JP2007267113A - 圧電デバイス及びその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】実装面積を小さくし、かつ、低背化を可能とする圧電デバイス及びその製造方法
を提供すること。
【解決手段】上面20aに電極端子部21を有する基板20と、基板20の上側に配置さ
れた電子部品40と、電子部品40の上側に配置された圧電振動子30とを備えた圧電デ
バイスであって、電子部品40のパッド部41を有する面40aと反対側の面40bが、
圧電振動子30の外部端子部35を有する下面30aに接合され、電子部品40のパッド
部41と圧電振動子30の外部端子部35とがワイヤボンディングされたものであり、電
子部品40のパッド部41を有する面40aが基板20の上面20aにフェイスダウン実
装されている。
【選択図】図2

Description

本発明は、基板上に電子部品と圧電振動子とを備えた圧電デバイス及びその製造方法に
関する。
HDD(ハード・ディスク・ドライブ)、モバイルコンピュータ、あるいはICカード
等の小型の情報機器や、携帯電話、自動車電話、またはページングシステム等の移動体通
信機器において、圧電デバイスが広く使用されている。
図13は、従来の圧電デバイス1の一部を切り欠いて内部構造を示した側面図である(
例えば、特許文献1参照)。
この図に示される圧電デバイス1は、基板2と電子部品3と圧電振動子4とを有してい
る。
基板2の上面には柱部材7が設けられており、この柱部材7の上に圧電振動子4を搭載
して、圧電振動子4と基板2との間に空間Sを形成し、この空間S内に電子部品3を配置
するようにしている。
また、基板2は、その上面に、実装端子5と電気的に接続された電極端子部6を有して
おり、この電極端子部6と電子部品3とが電気的に接続されている。
そして、電子部品3と圧電振動子4とは、柱部材7に設けられた配線パターン8を通じ
て電気的に接続されている。
このようにして、圧電デバイス1は、圧電振動子4の下側に電子部品3を配置すること
で、圧電デバイス1全体の幅が、圧電振動子4の幅にほぼ等しくなるようにし、実装面積
を小さくしている。
特開2002−64333特許公開公報
ところで、近年、情報機器などの電子機器ではその薄型化が急速に進んでおり、その電
子機器に用いられる圧電デバイスについても、薄型化が要求されている。
これに対し、図13に示すような圧電デバイス1では、確かに実装面積を小さくするこ
とはできるが、基板2と電子部品3と圧電振動子4とを高さ方向に並べているため、高さ
方向の寸法が大きくならざるを得ず、薄型化の要求に応えることができない。
本発明は、実装面積を小さくし、かつ、低背化を可能とする圧電デバイス及びその製造
方法を提供することを目的とする。
上述の目的は、第1の発明によれば、上面に電極端子部を有する基板と、前記基板の上
側に配置された電子部品と、前記電子部品の上側に配置された圧電振動子とを備えた圧電
デバイスであって、前記電子部品のパッド部を有する面と反対側の面が、前記圧電振動子
の外部端子部を有する下面に接合され、前記電子部品のパッド部と前記圧電振動子の外部
端子部とがワイヤボンディングされたものであり、前記電子部品のパッド部を有する面が
前記基板の上面にフェイスダウン実装されている、電気的機械的に接続されている圧電デ
バイスにより達成される。
第1の発明の構成によれば、圧電デバイスは、基板と、この基板の上側に配置された電
子部品と、この電子部品の上側に配置された圧電振動子とを備えているため、圧電振動子
と電子部品と基板とを垂直方向に重ねるように配置して、実装面積を小さくできる。
さらに、圧電振動子と電子部品とについては、圧電振動子の外部端子部が設けられた下
面に電子部品を接合しているため、圧電振動子と電子部品との間には、例えば接合用の接
着剤が形成するスペースしかない。また、電子部品と基板とについては、電子部品を基板
の上面にフェイスダウン実装しているため、電子部品と基板との間にも、例えばフェイス
ダウン実装用のバンプが形成するスペースしかない。
そして、このように圧電振動子と基板とで電子部品を挟み込むようにしても、電子部品
のパッド部は、ワイヤボンディングとフェイスダウン実装の双方を利用して、圧電振動子
及び基板と電気的な接続を可能としている。なお、電子部品のワイヤボンディングされた
面が基板の上面にフェイスダウン実装されても、基板のワイヤボンディングに対応する部
分に端子部等の導電体がなければ、短絡の心配もない。
したがって、本発明によれば、実装面積を小さくし、かつ、低背化を可能とする圧電デ
バイスを提供することができる。
第2の発明は、第1の発明の構成において、前記電子部品は、前記基板にバンプを用い
てフリップチップ接続されており、前記バンプは、前記ワイヤボンディング用のワイヤが
前記基板に接触しないような高さを有することを特徴とする。
第2の発明の構成によれば、フリップチップ接続用のバンプは、ワイヤボンディング用
のワイヤが基板に接触しないような高さを有するため、ワイヤが基板に接触して傷むこと
を防止できる。
第3の発明は、第1または第2の発明の構成において、前記基板は、前記パッド部と前
記外部端子部とをワイヤボンディングする位置に対応して、貫通孔又は切り欠き部が形成
されていることを特徴とする。
第3の発明の構成によれば、基板は、パッド部と外部端子部とをワイヤボンディングす
る位置に対応して、貫通孔又は切り欠き部が形成されている。このため、電子部品を基板
にフェイスダウン実装し、次いで、電子部品と圧電振動子とを接合した後であっても、貫
通孔又は切り欠き部にキャピラリ等を挿入して、パッド部と外部端子部とをワイヤボンデ
ィングできる。したがって、電子部品と圧電振動子とを接合する前に、電子部品を基板に
フェイスダウン実装して、その実装の位置合わせをより正確に行うことができる。また、
ボンディングワイヤについて、高さ方向の寸法が若干大きくなっても、ワイヤが貫通孔又
は切り欠き部内に挿入されて、基板に接触することがなくなる。
第4の発明は、第1ないし第3の発明のいずれかの構成において、前記圧電振動子の上
面が外部に露出するようにして、少なくとも前記圧電振動子の下面と前記基板の上面との
間が樹脂モールドされていることを特徴とする。
第4の発明の構成によれば、少なくとも前記圧電振動子の下面と前記基板の上面との間
が樹脂モールドされているため、電子部品やボンディングワイヤ等を保護すると共に、圧
電振動子と基板との接合を高めることができる。
そして、樹脂モールドの際は、圧電振動子の上面が外部に露出するようにしているため
、圧電振動子の上面に樹脂が付着して、圧電発振器の高さ寸法が大きくなることを防止で
きる。
また、上記目的は、第5の発明によれば、上面に電極端子部を有する基板と、前記基板
の上側に配置された電子部品と、前記電子部品の上側に配置された圧電振動子とを備えた
圧電デバイスの製造方法であって、前記圧電振動子の外部端子部を有する下面に、前記電
子部品のパッド部を有する面と反対側の面を接合する工程と、前記パッド部と前記外部端
子部とをワイヤボンディングする工程と、前記電子部品のパッド部を有する面を前記基板
の上面にフェイスダウン実装する工程とを備えた圧電デバイスの製造方法により達成され
る。
第5の発明の構成によれば、圧電振動子の外部端子部を有する下面に、電子部品のパッ
ド部を有する面と反対側の面を接合する工程と、パッド部と外部端子部とをワイヤボンデ
ィングする工程とを有する。このため、圧電振動子と電子部品とは、その間に例えば接合
用の接着剤が形成するスペースしかつくらずに機械的に接続できると共に、ワイヤボンデ
ィングで電気的な接続も可能となる。
そして、電子部品のパッド部を有する面を、基板の上面にフェイスダウン実装する工程
を有する。このため、電子部品と基板とは、その間に例えばフェイスダウン実装用のバン
プが形成するスペースしかつくらずに機械的に接続できると共に、電気的な接続も可能と
なる。
したがって、本発明によれば、実装面積を小さくし、かつ、低背化を可能とする圧電デ
バイスの製造方法を提供することができる。
また、上記目的は、第6の発明によれば、上面に電極端子部を有する基板と、前記基板
の上側に配置された電子部品と、前記電子部品の上側に配置された圧電振動子とを備えた
圧電デバイスの製造方法であって、前記電子部品のパッド部を有する面を、前記基板の上
面にフェイスダウン実装する工程と、前記圧電振動子の外部端子部を有する下面に、前記
電子部品のパッド部を有する面と反対側の面を接合する工程と、前記パッド部と前記外部
端子部とをワイヤボンディングする工程とを備え、前記ワイヤボンディングする工程の前
に、前記基板に、前記ワイヤボンディングをする位置に対応させて、貫通孔又は切り欠き
部を形成する圧電デバイスの製造方法により達成される。
第6の発明の構成によれば、電子部品を基板の上面にフェイスダウン実装する工程と、
圧電振動子の下面に電子部品を接合する工程と、パッド部と外部端子部とをワイヤボンデ
ィングする工程とを有する。このため、第5の発明と同様に、圧電振動子と電子部品との
間、及び電子部品と基板との間のスペースを最小限にしながら電気的機械的な接続を可能
とする。したがって、実装面積を小さくし、かつ、低背化を可能とする圧電デバイスの製
造方法を提供することができる。
さらに、第6の発明の場合、上述した第5の発明と異なり、圧電振動子の下面に電子部
品を接合する工程の前に、電子部品のパッド部を有する面を、基板の上面にフェイスダウ
ン実装する。したがって、圧電振動子を介することなく、直接、電子部品の外形を見なが
ら基板上にフェイスダウン実装できるため、フェイスダウン実装の位置決めが正確にでき
る。
そして、ワイヤボンディングする工程の前に、基板に、ワイヤボンディングをする位置
に対応させて、貫通孔又は切り欠き部を形成しておく。したがって、ワイヤボンディング
するよりも前に、電子部品を基板上にフェイスダウン実装したとしても、貫通孔又は切り
欠き部にキャピラリ等を挿入させてワイヤボンディングできる。
図1及び図2は、本発明の第1の実施形態に係る圧電デバイスの例として圧電発振器1
0を示しており、図1(a)は圧電発振器10の概略平面図、(b)は圧電発振器10の
概略底面図、図2は図1のA−Aの断面図である。なお、説明の便宜上、これらの図では
、後述するモールド樹脂を透過して図示している。
これらの図において、圧電発振器10は、基板20と、この基板20の上面20aに配
置された電子部品40と、この電子部品40の上側に配置された圧電振動子30とを備え
ている。
圧電振動子30は、内部空間S1が形成された矩形状のパッケージ38を有する表面実
装型の振動子であり、このパッケージ38の内部空間S1に露出した内側底面には、例え
ば、タングステンメタライズ上にニッケルメッキ及び金メッキで形成した電極部31,3
1が設けられている。この電極部31,31は、圧電振動子30の下面(底部)30aの
周縁部の角部付近に設けられた外部端子部35,35(図1点線部分)と電気的に接続さ
れている。そして、電極部31,31の上面には、導電性接着剤37,37が用いられて
、水晶等の圧電材料により形成された圧電振動片36が接合固定され、これにより、外部
端子部35と圧電振動片36とは電気的に接続されるようになっている。
また、パッケージ38の開放された上側の端面には、ロウ材(図示せず)を用いて蓋体
34が接合され、内部空間S1が密封されている。
なお、蓋体34を金属製にしてアース接地するようにしてもよいが、蓋体34を薄板ガ
ラス等の光を透過する材料とし、図2に示されるように、蓋封止後であっても、外部から
レーザ光Lを圧電振動片36の金属被覆部(図示せず)に照射して、質量削減方式により
周波数調整を行うようにしてもよい。
電子部品40は、本実施形態の場合、少なくとも圧電振動子30を発振させる回路を有
する半導体素子等から形成された発振回路素子(以下、「ICチップ」という)であり、
好ましくは、圧電振動片36の特性に応じた温度補償用のデータが書き込まれている。こ
のICチップ40は、圧電振動子30や基板20よりも小さな外形を有し(即ち、長手方
向および幅方向の寸法について、圧電振動子30や基板20に比べて小さく)、圧電振動
子30と基板20との間から突出しないように配置されている。
また、ICチップ40は、図2に示すように、主面の片側の面(図2の下側の面)40
aにのみ複数のパッド部41,41,・・・が設けられている。ICチップ40のパッド
部41の数や種類は、ICチップの種類により変わるのは勿論であるが、本実施形態のパ
ッド部41は、圧電振動子30と電気的に接続されたゲート/ドレイン(G/D)端子4
1a、実装端子部と接続された発振回路の入出力端子41b、発振回路にデータを書き込
むための制御端子41c、グランド端子41dからなっている。
なお、図2では、全てのパッド部41を図示しておらず、例えば、圧電振動子30と接
続されるゲート/ドレイン(G/D)端子41aは、ICチップ40の周縁の2箇所に設
けられている。本実施形態の場合、二つのゲート/ドレイン(G/D)端子41aは、他
の端子41b〜41dよりも外側にあり、圧電振動子30の外部端子部35、35に近接
するように配置されている。
基板20は、平板状のリジット基板やフレキシブル基板などからなり、本実施形態の場
合、その水平方向の幅が圧電振動子30の水平方向の幅と略同じであり、平面視において
圧電振動子30と重なり合うように配置されている。そして、基板20には、ICチップ
40や圧電振動子30に対して、外部から信号や駆動電圧等を与えるために、図1(b)
及び図2に示されるように、下面(底面)20bに、実装端子25,25,25,25、
及び調整端子32,32が設けられている。なお、複数の実装端子25のうち一つはグラ
ンド端子、一つはダミー端子であり、四隅に端子を形成することで、実装の際、バランス
が取れるようになっている。
具体的には、基板20は可撓性を備える程度に薄く形成されており、例えば、耐熱性な
どを考慮してポリイミドやガラスエポキシ等で形成された絶縁性フィルムと、この絶縁フ
ィルムの上面に形成された複数の電極端子部21,21,・・・とを備えている。
これらの電極端子部21,・・・は、銅箔などの導電性材料が用いられて、基板20の
上面20aに形成されており、その一部は、配線パターン23、ビアホール27等を介し
て、実装端子25,25,25,25と電気的に接続されて、入出力やアース接地のため
の端子となる。また、複数の電極端子部21,・・・のうち一部は、調整端子32,32
と電気的に接続されて、ICチップ40にデータを書き込むための端子となる。
また、基板20は、各電極端子部21のみが上側に露出するように、フォトリソグラフ
ィー技術を用いて、絶縁膜(図示せず)を形成するようにしている。これにより、各電極
端子部21間や基板20を引き回された配線パターンが絶縁膜(図示せず)で覆われるた
め、後述するワイヤボンディングやフリップチップ接続における短絡を有効に防止できる
ここで、圧電発振器10については、図2に示すように、圧電振動子30とICチップ
40とは、圧電振動子30の外部端子部35を有する下面30aに、ICチップ40のパ
ッド部41を有する面40aと反対側の面40bを接合するようにしている。
具体的には、圧電振動子30の外部端子部35の近傍に、ICチップ40のパッド部4
1であるゲート/ドレイン(G/D)端子41aが配置されるようにして、非導電性の接
着剤(図示せず)をもって、ICチップ40を圧電振動子30の下面30aに接合固定し
ている。
そして、ICチップ40のパッド部41であるゲート/ドレイン(G/D)端子41a
と外部端子部35とをワイヤボンディングして、圧電振動子30とICチップ40とを接
続するようにしている。
なお、上述のように、ゲート/ドレイン(G/D)端子41aと外部端子部35とは近
接して配置されているので、ボンディングワイヤ42の長さや高さ方向(図2の上下方向
)の寸法を極力抑えることができる。
また、ICチップ40と基板20については、ICチップ40のパッド部41を有する
面(即ち、上述のボンディングワイヤをした面)40aを、基板20の上面20aにフェ
イスダウン実装して接続するようにしている。
具体的には、ICチップ40の各パッド部41にバンプ(突起電極)44を形成してフェ
イスダウンをし、バンプ44と電極端子部21を電気的に接続、すなわちフリップチップ
接続するのが一般的である。
このバンプ44は、好ましくはワイヤボンディング用のワイヤ42が基板20に接触し
ないような高さを有しており、フェイスダウン実装した際に、ワイヤ42の頂点と基板2
0の上面20aとの間には隙間d1が形成されるようになっている。
なお、本実施形態の場合、フリップチップ接続の方式は、バンプ44及び基板20の電
極端子部21の双方を金(Au)で形成して、荷重と超音波によりバンプ44と電極端子
部21とを融着接合するAu−Au接合方式を採用しているが、本発明はこれに限らず、
Au−Su接合方式等の他の金属接合、或いは、半田や異方性導電性ペーストを用いる熱
圧着方式などを採用しても勿論よい。
そして、圧電発振器10は、圧電振動子30の上面(蓋体34)が外部に露出するよう
にして、少なくとも圧電振動子30の下面30aと基板20の上面20aとの間が樹脂5
0でモールドされている。これにより、圧電振動子30と基板20との間に配置されたI
Cチップ40やワイヤ42等を保護すると共に、圧電振動子30、ICチップ40、及び
基板20の接合強度を向上させている。なお、樹脂50には、例えば熱硬化性の液体樹脂
などを利用することができる。
また、樹脂50は、圧電振動子30の蓋体34の外側にも付着しており、これにより蓋
体34の欠けや割れを防止できるようになっている。
本実施形態は、このように、ICチップ40の同じ面40aに設けられた複数のパッド
部41に対して、ワイヤボンディングとフリップチップ接続を併用することで、圧電振動
子30と基板20との間にICチップ40をほとんど隙間なく挟み込むと共に、圧電振動
子30とICチップ40、及び基板20とICチップ40の電気的な接続を可能にしてい
る。
なお、圧電発振器10の製造方法の詳細については後述するが、圧電振動子30とIC
チップ40とを接合して、ワイヤボンディングした後に、フリップチップ接続するように
している。このため、フリップチップ接続において、カメラでICチップ40の位置を直
接検出せずに、圧電振動子30の位置を検出しながら、ICチップ40をフェイスダウン
するようにしている。したがって、圧電振動子30とICチップ40との接合位置の誤差
を考慮にいれて、基板20の電極端子部21を予め大きく形成しておくことが好ましい。
次に、この圧電発振器10の製造方法について、図3ないし図5を参照しながら説明す
る。
図3は圧電発振器10の製造工程であり、図4は図3の下準備工程(ST0)の基板に
関する概念図であり、図5は図3のST1〜ST3に対応した図、図6は図3のST4及
びST5に対応した図である。
すなわち、図3に示されるように、圧電発振器10は、上述した圧電振動子30とIC
チップ40と基板20(図1及び図2参照)を、別々に用意して下準備をしておき(図3
のST0:下準備工程)、これらを後で接続する本工程を行なう(図3のST1〜6)。
なお、この下準備工程の際、基板20については、図4に示すように、複数の圧電発振
器を同時に形成することができるように、複数の圧電発振器の大きさに対応した長さを有
する複数の基板20,・・・が一列につながったフィルム状基板26を形成する。具体的
には、フィルム状のポリイミド等を成分とする絶縁性フィルムの上面に、銅箔などの導電
性材料を用いて、エッチング、印刷、蒸着、メッキなどの技術により複数の電極端子部2
1,・・・を設ける。そして、フィルム状基板26の上面全体にレジストを塗布してマス
クをし、電極端子部21の箇所のみを露光し、電極端子部21のみが露出するようにした
絶縁膜を形成する。なお、図4の点線部分は、後述する図3のST5のダイシング工程に
おける切断線である。
そして、本工程(図3のST1〜6)では、図5(a)に示されるように、圧電振動子
30の外部端子部35を有する下面30aを上向きにして治具J1に載置し、この下面3
0aに、図示しない接着剤を用いてICチップ40を接合固定する。この際、下面30a
には、ICチップ40のパッド部41を有する面40aと反対側の面40bを接合する(
図3のST1:機械的接合)。また、外部端子部35を覆わないようにICチップ40を
接合する。
次いで、図5(b)に示されるように、圧電振動子30を治具J1に載置して、ICチ
ップ40のパッド部41を有する面40aを上向きにしたまま、ICチップ40のパッド
部41であるゲート/ドレイン端子41aと、圧電振動子30の外部端子部35とを、図
示しないキャピラリ等のツールを用いてワイヤボンディングする(図3のST2)。なお
、ワイヤボンディングは通常用いられる方法でよく、金線等のワイヤを用いている。
次いで、ICチップ40のパッド部41を有する面40aを基板20の上面にフェイス
ダウン実装する(図3のST3)。具体的には、図5(b)の状態のまま、即ち、ICチ
ップ40のパッド部41を有する面40aを上向きにしたまま、パッド部41にバンプを
形成する。バンプには、めっきバンプや金属バンプ等、様々のものを用いることができる
が、一例を挙げると、金(Au)などで形成されたワイヤ先端をスパークさせてボール状
にした後、パッド部41にそのボールを押し付けて接合させた後に、ワイヤを引きちぎっ
て形成するスタッドバンプを用いる。
そして、図5(c)に示されるように、下準備工程(図3のST0)で形成した複数の
基板を一列につなげたフィルム状基板26を図示しない治具に搭載し、ICチップ40の
パッド部41を有する面40aを下向きにして、ICチップ40が接合された圧電振動子
30をボンディングヘッドBHで支持する。
その後、圧電振動子30の上方に配置された画像認識カメラCAで圧電振動子30の外
形や位置を検出しながら、複数のバンプ44,・・・の夫々が、フィルム状基板26の複
数の電極端子部21,・・・の夫々に対向するように位置決めして、複数のバンプ44,
・・・の夫々と複数の電極端子部21,・・・の夫々とを接触させる。そして、ボンディ
ングヘッドBHで超音波を印加しながら圧着する。
次いで、図6(d)に示すように、少なくとも圧電振動子30の下面30aとフィルム
状基板26の上面との間を樹脂モールドする(図3のST4)。本実施形態の場合、圧電
振動子30の蓋体34の外側も樹脂モールドして、蓋体34の欠けや割れを防止している
。なお、樹脂モールドは、金型を用いて、エポキシ樹脂などの絶縁部材でインジェクショ
ンモールドしてもよく、あるいは、スクリーン印刷等により樹脂を塗布してもよい。この
際、樹脂50は圧電振動子30の上面(即ち、蓋体)34が外部に露出するようにして充
填あるいは塗布することが好ましい。なお、圧電振動子30の上面34に樹脂50が付着
した場合は、上面34に付着した樹脂を、ブラストやブラシをかけるなどして除去すると
よい。
次いで、図6(d)の切断線CL,CL,・・・の位置でダイシングして(図3のST
5)、個々の圧電発振器を形成する。
次いで、個々の圧電発振器の振動特性などの電気的特性を検査し、基板20の底面に設
けられた調整端子32を用いて、圧電発振器の特性に応じた温度補償用データ等のデータ
をICチップに書き込んで周波数調整を行なう。また、所定の振動特性を得られないとき
は、図2に示されるようにレーザ光Lを透明な蓋体を透過させてパッケージ38内の圧電
振動片36の金属被覆部に照射して、質量削減方式により周波数調整を行い(図3のST
6:検査/調整)、圧電発振器を完成させる。
以上説明した通り、圧電発振器10は、基板20の上面20aに配置されたICチップ
40と、このICチップ40の上側に配置された圧電振動子30とを備えているため、圧
電振動子30とICチップ40と基板20とを垂直方向に重ね合わせて、実装面積を小さ
くできる。
さらに、圧電振動子30の外部端子部35が設けられた下面30aにICチップ40を
接合しているため、圧電振動子30とICチップ40との間に接着剤のスペースがあれば
十分である。また、ICチップ40を基板20の上面20aにフェイスダウン実装してい
るため、ICチップ40と基板20との間にも、フェイスダウン実装用のバンプ44を形
成するスペースがあれば十分である。
そして、このように圧電振動子30と基板20とでICチップ40を挟み込むようにし
て薄型化しても、ICチップ40のパッド部41は、ワイヤボンディングとフェイスダウ
ン実装の双方を利用して、圧電振動子30及び基板20に電気的に接続することが可能で
ある。
図7および図8は、本発明の第2の実施形態に係る圧電デバイスの例として圧電発振器
12を示しており、図7は圧電発振器12を底面側から斜めに見た概略斜視図、図8は図
7のB−B線概略切断断面図である。
これらの図において、図1ないし図6の実施形態で用いた符号と同一の符号を付した箇
所は共通する構成であるから、重複した説明は省略し、以下、相違点を中心に説明する。
この圧電発振器12が、図1ないし図6の圧電発振器10と主に異なるのは、基板20の
形状である。
すなわち、本第2の実施形態の基板20は、パッド部41と外部端子部35とをワイヤ
ボンディングする位置に対応して、貫通孔又は切り欠き部52が形成されている。
この貫通孔又は切り欠き部52は、後述する製造方法において、ワイヤボンディング用
のキャピラリ等を挿入する孔であって、樹脂モールドされる前の状態において、圧電振動
子30とICチップ40と基板20とを垂直方向に重ね合わせた際に、外部端子部35と
パッド部41であるゲート/ドレイン(G/D)端子41aが、外部に露出する位置に設
けられている。
具体的には、貫通孔又は切り欠き部52は、基板20の下面(底面)20bの四隅の実
装端子25,25,25,25及び調整端子32,32が設けられていない領域であって
、かつ、ワイヤボンディングの際に、ワイヤ42,42が他のパッド部41や電極端子部
21に接触する恐れの少ない領域に設けられている。このため、本実施形態では、基板2
0の長手方向の両端部であって、幅方向の中央付近(図7の平行斜線で示す領域)を切り
欠くようにして形成されている。なお、貫通孔又は切り欠き部52の部分は、樹脂モール
ドされて封止されている。
そして、この貫通孔又は切り欠き部52を、基板20の長手方向の両端部であって、幅
方向の中央付近に形成するようにしたため、ボンディング用のワイヤ42,42も、長手
方向の両端部であって、幅方向の中央付近に形成されることになる。したがって、ICチ
ップ40のパッド部41であるゲート/ドレイン(G/D)端子41a、及び、圧電振動
子30の圧電振動片と電気的に接続された外部端子部35,35は、いずれも、圧電発振
器12の長手方向の両端部であって、幅方向の中央付近に配置されている。
次に、この第2の実施形態に係る圧電発振器12の製造方法について、図9ないし図1
2を参照しながら説明する。
図9は圧電発振器12の工程図であり、図10は図9の下準備工程(ST10)の基板
に関する概念図であり、図11は図9のST11及びST12に対応した図、図12は図
9のST13及びST14に対応した図である。なお、図12(c)の上段は図9のST
13の際の概略平面図、下段は上段の図のC−C線概略切断断面図であるが、図面が煩雑
にならないように、圧電振動子30とICチップ40の内部構造は省略している。
すなわち、この圧電発振器12の工程では、図3及び図4で説明した第1の実施形態と
同様に、圧電振動子とICチップと基板を別々に用意して下準備をしておき(図9のST
10:下準備工程)、これらを後で接続する本工程を行なう(図9のST11〜16)。
この下準備工程の際、基板20については、図10に示すように、複数の圧電発振器の
大きさに対応した長さを有する複数の基板20,・・・が一列につながったフィルム状基
板26を形成するが、各基板20の幅方向の中央部付近であって、切断線CLを横断する
ようにして貫通孔52−1を形成する。この貫通孔52−1はワイヤボンディングをする
位置に対応しており、切断線CL,CL,・・・で切断されると、上述した貫通孔又は切
り欠き部52となる。
そして、この第2の実施形態の本工程(図9のST11〜16)では、図11(a)に
示されるように、先ず、ボンディングヘッドBHでICチップ40を支持して、ICチッ
プ40のパッド部41を有する面40aを基板20の上面20aにフェイスダウン実装す
る(図9のST11)。
このように、第2の実施形態では、ICチップ40を圧電振動子30に接合する前に、
フェイスダウン実装しているので、画像認識カメラCAは、圧電振動子30を介してでは
なく、ICチップ40自体の外形及び位置を検出することができる。したがって、圧電振
動子30とICチップ40との接合位置の誤差を考慮することなく、ICチップ40をよ
り正確に位置決めして、バンプ44と基板20の電極端子部21とを接続することができ
る。
次いで、図11(b)に示されるように、圧電振動子30の外部端子部35を有する下
面30aに、ICチップ40のパッド部41を有する面40aと反対側の面40bを、図
示しない接着剤を用いて接合する(図9のST12:機械的接合)。具体的には、圧電振
動子30の長手方向の両端部に設けた外部端子部35,35に挟まれた領域に、ICチッ
プ40を接合固定する。
次いで、図12(c)に示されるように、基板20の下面(底面)20bが上向きにな
るように反転させて、パッド部41,41であるゲート/ドレイン(G/D)端子41a
,41aと外部端子部35,35とをワイヤボンディングする(図9のST13)。
この際、ワイヤボンディングは、基板20に形成した貫通孔52−1を利用してボンディ
ングする。すなわち、貫通孔52−1は、ワイヤボンディングをする位置に対応して形成
したため、図12(c)の上段の図に示されるように、上から見ると、ICチップ40の
パッド部41,41であるゲート/ドレイン(G/D)端子41a,41a、及び圧電振
動子30の外部端子部35,35が、外部に一体的に露出する格好となっている。このた
め、図12(c)の下段の図に示されるように、キャピラリKYを貫通孔52−1に挿入
して、容易にボンディングワイヤができるようになる。
次いで、図12(d)に示されるように、樹脂モールドする(図9のST14)。なお
、モールドは、金型を用いてインジェクションモールドするようにしてもよいが、本実施
形態では、樹脂50をポッティングして塗布している。すなわち、圧電振動子30と基板
20との間の高さ方向のスペースが水平方向になるように横倒しにして、これを図示しな
い治具に載置し、フィルム状部材56で、上述した貫通孔52−1やその他の隙間を塞い
で、樹脂50を塗布している。
次いで、第1の実施形態と同様に、圧電発振器が個片になるように、図10の切断線C
L,・・・の位置でダイシングし(図9のST15)、その後、検査及び/又は調整をし
て(図9のST16)、圧電発振器を完成させる。
本発明の第2の実施形態は以上のように構成されており、第1の実施形態と同様の作用
効果を発揮する。
さらに、圧電振動子30にICチップ40を接合する前に、ICチップ40のパッド部
41を有する面40aを、基板20の上面20aにフェイスダウン実装しているため、直
接、ICチップ40の位置を検出しながら、基板20上にフェイスダウン実装できるため
、フェイスダウン実装の位置決めが正確にできる。
そして、基板20に、ワイヤボンディングをする位置に対応させて、貫通孔又は切り欠
き部52(52−1)を形成している。したがって、上述のように、フェイスダウン実装
を先に行なったとしても、貫通孔又は切り欠き部52(52−1)にキャピラリ等を挿入
させて、外部端子部35とパッド部41とをワイヤボンディングできる。
また、圧電発振器12は、ボンディング用のワイヤ42が、高さ方向の寸法が大きくな
ってしまっても、貫通孔又は切り欠き部52内に挿入されて、基板20に接触することが
なくなる。
なお、本第2の実施形態では、ワイヤボンディングする工程(図9のST13)の前に
、基板26(図12参照)に、ワイヤボンディングする位置に対応させて、貫通孔又は切
り欠き部52−1(図12参照)を形成する工程を備えている。すなわち、フィルム状基
板26を形成した後に、このフィルム状基板26に貫通孔又は切り欠き部52−1(図1
2参照)を形成するための後加工をしている。この点、本発明はこのような実施形態に限
られるものではなく、上述した貫通孔又は切り欠き部を形成する工程を省略して、ワイヤ
ボンディングをする位置に対応した貫通孔又は切り欠き部52−1(図12参照)を予め
形成するようにしてもよい。すなわち、後加工することなく、基板26(具体的には、フ
ィルム状のポリイミド等を成分とする絶縁性フィルム)を形成する際に、貫通孔又は切り
欠き部を形成するようにしてもよい。
本発明は上述の実施形態に限定されない。実施形態や各変形例の各構成はこれらを適宜
組み合わせたり、省略し、図示しない他の構成と組み合わせることができる。
本発明の第1の実施形態に係る圧電デバイスの例として圧電発振器を示しており、(a)は圧電発振器の概略平面図、(b)は圧電発振器の概略底面図。 図1のA−A線概略切断断面図。 本発明の第1の実施形態に係る圧電発振器の製造工程図。 図3の下準備工程の基板に関する概念図。 図3のST1〜ST3に対応した概念図。 図3のST4及びST5に対応した概念図。 本発明の第2の実施形態に係る圧電デバイスの例として圧電発振器を底面側から斜めに見た概略斜視図。 図7のB−B線概略切断断面図。 本発明の第2の実施形態に係る圧電発振器の工程図。 図9の下準備工程の基板に関する概念図。 図9のST11及びST12に対応した概念図。 図9のST13及びST14に対応した概念図。 従来の圧電デバイスの一部を切り欠いて内部構造を示した側面図。
符号の説明
10,12・・・圧電デバイス(圧電発振器)、20・・・基板、21・・・電極端子
部、30・・・圧電振動子、34・・・蓋体、35・・・外部端子部、40・・・電子部
品(ICチップ)、41・・・パッド部、44・・・バンプ、50・・・樹脂

Claims (6)

  1. 上面に電極端子部を有する基板と、前記基板の上側に配置された電子部品と、前記電子
    部品の上側に配置された圧電振動子とを備えた圧電デバイスであって、
    前記電子部品のパッド部を有する面と反対側の面が、前記圧電振動子の外部端子部を有
    する下面に接合され、前記電子部品のパッド部と前記圧電振動子の外部端子部とがワイヤ
    ボンディングされたものであり、
    前記電子部品のパッド部を有する面が前記基板の上面にフェイスダウン実装されている
    ことを特徴とする圧電デバイス。
  2. 前記電子部品は、前記基板にバンプを用いてフリップチップ接続されており、
    前記バンプは、前記ワイヤボンディング用のワイヤが前記基板に接触しないような高さ
    を有する
    ことを特徴とする請求項1に記載の圧電デバイス。
  3. 前記基板は、前記パッド部と前記外部端子部とをワイヤボンディングする位置に対応し
    て、貫通孔又は切り欠き部が形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の
    圧電デバイス。
  4. 前記圧電振動子の上面が外部に露出するようにして、少なくとも前記圧電振動子の下面
    と前記基板の上面との間が樹脂モールドされていることを特徴とする請求項1ないし3の
    いずれかに記載の圧電デバイス。
  5. 上面に電極端子部を有する基板と、前記基板の上側に配置された電子部品と、前記電子
    部品の上側に配置された圧電振動子とを備えた圧電デバイスの製造方法であって、
    前記圧電振動子の外部端子部を有する下面に、前記電子部品のパッド部を有する面と反
    対側の面を接合する工程と、
    前記パッド部と前記外部端子部とをワイヤボンディングする工程と、
    前記電子部品のパッド部を有する面を前記基板の上面にフェイスダウン実装する工程と
    を備えた
    ことを特徴とする圧電デバイスの製造方法。
  6. 上面に電極端子部を有する基板と、前記基板の上側に配置された電子部品と、前記電子
    部品の上側に配置された圧電振動子とを備えた圧電デバイスの製造方法であって、
    前記電子部品のパッド部を有する面を、前記基板の上面にフェイスダウン実装する工程
    と、
    前記圧電振動子の外部端子部を有する下面に、前記電子部品のパッド部を有する面と反
    対側の面を接合する工程と、
    前記パッド部と前記外部端子部とをワイヤボンディングする工程とを備え、
    前記ワイヤボンディングする工程の前に、前記基板に、前記ワイヤボンディングをする
    位置に対応させて、貫通孔又は切り欠き部を形成する
    ことを特徴とする圧電デバイスの製造方法。
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