JP2007173348A - 電子部品の実装方法および電子部品ならびに圧電デバイスの製造方法および圧電デバイス - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な方法で電子部品を静電気放電から保護しつつ実装できるようにする。
【解決手段】集積回路１０は、コンデンサ素子１４の電極１６ａ、１６ｂが実装端子１２ａ、１２ｂに接続してある。集積回路１０は、実装端子１２（１２ａ、１２ｂ、………）が実装基板２０の接続端子２２（２２ａ、２２ｂ、………）に接合される。集積回路１０を実装基板２０に実装する際、接続端子２２ａ、２２ｂに接続してある部品端子２４ａ、２４ｂを回路ユニット３０によって相互に電気的に接続し、接続端子２２ａ、２２ｂを同電位にしておく。集積回路１０の実装端子１２と実装基板２０の接続端子２２とを接合したのち、回路ユニット３０を上昇させて部品端子２４ａ、２４ｂ間の電気的接続を遮断する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子部品の実装方法に係り、特に静電気放電保護回路を有しない集積回路などの電子部品の静電気放電による破壊を防止できる電子部品の実装方法および電子部品並びに圧電デバイスの製造方法および圧電デバイスに関する。

電子部品は、小型化、集積化が行なわれている。特に、電子部品の集積化は、あらゆる分野において進展しており、集積回路の小型化、高集積化が著しい。小型化、高集積化した集積回路は、トランジスタなどの能動素子の動作電圧がより低電圧化されている。また、集積回路は、コンデンサなどの受動素子の薄膜化、素子間を絶縁する絶縁膜の薄膜化が著しい。このため、集積回路は、静電気がわずかに帯電した物体、例えば実装基板に接触しただけで、素子の破壊や誤動作の原因となる。このため、集積回路には、静電気放電による電子部品（集積回路）の破壊を防止するために、一般に集積回路中にダイオードなどからなる静電気放電保護回路（ＥＳＤ保護回路）が組み込まれている（例えば、特許文献１、特許文献２）。
特公表２００５−５２４２３２号公報 特公表平９−５０９５３２号公報

しかし、特許文献１、２のように、集積回路中にＥＳＤ保護回路を設けることは、それだけ集積回路の形成工程が多くなり、コストの上昇を招く。また、ＥＳＤ保護回路の設計は、高度な専門的知識が要求され、設計に多くの時間を必要とする。さらに、ＥＳＤ保護回路を構成する素子を集積回路中に組み込むために集積回路が大きくなる。

本発明は、前記従来技術の欠点を解消するためになされたもので、簡易な方法で電子部品を静電気放電から保護しつつ実装できるようにすることを目的としている。

上記の目的を達成するために、本発明に係る電子部品の実装方法は、電子部品の実装端子が電気的に接続される基板に設けた複数の接続端子を相互に電気的に接続した短絡回路を設けておき、前記実装端子を前記接続端子に電気的に接続したのち、前記短絡回路を開放する、ことを特徴としている。

電子部品を実装する実装基板などに設けた複数の接続端子を相互に電気的に接続しておくことにより、いずれかの接続端子が帯電したとしても各接続端子を同電位にすることができる。したがって、マウント装置によって電子部品の実装端子を実装基板の接続端子上に配置したとしても、各接続端子が同電位となっているので、電子部品が静電気放電により破壊されるのを防ぐことができる。

短絡回路は、接地しておくことが望ましい。短絡回路を接地しておけば、接続端子に帯電した電荷を確実に放電することができ、複数の実装端子が同時に接続端子に接触しなくても、静電気放電を生ずることがない。そして、短絡回路は、接続端子に接離自在な回路ユニットとして構成することができる。接続端子に接離自在な回路ユニットによって短絡回路を構成すれば、電子部品を実装する任意のときに、容易に接続端子間を電気的に接続することができ、自由度が大きい。また、短絡回路は、少なくとも一部を基板の切捨て部に形成することができる。これにより、余分な工程を経ることなく短絡回路を形成することができる。そして、電子部品を基板に実装したのち、基板の切捨て部を切除することにより、接続端子間の電気的接続を切断することができ、基板に実装した電子部品の機能を発揮させることができる。

また、本発明に係る電子部品の実装方法は、電子部品の複数の実装端子を相互に電気的に接続しておき、前記実装端子を基板の接続端子に電気的に接続したのち、前記複数の実装端子間の電気的接続を切断する、ことを特徴としている。このようになっている本発明は、実装前における電子部品の複数の実装端子が同電位に保持される。したがって、複数の実装端子の一部が帯電している接続端子に接触したとしても、実装端子間を同電位に保つことができ、静電気放電の発生を防ぐことができる。

本発明に係る電子部品は、複数の実装端子を相互に接続した配線パターンを備え、前記配線パターンの少なくとも一部が露出させてあって、前記実装端子を基板の接続端子に電気的に接続したのちに切断可能にしてあることを特徴としている。このようになっている本発明の電子部品は、複数の実装端子の一部が帯電している接続端子に接触したとしても、実装端子間を同電位に保つことができ、静電気放電の発生を防ぐことができる。

本発明に係る圧電デバイスの製造方法は、上記したいずれかの電子部品の実装方法の工程を有することを特徴としている。これにより、集積回路などの電子部品の静電気放電による破壊を防止することができ、圧電デバイスの製造工程における不良率を低下させることが可能で、製造コストを低減することができる。
本発明に係る圧電デバイスは、上記の圧電デバイスの製造方法により製造したことを特徴としている。これにより、上記の作用効果を得ることができる。

本発明に係る電子部品の実装方法および電子部品並びに圧電デバイスの製造方法および圧電デバイスの好ましい実施の形態を、添付図面に従って詳細に説明する。

図１は、本発明の第１実施形態に係る電子部品の実装方法の説明図であって、（１）は電子部品を実装する前の状態を模式的に示した図、（２）は電子部品を実装したあとの状態を模式的に示した図である。図１において、電子部品である集積回路（ＩＣ）１０は、複数の素子を集積して形成してある。この集積回路１０は、ＥＳＤ保護回路を備えていないフリップチップであって、実装面となる下側の能動面に複数のバンプからなる実装端子１２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、………）を有している。また、集積回路１０は、内部にコンデンサ素子１４が形成してある。このコンデンサ素子１４は、実施形態の場合、両側の電極１６ａ、１６ｂが配線パターン１８を介してそれぞれ実装端子１２ａ、１２ｂに接続してある。

一方、集積回路１０を実装する基板である実装基板（配線基板）２０は、実施形態の場合、基板２１が例えばガラスエポキシ板などの絶縁基板を複数枚積層して形成してある。そして、実装基板２０は、集積回路１０の各実装端子１２に対応して接続端子２２（２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、………）が上面に設けてある。また、実装基板２０は、図示しないチップ部品の端子を接続する複数の部品端子２４（２４ａ、２４ｂ、………）が上面に設けてある。実施形態の場合、部品端子２４ａ、２４ｂは、基板２１内に形成した配線パターン２６（２６ａ、２６ｂ）を介して、対応する接続端子２２ａ、２２ｂに電気的に接続してある。なお、これらの配線パターン２６は、実装基板２０の表面に形成してあってもよい。

上記のように、ＥＳＤ保護回路を有していない集積回路１０を実装基板２０に実装する場合、例えば接続端子２２が帯電していると、集積回路１０に設けたコンデンサ素子１４が静電気放電により破壊されることがある。そこで、コンデンサ素子１４の静電気放電による破壊を防止するため、次のようにして集積回路１０の実装を行なう。

まず、図１（１）に示したように、集積回路１０の実装に先立って、回路ユニット３０を用いて部品端子２４ａ、２４ｂを電気的に接続する短絡回路を形成する。回路ユニット３０は、実施形態の場合、部品端子２４ａ、２４ｂに対応させたプローブ電極３２（３２ａ、３２ｂ）を有している。各プローブ電極３２は、それぞれの上端が金属製の導電ホルダ３４に取り付けてあり、相互に電気的に接続している。このため、各プローブ電極３２を対応する部品端子２４に接触させると、部品端子２４ａ、２４ｂは、プローブ電極３２ａ、導電ホルダ３４、プローブ電極３２ｂを介して相互に電気的に接続される。このため、接続端子２２ａまたは接続端子２２ｂが帯電していたとしても、配線パターン２６を介して各部品端子２４に接続してある接続端子２２ａ、２２ｂは同電位になる。したがって、マウント装置（図示せず）などによって集積回路１０の各実装端子１２を、矢印３６のように、実装基板２０の対応する接続端子２２の上に配置すると、コンデンサ素子１４の両電極１６が同電位となる。したがって、コンデンサ素子１４の電極１６ａ、１６ｂ間における静電気放電の発生を防ぐことができる。

その後、図１（２）の矢印３７に示したように、回路ユニット３０を上昇させ、プローブ電極３２を部品端子２４から離間させ、部品端子２４ａ、２４ｂを接続していた短絡回路を開放する。そして、集積回路１０やチップ部品を配置した実装基板２０をリフロー炉などに通して、実装端子１２と接続端子２２とを接合する。

これにより、静電気放電による素子の破壊を生ずることなく集積回路１０を実装基板２０に実装することができる。すなわち、集積回路１０に静電気放電保護回路を設けなくとも、複数の接続端子を相互に接続するといった、簡易な方法により電子部品（集積回路１０）の静電気放電による破壊や性能の劣化を防止することができる。なお、図１（１）の破線に示したように、回路ユニット３０を接地しておけば、接続端子２４ａ、２４ｂに帯電した電荷を確実に放電させて接続端子２２を接地電位にすることができる。したがって、コンデンサ素子１４の実装端子１２ａ、１２ｂが同時に接続端子２２ａ、２２ｂに接触しない場合であっても、コンデンサ素子１４の電極１６間に静電気放電が発生することがない。

図２は、第２実施形態に係る電子部品の実装方法を説明する図であって、（１）は実装前の状態を模式的に示した図であり、（２）は実装後の状態を模式的に示した図である。この第２実施形態においては、実装基板の配線パターンが第１実施形態と異なっている。すなわち、第２実施形態に係る実装基板４０は、基板２１が多層構造となっている。そして、接続端子２２ｂと部品端子２４ｂとを電気的に接続している配線パターン２６ｂには、延長ループパターン４２が接続してある。この延長ループパターン４２は、一部が基板２１の基板切捨て部４４の部分に形成してある。また、接続端子２２ａと部品端子２４ａとを電気的に接続している配線パターン２６ａには、延長パターン４６が接続している。この延長パターン４６の先端は、基板切捨て部４４まで延在しており、基板切捨て部４４中の延長ループパターン４２に接続していて、延長ループパターン４２とともに短絡回路を構成している。

すなわち、実装基板４０は、接続端子２２ａ、２２ｂが配線パターン２６、延長ループパターン４２、延長パターン４６を介して相互に電気的に接続してある。このため、接続端子２２ａ、２２ｂは、いずれか一方が帯電した場合であっても同電位となる。したがって、図２（２）に示したように、集積回路１０の実装端子１２ａ、１２ｂを対応する接続端子２２ａ、２２ｂの上に配置したとしても、コンデンサ素子１４が静電気放電により破壊するのを防止することができる。そして、実装端子１２と接続端子２２とを接合したのち、図２（１）の２点差線４８において基板２１を切断し、基板切捨て部４４を切除する。これにより、接続端子２２ａ、２２ｂ間の電気的接続が遮断され、実装基板４０に実装した集積回路１０のコンデンサ素子１４の機能を発揮させることができる。なお、延長ループパターン４２の切り捨てられる部分を接地しておくことが望ましい。

図３は、第３実施形態に係る電子部品の実装方法の説明図であって、（１）は実装前の状態を模式的に示した図であり、（２）は実装後の状態を模式的に示した図である。この第３実施形態は、集積回路の構造が前記実施形態と異なっている。

すなわち、集積回路１０Ａは、コンデンサ素子１４の両電極１６ａ、１６ｂを接続した実装端子１２ａ、１２ｂが配線パターン５０によって短絡してある。配線パターン５０は、一部がチップ本体５２の非能動面である上面に露出した露出パターン５４を有していて、レーザなどによって容易に切断できるようにしてある。

このようになっている集積回路１０Ａを実装する場合、図３（１）に示した２点鎖線の矢印３６のように、集積回路１０Ａの各実装端子１２を、実装基板２０の対応する接続端子２２の上に配置し、相互に接合する。実装端子１２と接続端子２２とを接合したならば、図３（２）に示したように、集積回路１０Ａに設けた配線パターン５０の露出パターン５４をレーザなどにより切断する。これにより、配線パターン５０は、切断部５６において実装端子１２ａ側と実装端子１２ｂ側とに分断され、コンデンサ素子１４の電極１６ａ、１６ｂ間に電圧を印加することができる。

この第３実施形態の実装方法によれば、実装基板２０の接続端子２２ａまたは接続端子２２ｂが帯電したとしても、集積回路１０Ａのコンデンサ素子１４の両電極１６を同電位にすることができる。したがって、コンデンサ素子１４が静電気放電によって破壊されるのを防ぐことができる。しかも、コンデンサ素子１４は、実装が行なわれるまで各電極１６が配線パターン５０によって短絡してあるため、実装端子１２ａ、１２ｂのいずれかが帯電したもの（例えば、帯電したマウント装置や作業者）に触れたとしても、実装端子１２ａ、１２ｂが同電位に保持され、電極１６ａ、１６ｂ間において静電気放電を生ずることがない。なお、集積回路１０Ａの露出パターン５４を能動面側に形成して実装端子１２ａ、１２ｂを相互に短絡し、集積回路１０Ａをワイヤボンディングによって実装基板に実装するようにできる。

図４は、温度補償型発振器の温度補償回路を構成する集積回路の実施形態を模式的に示した説明図である。この集積回路６０は、チップ本体６１の能動面に６つの実装端子Ｔ１〜Ｔ６が設けてある。集積回路６０は、実施形態の場合、実装端子Ｔ１〜Ｔ４間において温度補償回路６２が形成される。

すなわち、実装端子Ｔ１と実装端子Ｔ２との間には、周囲温度が基準温度（例えば、２５℃）より低温となったときの周波数変動を補償するためのサーミスタＴＨ１が実装基板などを介して接続される。また、実装端子Ｔ３と実装端子Ｔ４との間には、周囲温度が基準温度より高温となったときの周波数変動を補償するためのサーミスタＴＨ２が実装基板などを介して接続される。そして、集積回路６０は、実装端子Ｔ２と実装端子Ｔ３とに接続したコンデンサ素子Ｃ１が形成してあり、実装端子Ｔ１と実装端子Ｔ３とに接続したコンデンサ素子Ｃ２が形成してある。これらのコンデンサ素子Ｃ１、Ｃ２は、サーミスタＴＨ１とともに基準温度より低温側の温度補償回路を形成する。

また、集積回路６０は、実装端子Ｔ３と実装端子Ｔ４とに接続したコンデンサ素子Ｃ３が形成してある。このコンデンサ素子Ｃ３は、サーミスタＴＨ２とともに基準温度より高温側の温度補償回路を形成する。さらに、集積回路６０は、実装端子Ｔ５と実装端子Ｔ６とに接続した周波数調整用のコンデンサ素子Ｃ４が形成してある。

このようになっている集積回路６０は、実装端子Ｔ１と実装端子Ｔ５との間に水晶振動子６４が接続される。水晶振動子６４は、セラミックなどの絶縁体からなるパッケージ内に水晶振動片６６を有していて、パッケージに設けた外部端子を介して水晶振動片６６の一対の励振電極が実装端子Ｔ１と実装端子Ｔ５とに接続される。なお、水晶振動子６４のパッケージに設けた他の外部端子、および集積回路６０の実装端子Ｔ４、Ｔ６は、破線に示したように、本図に図示しない実装基板のグランド配線に接続される。また、集積回路６０の実装端子Ｔ１には、実装基板に設けた例えばインバータ回路の入力側と帰還抵抗の一側端子（いずれも図示せず）とが接続され、実装端子Ｔ５にはインバータ回路の出力側と帰還抵抗の他側端子とが接続される。これにより、温度補償型水晶発振器（Temperature Compensated Crystal Oscillator：ＴＣＸＯ）が形成される。

このようになっている集積回路６０を実装基板（図示せず）に実装して温度補償型水晶発振器を形成する場合、前記第１実施形態または前記第２実施形態の実装方法を用いることができる。これにより、集積回路６０を構成しているコンデンサ素子Ｃ１〜Ｃ４が静電気放電により破壊されるのを防ぐことができる。

図５は、前記した第３実施形態の実装方法により温度補償型水晶発振器を形成するための集積回路の一例を示したもので、集積回路の非能動面側から平面図を模式的に示したものである。図５に示した集積回路６０Ａは、能動面に実装端子Ｔ１〜Ｔ６が設けてある。また、集積回路６０Ａは、内部が図４に示した前記集積回路６０とほぼ同様に形成してあって、コンデンサ素子Ｃ１〜Ｃ４を有している。集積回路６０Ａが図４の前記集積回路６０と主に異なる点は、チップ本体６１の非能動面６８に複数の短絡パターン７０（７０ａ〜７０ｄ）が形成してある。これらの短絡パターン７０は、チップ本体６１の内部に設けた配線パターンに接続してあり、コンデンサ素子Ｃ１〜Ｃ４の静電気放電による破壊を防止できるようにしてある。

すなわち、短絡パターン７０ａは、コンデンサ素子Ｃ１を接続した実装端子Ｔ２、Ｔ３間を短絡するように形成してある。同様に、短絡パターン７０ｂは、コンデンサ素子Ｃ２を接続した実装端子Ｔ１と実装端子Ｔ３とを短絡し、短絡パターン７０ｃは実装端子Ｔ３と実装端子Ｔ４とを短絡し、短絡パターン７０ｄは実装端子Ｔ５と実装端子Ｔ６とを短絡している。また、短絡パターン７０ａ、７０ｂ、７０ｃは、実施形態の場合、相互に接続してある。

このようになっている集積回路６０Ａは、実装端子Ｔ１〜Ｔ６と実装基板の接続端子とを接合したのち、レーザなどを用いて短絡パターン７０ａ〜７０ｄのそれぞれの一部を切断する。これにより、実装基板またはマウント装置が帯電していたとしても、コンデンサ素子Ｃ１〜Ｃ４の静電気放電による破壊を防止しつつ集積回路６０Ａを実装基板に実装することができる。

図６は、他の実施形態に係る集積回路の要部を模式的に示したものである。この集積回路６０Ｂは、チップ本体６１の非能動面６８に設けた短絡パターンだけが集積回路６０Ａと異なっている。すなわち、集積回路６０Ｂは、チップ本体６１の非能動面６８に短絡パターン８０（８０ａ〜８０ｆ）を有している。各短絡パターン８０は、一端がチップ本体６１の内部に形成した配線パターンを介して対応する実装端子Ｔ１〜Ｔ６に接続してある。そして、各短絡パターン８０の他端は、非能動面６８の中央部の集結点８２において相互に接続してある。このようになっている集積回路６０Ｂは、実装後に集結点８２における各短絡パターン８０の相互の接続を遮断すればよい。したがって、レーザビームのヘッドを複数の切断点に対応させた位置に移動させる必要がなく、短絡パターンを切断するための制御が容易になる。なお、集結点８２は、非能動面の任意の位置に形成してよい。

前記実施形態は、本発明の一態様であって、前記実施形態に限定されるものではない。例えば、前記実施形態においては、集積回路６０を実装基板２０に実装する場合について説明したが、基板となる水晶発振器のパッケージ底部に集積回路６０を搭載する場合にも適用することができる。また、前記実施形態においては、圧電デバイスが温度補償型水晶発振器である場合について説明したが、圧電デバイスは電圧制御型水晶発振器（ＶＣＸＯ）や他の発振器などであってもよいし、水晶以外の圧電体を用いた発振器であってもよい。また、前記実施形態においては、コンデンサ素子の静電気放電による破壊を防止する場合について説明したが、静電気放電による破壊を防止する対象は、トランジスタやダイオード、絶縁膜などであってもよい。

本発明の第１実施形態に係る電子部品の実装方法を説明する図である。 本発明の第２実施形態に係る電子部品の実装方法を説明する図である。 本発明の第３実施形態に係る電子部品の実装方法を説明する図である。 圧電発振器の温度補償回路を構成する集積回路の実施形態を模式的に示した説明図である。 第３実施形態の実装方法を適用する集積回路の一例を模式的に示した図である。 他の実施形態に係る集積回路の要部を模式的に示し図である。

符号の説明

１０………電子部品（集積回路）、１２ａ〜１２ｃ………実装端子、１４………コンデンサ素子、２０、４０………基板（実装基板）、２２ａ〜２２ｃ………接続端子、２４ａ、２４ｂ………部品端子、２６ａ、２６ｂ………配線パターン、３０………回路ユニット、４２、４６………短絡回路（延長ループパターン、延長パターン）、４４………基板切捨て部、５０………配線パターン、５４………露出パターン、５６………切断部、６０、６０Ａ、６０Ｂ………電子部品（集積回路）、６４………水晶振動子、７０ａ〜７０ｄ………短絡パターン、８０ａ〜８０ｆ………短絡パターン、Ｃ１〜Ｃ４………コンデンサ素子、Ｔ１〜Ｔ６………実装端子。

Claims (8)

1. 電子部品の実装端子が電気的に接続される基板に設けた複数の接続端子を相互に電気的に接続した短絡回路を設けておき、
   前記実装端子を前記接続端子に電気的に接続したのち、前記短絡回路を開放する、
   ことを特徴とする電子部品の実装方法。
2. 請求項１に記載の電子部品の実装方法において、
   前記短絡回路は、接地してあることを特徴とする電子部品の実装方法。
3. 請求項１または２に記載の電子部品の実装方法において、
   前記短絡回路は、前記接続端子に接離自在な回路ユニットであることを特徴とする電子部品の実装方法。
4. 請求項１または２に記載の電子部品の実装方法において、
   前記短絡回路は、少なくとも一部が前記基板の切捨て部に形成してあることを特徴とする電子部品の実装方法。
5. 電子部品の複数の実装端子を相互に電気的に接続しておき、
   前記実装端子を基板の接続端子に電気的に接続したのち、
   前記複数の実装端子間の電気的接続を切断する、
   ことを特徴とする電子部品の実装方法。
6. 複数の実装端子を相互に接続した配線パターンを備え、前記配線パターンの少なくとも一部が露出させてあって、前記実装端子を基板の接続端子に電気的に接続したのちに切断可能にしてあることを特徴とする電子部品。
7. 請求項１ないし５のいずれかの電子部品の実装方法の工程を有することを特徴とする圧電デバイスの製造方法。
8. 請求項７に記載の圧電デバイスの製造方法により製造したことを特徴とする圧電デバイス。

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