図３のようにセラミック基板３層目が無い平らな状態のセラミック基板でも本発明を適用するには問題ない。また窪み１の大きさ、深さは、塗布する導電接着剤の量、回数により水晶振動片に導電接着剤が接触しないようにする。

図４は本発明の製造方法による接着剤塗布工程を示す上面図であり、図５は水晶振動片を搭載した上面図である。工程（１）で窪み１に導電接着剤９を塗布し、工程（２）、工程（３）と連続で水晶振動片と表面実装型水晶振動子用パッケージの接続用の導電接着剤１０、１１を塗布する。その後、図５のように水晶振動片１２を搭載する。工程（１）の導電接着剤塗布を１点目とし、工程（２）、工程（３）を２点目、３点目の導電接着剤塗布とすることで、導電接着剤量が安定しない１点目の導電接着剤を仮塗布とし、導電接着剤量が安定する２点目、３点目の導電接着剤を水晶振動片の導電固定用に使用する。ここで図４には、表面実装型水晶振動子用パッケージに接着剤仮塗布用の窪みが１ヶ所しかなかったので、全部で３点の接着剤塗布であったが、仮塗布用の窪みを大きくしたり、２ヶ所以上設けた場合には、水晶振動片の接続用接着剤塗布の前に２点以上仮塗布を行うこともある。要するに本発明では、表面実装型圧電デバイス用パッケージの仮塗布させる場所に接着剤量が安定するまで仮塗布し、接着材料が安定したところで水晶振動片の導電固定用接着剤を塗布すればよい。ただし必要以上に仮塗布を行うことは、水晶振動片搭載のタクトが長くなってしまったり、接着剤からのアウトガスによる影響も考えられるので望ましくはない。尚、前記アウトガスの影響を防ぐために、ガス放出の少ない接着剤を選定するのは当然のことである。また、仮塗布を表面実装型圧電デバイス用パッケージ外に行うこともできることは説明を要しない。

図４の工程（３）に示された導電接着剤１０、１１が水晶振動片１２に形成された２ヶ所の引き出し電極部１３と、表面実装型水晶振動子用パッケージの接続電極１５を導電固定している。窪み１には水晶振動片１２に接触しないように導電接着剤９が塗布されている。実施例１で示した表面実装型圧電デバイス用パッケージでは、接続電極１５をスクリーン印刷によるタングステン等によるメタライズで構成しているため、接続電極１５の高さが３０〜７０ｕｍ程度になってしまう。図７は本発明による別の表面実装型圧電デバイス用パッケージの上面図であり、図８は図７のＡ−Ａ断面図である。１６は接続電極、１７はセラミック基板１層目、１８はセラミック基板２層目、１９はセラミック基板３層目である。図７に示すように、接続電極１６をセラミック基板で構成して高さを稼ぐことで、接着剤１点目塗布用窪みを設ける必要はなくなる。そうすることで、１点目接着剤塗布は接続電極以外のところのどこでも塗布することができる。

本発明の表面実装型圧電デバイス用パッケージの上面図。（実施例１） 図１のＡ−Ａ断面図。（実施例１） 本発明の３層目がない表面実装型圧電デバイス用パッケージの断面図。 本発明の製造方法による接着剤塗布工程を示す上面図。（実施例１） 本発明の製造方法により水晶振動片を搭載した上面図。 図５のＡ−Ａ断面図。 本発明による別の表面実装型圧電デバイス用パッケージの上面図 図７のＡ−Ａ断面図

符号の説明

１ 窪み
２ 接続電極
３ セラミック基板
４ セラミック基板１層目
５ セラミック基板２層目
６ セラミック基板３層目
９ 窪みに塗布された１点目の導電接着剤
１０ 接続電極に塗布された２点目の導電接着剤
１１ 接続電極に塗布された３点目の導電接着剤
１２ 水晶振動片
１３ 引き出し電極
１４ 励振電極
１５ 接続電極
１６ 接続電極
１７ セラミック基板１層目
１８ セラミック基板２層目
１９ セラミック基板３層目

Claims (5)

1. 表面実装型圧電デバイス用パッケージにおいて、圧電素子の接着部以外に接着剤を塗布する箇所が１カ所以上あることを特徴とする表面実装型圧電デバイス用パッケージ。
2. 圧電素子の接着部以外に接着剤を塗布する箇所が、圧電素子搭載面側に１カ所以上窪みとして設けられたことを特徴とする請求項１記載の表面実装型圧電デバイス用パッケージ。
3. 表面実装型圧電デバイス用パッケージに圧電素子を導電固定するための接着剤をディスペンサで塗布する際、圧電素子接着部に塗布する前に他の場所で接着剤を塗布し、その後圧電素子接着部に接着剤を塗布することを特徴とする圧電デバイスの製造方法。
4. 圧電素子接着部へ塗布する前の接着剤塗布場所が、表面実装型圧電デバイス用パッケージ内であることを特徴とする請求項３記載の表面実装型圧電デバイスの製造方法。
5. 圧電素子接着部へ塗布する前の接着剤塗布場所が、表面実装型圧電デバイス用パッケージに形成された窪みであることを特徴とする請求項４記載の表面実装型圧電デバイスの製造方法。
   

Images