JP2008022528A - プローブ接触用電極、及び電子デバイス - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電子デバイスのパッケージ面に形成されてプローブ装置のプローブが当接されるプローブ接触用電極110であって、プローブ接触用電極の上層部分2が下層部分1よりも軟質の導電性物質にて構成されている。
【選択図】図1
Description
特に、基準発振回路、PLL回路、及びシンセサイザー回路等、機能及びハード構成が確立し、且つ高安定性、高性能化が要求される回路部品に関してモジュール化への傾向が強まっている。更に、これらの部品群をモジュールとしてパッケージ化することによりシールド構造を確立しやすくなるという利点がある。
即ち、図6(a)は二階建て構造型(H型)モジュールとしての表面実装型圧電デバイス(水晶発振器)の従来構成を示す平面図であり、(b)は縦断面略図であり、(c)はその底面図である。この水晶発振器Aは、セラミック製の容器(パッケージ)101と金属リッド102により形成される空所(上面側凹所)101a内に設けた素子搭載用パッド104上に導電性接着剤104aにより水晶振動素子(圧電素子)103を接続した水晶振動子100と、水晶基板103aの表裏両面に夫々励振電極103bを形成した水晶振動素子103と、水晶振動子100の底面に接合される容器(パッケージ)105の空所(下面側凹所)105a内の天井面に設けたIC部品実装電極105cに発振回路、温度補償回路などを構成するIC部品106をベアチップ実装した底部構造体(IC部品ユニット)107と、を備えている。この水晶発振器Aをプリント基板上に実装する際には、容器105の底面に設けた実装端子105bを用いた半田付けが行われる(例えば、特許文献1)。
更に、圧電デバイス以外の表面実装型の電子デバイスについても、各種特性測定用の電極やデータ入力用の電極に対してプローブを当接する際に同様な問題が生じている。
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、プローブを当接する対象となるプローブ接触用電極が硬質化されていることによってプローブが短期間に耐久性を喪失するという不具合を解決し、プローブを長期間使用することを可能にして生産性を高めることができるプローブ接触用電極、及び電子デバイスを提供することを目的としている。
プローブ接触用電極とは、コンタクト部材(プローブピン等のプローブ)を当接させるための電極であり、例えば、測定対象物(電子デバイス)に設けたモニター電極、データ入力用の電極を含むものである。上層部分は、金属、その他の導電性物質であって、下層部分よりも軟質である。
従来のプローブ接触用電極は同時に形成される他の電極と共に硬質に加工されていたため、軟質の金属から成るプローブを当接させることによりプローブ側に削れが発生し、短期間に交換する必要があった。これに対して本発明では、プローブが直接当接する上層部分を下層部分よりも軟質としたことで、相対的にプローブの耐久性を高めることができ、従来に比べてプローブを長期間使用することが可能になる。
また本発明は、前記上層部分の厚みを前記下層部分より厚くしたことを特徴とする。本発明では、プローブ接触用電極の上層部分を厚く形成してプローブ接触用電極の高さを他の電極よりも高く形成することで、プローブの径がプローブ接触用電極より大きい場合でも、プローブが他の電極等に接触するのを防止することができる。また、軟質の導電性物資からなる上層部分の厚く形成したことでプローブ側の摩耗を抑制することができ、プローブを長期間使用することが可能になる。
また本発明は、前記金属層の材料がタングステン又はモリブデンであることを特徴とする。本発明によれば、金属層の材料としてタングステン又はモリブデンも用いることで、セラミック製のパッケージの焼成と共に金属層を形成することが可能になる。
圧電デバイスとしては、圧電振動子、圧電発振器、SAW共振器等を例示することができる。圧電デバイスに装備されるプローブ接触用電極としては、搭載された圧電素子(圧電振動素子、SAW共振素子等)の特性を測定するための電極や、発振器に搭載されるIC部品にデータを入力するための電極等を例示することができる。本発明によれば、圧電素子の周波数測定を行うために使用するプローブの劣化を抑制することができ、プローブを長期間使用することが可能になる。
図1(a)(b)及び(c)は本発明の一実施形態に係るプローブ接触用電極を備えた電子デバイスの一例としての表面実装型水晶発振器(圧電発振器)の構成を示す要部平面図、縦断面図、及び底面図である。
なお、測定対象物としての表面実装型水晶発振器の各構成要素については図6と同一の符号を付して説明する。
本実施形態に係るプローブ接触用電極としてのモニター電極110は、少なくとも上層部分が軟質の導電性物質にて構成されている点が特徴的である。
即ち、モニター電極(プローブ接触用電極)110は、水晶振動子100の底面に接合される容器(パッケージ)105の空所(下面側凹所)105a内の天井面に形成された下側金属層1と、下側金属層1上に積層され下側金属層よりも軟質の金属から成る上側金属層(上層部分)2と、から構成されている。下側金属層1は加圧により硬化させた金属層であり、上側金属層2は加圧しない状態の金属層である。具体的な材質としては、例えばパッケージ105の材質がセラミックの場合、下側金属層1は硬質化されたタングステン膜又はモリブデン膜から成り、上側金属層2は下側金属層上に積層された硬質化されていないタングステン膜又はモリブデン膜から成る。更に、上側金属層表面と下側金属層の露出面にはニッケル膜、金膜が順次積層形成されている。
また下側金属層1の材質と、上側金属層2の材質を異ならせても良い。また、上層部分は金属である必要はなく導電性を有した軟質材質であればよい。
上側金属層2は下側金属層1上に形成されたペースト状のタングステン膜(非加圧金属層)であり、下側金属層1と異なる点は加圧しない点である。
また、上側金属層2の表面の面積は、下側金属層1の表面面積と同等か、僅かに狭く設定する。但し、上側金属層2の先端部の面積を下側金属層1の面積よりも狭くする場合、上側金属層の周縁部(外輪郭線)からはみ出す下側金属層表面部分の面積が過大であると、上側金属層面に当接するプローブの先端部を誤って硬質の下側金属層表面に当接させる虞があるので、両金属層の寸法関係、位置関係を適切に設定する。
なお、上述のように上側金属層2を導電性樹脂、或いはペースト状の金属にて形成してもよい。
この図4に示す圧電発振器においては、プローブ接触用電極であるモニター電極110の上層部分である上側電極層2の厚みを下層部分である下側電極層1よりも薄くしたことを特徴とする。具体的には、下側金属層1の厚みを10〜25μm程度とした場合には、上側金属層2の厚みは10±5μm程度とした。このように構成すると、モニター電極110の高さ(下側電極層1の厚みと上側電極層2の厚みとを加算した高さ)を、バンプ等を介してIC部品実装電極105c上に搭載されるIC部品106の高さ位置より低くできる。従って、バンプ等を介してIC部品実装電極105c上にIC部品106を搭載した際にIC部品106の搭載位置にズレが生じた場合でも、金属IC部品106がモニター電極110に接触するのを防止することができる。
なお、これまで説明した本実施の形態では、モニター電極110の上側電極層2が下側電極層1よりも軟質であるものとして説明したが、モニター電極110の上側電極層2は、プローブより軟質の材料により構成することが好ましい。そのように構成すれば、プローブをより長期間使用することが可能になる。
図5(a)では図示しないプローブ装置(測定装置本体)に接続されたプローブ120の先端をモニター電極110の上層部分を構成する上側金属層2に当接させて測定を行っている。この際、プローブ先端よりも軟質の金属から成る上側金属層2は加圧されることにより凹状に変形しながらプローブ先端と密着して高い導通を確保している。従って、高精度の測定を行うことが可能となる。しかも、プローブ先端の損耗が大幅に低減される。 (b)は測定を完了してプローブを退避させてから、上側凹所101aを金属リッド102により閉止すると共に、下側凹所105aの天井面に設けたIC部品実装電極105cに対してIC部品106をフリップチップ接続した状態を示している。
(c)はIC部品実装後に下側凹所105a内にアンダーフィル(樹脂)5を充填した完成状態を示している。
Claims (11)
- 電子デバイスのパッケージ面に形成されてプローブ装置のプローブが当接されるプローブ接触用電極であって、
前記プローブ接触用電極の上層部分が下層部分よりも軟質の導電性物質にて構成されていることを特徴とする電子デバイスのプローブ接触用電極。 - 前記上層部分の厚みを前記下層部分より薄くしたことを特徴とする請求項1に記載の電子デバイスのプローブ接触用電極。
- 前記上層部分の厚みを前記下層部分より厚くしたことを特徴とする請求項1に記載の電子デバイスのプローブ接触用電極。
- 前記下層部分は前記パッケージ面に形成される下側金属層であり、前記上層部分は該下側金属層上に積層された軟質の金属から成る上側金属層であることを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の電子デバイスのプローブ接触用電極。
- 前記下側金属層は加圧により硬化させた金属層であり、
前記上側金属層は加圧しない状態の金属層であることを特徴とする請求項4に記載の電子デバイスのプローブ接触用電極。 - 前記下側金属層は、セラミック製の前記パッケージに形成されたペースト状金属層を加圧して硬化させた加圧金属層であり、前記上側金属層は該下側金属層上に形成されたペースト状の非加圧金属層であり、各金属層は、前記パッケージと共に焼成されることにより固化されていることを特徴とする請求項4又は5に記載の電子デバイスのプローブ接触用電極。
- 前記金属層の材料はタングステン又はモリブデンであることを特徴とする請求項6に記載の電子デバイスのプローブ接触用電極。
- 前記上層部分は、前記プローブより軟質の導電性物質にて構成されていることを特徴とする請求項1に記載の電子デバイスのプローブ接触用電極。
- 請求項1乃至8の何れか一項に記載のプローブ接触用電極を備えたことを特徴とする電子デバイス。
- 前記電子デバイスは、表面実装型圧電デバイスであり、前記プローブ接触用電極は、セラミック製の前記パッケージ面に配置された圧電素子の周波数測定用電極であることを特徴とする請求項9に記載の電子デバイス。
- 前記電子デバイスは、IC部品を搭載した表面実装型圧電発振器であり、前記プローブ接触用電極は、セラミック製の前記パッケージ面に配置された前記IC部品へのデータ入力用の電極であることを特徴とする請求項10に記載の電子デバイス。
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