JP2008252780A - Method of manufacturing piezoelectric oscillator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子機器等に用いられる圧電発振器の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing a piezoelectric oscillator used in electronic equipment and the like.
図12は、従来の圧電発振器を示す断面図である。図12に示すように従来の圧電発振器200は、セラミック材料等から成る概略直方体の容器体201の一方の主面に凹部空間205が形成され、この凹部空間205の底面に形成された圧電振動素子搭載パッド206上に、圧電振動素子202が搭載されている。
更に、容器体201の凹部空間205を覆うように金属製の蓋体204を載置し、容器体201の側壁頂部と固着することにより、凹部空間205内が気密封止されている。
また、前記容器体201の他方の主面には、導電性接合材207によって導電体204と集積回路素子203とが接合されている構造が知られている。この導電体204は、外部接続用電極端子として用いられる(例えば、特許文献1を参照)。
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a conventional piezoelectric oscillator. As shown in FIG. 12, a conventional
Furthermore, a
Further, a structure in which the
尚、前記容器体201の他方の主面には導電体接続用電極端子208が設けられており、これらの導電体接続用電極端子208と導電体204を、導電性接着剤や半田等の導電性接合材207を介して導通固着することにより、容器体201に導電体204が接合されていた。
導電体204を容器体201に接合する方法としては、前記容器体201の他方の主面に形成されている導電体接続用電極端子208に導電性接着剤や半田等の導電性接合材207を塗布し、導電体204を容器体201の各導電体接続用電極端子208に1つずつ搭載して、熱処理をすることで、導電体接続用電極端子208に導電体204が接合されていた。
Note that a conductor connecting
As a method of bonding the
しかしながら、従来の圧電発振器の製造方法においては、容器体201の他方の主面に形成されている導電体接続用電極端子208に導電性接着剤や半田等の導電性接合材207を塗布し、導電体204を容器体201の各導電体接続用電極端子208に1つずつ搭載して、すべてを搭載後に熱処理をすることで、導電体接続用電極端子に導電体204が接合されるので、個々の容器体201に設けられた複数の導電体接続用電極端子208に導電体204を1つずつ搭載する煩雑且つ、高精度な導電体搭載工程が必要となり、圧電発振器の生産性が低下してしまうといった課題があった。
However, in the conventional method of manufacturing a piezoelectric oscillator, a
そこで、本発明は前記課題に鑑みてなされたもので、製造時の取り扱いが簡便で、生産性を向上させる圧電発振器の製造方法を提供することを課題とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a piezoelectric oscillator that is easy to handle during manufacture and improves productivity.
本発明の圧電発振器の製造方法は、前記課題を解決するために成されたものであり、一方の主面に凹部空間を有する容器体に圧電振動素子を搭載して、凹部空間内を蓋体で気密封止し、容器体の他方の主面に設けられた集積回路素子搭載パッドに集積回路素子を搭載し、搭載用の端子部を設けた圧電発振器の製造方法であって、平板状の基板に設けられた複数の貫通口部の側面から延出して容器体の他方の主面に設けられた端子部接続用電極端子に対応した位置に設けられる複数の端子部の前記基板の両主面と同一方向を向く面に金属膜層を形成する金属膜層形成工程と、集積回路素子搭載パッドに集積回路素子を搭載する集積回路素子接続工程と、端子部の金属膜層と容器体の端子部接続用電極端子とを接続する端子部接続工程と、容器体が接続されている面が下になるように前記基板を反転させる基板反転工程と、容器体が接続されている面とは異なる面から、基板の貫通口部と前記端子部との境目で切断して複数個の圧電発振器を同時に得る切断分離工程と、を具備することを特徴とするものである。 The method for manufacturing a piezoelectric oscillator according to the present invention is made to solve the above-mentioned problems. A piezoelectric vibration element is mounted on a container body having a recessed space on one main surface, and a lid is formed in the recessed space. A piezoelectric oscillator manufacturing method in which an integrated circuit element is mounted on an integrated circuit element mounting pad provided on the other main surface of the container body, and a terminal portion for mounting is provided. Both main parts of the substrate of the plurality of terminal portions provided at positions corresponding to the electrode terminals for terminal portion connection provided on the other main surface of the container body extending from the side surfaces of the plurality of through-hole portions provided on the substrate A metal film layer forming step of forming a metal film layer on a surface facing the same direction as the surface, an integrated circuit element connecting step of mounting an integrated circuit element on an integrated circuit element mounting pad, a metal film layer of a terminal portion, and a container body Terminal portion connection step for connecting terminal portion connection electrode terminals, and container body A substrate reversing step for inverting the substrate so that the connected surface is down, and a surface different from the surface to which the container body is connected are cut at the boundary between the through-hole portion of the substrate and the terminal portion. And a cutting and separating step of simultaneously obtaining a plurality of piezoelectric oscillators.
また、集積回路素子の周囲を絶縁性樹脂により覆う工程を端子部接合工程後に具備しても良い。 Further, a step of covering the periphery of the integrated circuit element with an insulating resin may be provided after the terminal portion bonding step.
また、前記集積回路素子が温度補償データを格納するためのメモリを備え、前記圧電発振器の前記複数の端子部のうち少なくとも2つを温度補償データを書き込むためのデータ書込端子とし、前記データ書込端子を介して前記集積回路素子に温度補償データを入力し、前記集積回路素子内のメモリに前記温度補償データを格納する工程を前記切断分離工程後に具備しても良い。 Further, the integrated circuit element includes a memory for storing temperature compensation data, and at least two of the plurality of terminal portions of the piezoelectric oscillator are data write terminals for writing temperature compensation data, and the data writing A step of inputting temperature compensation data to the integrated circuit element via a built-in terminal and storing the temperature compensation data in a memory in the integrated circuit element may be provided after the cutting and separating step.
また、基板の端子部の一部がデータ書込端子となり、データ書込端子となる端子部の高さが他の端子部の高さより低くても良い。 Further, a part of the terminal portion of the substrate may be a data write terminal, and the height of the terminal portion that becomes the data write terminal may be lower than the height of the other terminal portions.
また、基板の材質が絶縁材料であるシリコン、ガラス、ガラスエポキシ樹脂のうちいずれか1つであっても良い。 The material of the substrate may be any one of silicon, glass, and glass epoxy resin, which are insulating materials.
また、基板の材質が金属材料である銅、SUS、アルミニウムのうちいずれか1つであっても良い。 Further, the substrate material may be any one of copper, SUS, and aluminum, which are metal materials.
また、端子部に、集積回路素子の高さ寸法よりも高い寸法の段差を有する段差部が容器体に向かって形成され、且つ段差部の中段平面が集積回路素子と対向する形態で形成されていても良い。 In addition, a stepped portion having a step height higher than the height of the integrated circuit element is formed in the terminal portion toward the container body, and a middle flat surface of the stepped portion is formed in a form facing the integrated circuit element. May be.
本発明の圧電発振器の製造方法によれば、平板状の基板に設けられた複数の開口部の側面から延出して容器体の他方の主面に形成された端子部接続用電極端子に対応した位置に設けられる複数の端子部に形成された金属膜層と容器体の端子部接続用電極端子とを接続することによって、すべての端子部を容器体へ同時に搭載することができるので、個々の容器体に導電体を1つずつ搭載するような煩雑な工程を行う必要なく、容易に圧電発振器を製造することができる。したがって、圧電発振器の生産性を向上させることができる。 According to the piezoelectric oscillator manufacturing method of the present invention, it corresponds to the terminal portion connection electrode terminal formed on the other main surface of the container body extending from the side surface of the plurality of openings provided in the flat substrate. By connecting the metal film layer formed on the plurality of terminal portions provided at the position and the terminal portion connection electrode terminals of the container body, all the terminal portions can be mounted on the container body at the same time. A piezoelectric oscillator can be easily manufactured without having to perform a complicated process of mounting conductors one by one on the container body. Therefore, the productivity of the piezoelectric oscillator can be improved.
また、容器体が接続されている面が下になるように前記基板を反転させた後、容器体が接続されている面とは異なる面から基板の貫通口部と端子部との境目で切断して複数個の圧電発振器を同時に得ることによって、圧電発振器の実装側になる端子部のへりにバリが発生することを防止し、端子部を容器体の外部接続用電極端子として、マザーボード等の外部電気回路に搭載する際には安定して搭載することが可能となる。 Also, after inverting the substrate so that the surface to which the container body is connected is down, cut from the surface different from the surface to which the container body is connected at the boundary between the through-hole portion and the terminal portion of the substrate Thus, by simultaneously obtaining a plurality of piezoelectric oscillators, it is possible to prevent burrs from being generated at the edge of the terminal portion on the piezoelectric oscillator mounting side. When mounted on an external electric circuit, it can be mounted stably.
また、端子部の表面の一部を含む集積回路素子の周囲を絶縁性樹脂で充填することにより、端子部を基板から切断分離する際に、絶縁性樹脂が切断時に端子部に生じるストレスの緩衝材となるので、切断時のストレスによる端子部と端子部接続用電極端子との剥がれなどの不具合を低減することが可能となる。 In addition, by filling the periphery of the integrated circuit element including a part of the surface of the terminal portion with an insulating resin, when the terminal portion is cut and separated from the substrate, the insulating resin absorbs stress generated in the terminal portion at the time of cutting. Since it becomes a material, it becomes possible to reduce problems such as peeling between the terminal portion and the terminal portion connecting electrode terminal due to stress at the time of cutting.
また、圧電発振器の端子部の一部がデータ書込端子となり、データ書込端子となる端子部の高さが他の端子部の高さより低いので、圧電発振器とマザーボード等の外部の電気回路に搭載した場合でも、マザーボード表面に形成されている配線パターンとデータ書込端子が接触しないので、安定した発振周波数を出力することが可能となる。 In addition, a part of the terminal portion of the piezoelectric oscillator serves as a data write terminal, and the height of the terminal portion that serves as the data write terminal is lower than the height of the other terminal portions. Even when mounted, the wiring pattern formed on the surface of the mother board and the data write terminal do not contact each other, so that a stable oscillation frequency can be output.
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。尚、圧電振動素子に水晶を用いた場合について説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. A case where quartz is used for the piezoelectric vibration element will be described.
(第一の実施形態)
図1は、本発明の実施形態に係る圧電発振器の製造方法で形成された圧電発振器の一例を示す分解斜視図である。図2は、本発明の実施形態に係る圧電発振器の製造方法で形成された圧電発振器の一例を示す断面図である。図3(a)は、本発明の実施形態に係る圧電発振器の製造方法で用いられた容器体を一方の主面よりみた斜視図である。図3(b)は、本発明の圧電発振器の製造方法で形成された圧電発振器を他方の主面よりみた斜視図である。
尚、説明を明りょうにするため説明に不必要な構造体の一部を図示していない。さらに図示した寸法も一部誇張して示している。
(First embodiment)
FIG. 1 is an exploded perspective view showing an example of a piezoelectric oscillator formed by a method for manufacturing a piezoelectric oscillator according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of a piezoelectric oscillator formed by a method for manufacturing a piezoelectric oscillator according to an embodiment of the present invention. Fig.3 (a) is the perspective view which looked at the container body used with the manufacturing method of the piezoelectric oscillator which concerns on embodiment of this invention from one main surface. FIG. 3B is a perspective view of the piezoelectric oscillator formed by the piezoelectric oscillator manufacturing method of the present invention as seen from the other main surface.
For the sake of clarity, a part of the structure unnecessary for the description is not shown. Further, the illustrated dimensions are partially exaggerated.
図1〜図3に示す圧電発振器100は、容器体10と圧電振動素子20と蓋体30とからなる圧電振動子90と、集積回路素子50と端子部41とで主に構成されている。この圧電発振器100は、容器体10の一方の主面に凹部空間14が形成され、前記容器体10の前記凹部空間14内に圧電振動素子20が搭載され、前記容器体10の他方の主面には、集積回路素子50を搭載しつつ、端子部41を設けた構造となっている。
The
圧電振動素子20は、水晶素板に励振用電極21を被着形成したものであり、外部からの交番電圧が励振用電極21を介して水晶素板に印加されると、所定の振動モード及び周波数で励振を起こすようになっている。
水晶素板は、人工水晶体から所定のカットアングルで切断し外形加工を施された概略平板状で平面形状が例えば四角形となっている。
励振用電極21は、前記水晶素板の表裏両主面に被着・形成したものである。
このような圧電振動素子20は、その両主面に被着されている励振用電極21と凹部空間14内に形成されている圧電振動素子搭載パッド13とを、導電性接着剤70を介して電気的且つ機械的に接続することによって凹部空間14に搭載される。
The
The quartz base plate is a substantially flat plate shape that is cut from an artificial crystalline lens at a predetermined cut angle and is subjected to external processing, and has a planar shape of, for example, a quadrangle.
The
Such a
また、前記集積回路素子50は、回路形成面に圧電振動素子20からの発振出力を生成する発振回路等が設けられており、この発振回路で生成された出力信号は端子部41の内の所定の端子を介して圧電発振器100外へ出力され、例えば、クロック信号等の基準信号として利用される。尚、集積回路素子50は、容器体10の他方の主面に形成された集積回路素子搭載パッド15に搭載されている。
Further, the
前記容器体10は、例えば、アルミナセラミックス、ガラス−セラミック等のセラミック材料から成る絶縁層を複数積層することよって形成されており、容器体10の一方の主面には、中央域に開口する矩形状の凹部空間14が形成されている。また、凹部空間14を囲繞する容器体10の側壁部の開口側頂面の全周には、環状の封止用導体パターン11が形成されている。凹部空間14内には、圧電振動素子搭載パッド13を備えている。
前記容器体10の他方の主面には、集積回路素子50を機械的に接合するための集積回路素子搭載パッド15が中央部に、また端子部41を機械的に接合するための端子部接続用電極端子12が前記容器体10の他方の主面の4隅と前記4隅の間の計6箇所に設けられている。
The
On the other main surface of the
封止用導体パターン11は、容器体10の凹部空間14を形成する側壁部頂面に形成されている。
また、その封止用導体パターン11の内周側縁部は凹部空間14の内壁面に、外周側縁部は容器体10の外側面にそれぞれ露出されている。この封止用導体パターン11は、後述する蓋体30を、蓋体30に形成された封止部材31の濡れ性を良好とし、圧電振動素子搭載空間の気密信頼性及び生産性を向上させることができる。
The sealing
Further, the inner peripheral edge of the sealing
圧電振動素子搭載パッド13は、凹部空間14の底面に被着形成され、前記圧電振動素子20の励振用電極21と接続されている。
また、圧電振動素子搭載パッド13は、容器体10の内部の配線導体やビアホール導体等及び凹部空間11内底面に形成された集積回路素子接続用電極パッド14を介して、集積回路素子50に電気的に接続される。
The piezoelectric vibration
In addition, the piezoelectric vibration
集積回路素子搭載パッド15は、容器体10の他方の主面の中央部に形成されている。また、集積回路素子搭載パッド15は、集積回路素子50に形成されている接続パッドが半田や導電性接着剤等の導電性接合材60を介して電気的且つ機械的に接続され、容器体10内部に形成されている配線導体やビアホール導体等を介して集積回路素子50内の電子回路が水晶振動素子20や端子部41に電気的に接続される。
The integrated circuit
端子部接続用電極端子12は、容器体10の他方の主面の4隅と前記4隅の間の計6箇所に設けられている。
また、端子部接続用電極端子12は、端子部41の上面に形成された金属膜層43aと、半田や導電性接着剤等の導電性接合材60によって機械的且つ電気的に接合している。
The terminal portion
Further, the terminal
端子部41は、シリコンやガラス、ガラスエポキシ樹脂等の一枚板である基板40を従来周知の打ち抜き加工法やエッチング加工法等により一体で形成する。
端子部41は、集積回路素子50の高さ寸法よりも高い高さ寸法を有する柱状形状となっている。
端子部41は、平板状の基板に設けられた複数の貫通口部の側面から対向する貫通口部内側面に向かって延出して、圧電振動子90の前記容器体10の他方の主面に形成された端子部接続用電極端子12に対応した位置に設けられる複数の端子部41の前記基板の両主面と同一方向を向く面にNiメッキ、Auメッキを施した金属膜層43a、43bを形成し、前記端子部41を切り離して形成される。
尚、金属膜層43aと金属膜層43bは、端子部41の内部又は、表面に形成された配線やビアホールにより、導通がとられている。
The
The
The
The
このように端子部41は基板を加工して形成されたものであるため、容器体10の外部接続用電極端子として、マザーボード等の外部電気回路に搭載する際、半田等の導電性接合材によって外部電気回路の回路配線と電気的に接続されても、導電性接合材が端子部41の表面に這い上がらないため、他の端子部や集積回路素子50と短絡を防止することが可能となる。
As described above, since the
また、各端子部41は、機能毎に外部接続用電極端子41a(電源電圧端子、グランド端子、発振出力端子、発振制御端子)の他にデータ書込端子41bとして用いられる。外部接続用電極端子41aは、圧電発振器をマザーボード等の外部電気回路に搭載する際、半田付け等によって外部電気回路の回路配線と電気的に接続されることとなる。また、データ書込端子41bは、温度補償データ書込装置のプローブ針を当て、水晶振動素子20の温度特性に応じた温度補償データを書き込むことによって集積回路素子50のメモリ内に温度補償データが格納される。尚、それぞれの電極端子として使用される端子部41は、その電極端子の用途によって外形形状に差異が設けられている。
Each
ここで、4つの外部接続用電極端子41aのうち、グランド端子と発振出力端子を近接に配置するようにすれば、発振出力端子より出力される発振信号にノイズが干渉するのを有効に防止することができる。従って、グランド端子と発振出力端子は近接させて配置することが好ましい。
Here, of the four external
蓋体30は、容器体10の凹部空間上に配置接合される。この蓋体30は、前記凹部空間11に相対する箇所に封止部材31が設けられている。
また、このような封止部材31は、封止用導体パターン11表面の凹凸を緩和し、気密性の低下を防ぐことが可能となる。
The
Moreover, such a sealing
次に前記圧電発振器の製造方法について図4〜図7を用いて説明する。
ここで、図4(a)は、圧電発振器の製造方法の端子部形成工程を示す基板の断面図であり、図4(b)は、圧電発振器の製造方法の集積回路素子接続工程を示す断面図であり、図4(c)は、圧電発振器の製造方法の端子部接続工程を示す断面図である。また、図5(a)は、圧電発振器の製造方法の基板反転工程を示す断面図であり、図5(b)は、圧電発振器の製造方法の切断分離工程を示す断面図である。図6は、基板に圧電振動子を搭載する前を示す外観斜視図である。また図7は、基板に圧電振動子を搭載した後を示す平面図である。
Next, a method for manufacturing the piezoelectric oscillator will be described with reference to FIGS.
Here, FIG. 4A is a cross-sectional view of the substrate showing the terminal portion forming step of the piezoelectric oscillator manufacturing method, and FIG. 4B is a cross-sectional view showing the integrated circuit element connecting step of the piezoelectric oscillator manufacturing method. FIG. 4C is a cross-sectional view showing a terminal portion connection step in the method for manufacturing a piezoelectric oscillator. FIG. 5A is a cross-sectional view showing a substrate inversion step of the method for manufacturing a piezoelectric oscillator, and FIG. 5B is a cross-sectional view showing a cutting and separating step of the method for manufacturing a piezoelectric oscillator. FIG. 6 is an external perspective view showing a state before the piezoelectric vibrator is mounted on the substrate. FIG. 7 is a plan view showing a state after the piezoelectric vibrator is mounted on the substrate.
基板40は、ウエハ形状であり、端子部41を有する基板領域Xと、捨代領域Yとを相互に隣接させて、これらをマトリクス状に複数個ずつ配置した形態を有しており、前記基板40の基板領域Xには、貫通口部42が設けられる。
端子部41は、集積回路素子50の高さ寸法よりも高い高さ寸法hを有する直方体形状となるように、容器体10の他方の主面に形成された端子部接続用電極端子12に対応した位置に端子部41が位置に、前記貫通口部42内の側面に接続した形態で複数個直列に配置されている。このようにすることにより、集積回路素子50がマザーボード等に接触することがなくなる。
このような基板40は、シリコンやガラス、ガラスエポキシ樹脂等の絶縁材料または、銅、SUS、アルミニウムの金属材料で形成された一枚板である基板40を従来周知の打ち抜き加工法やフォトエッチング加工法等により形成される。
The
The
Such a
基板40がシリコンから成る場合は、単結晶シリコンのインゴットを所定厚みにスライスしてシリコンウエハを形成する。前記シリコンウエハの各基板領域Xの端子部41には、貫通孔(図示せず)が設けられ、この貫通孔内に導電材料が設けられて、前記端子部の上面と下面に形成される金属膜層43a、43bと電気的に接続される。
この場合端子部41の上面と下面に形成した金属膜層43a、43bは、貫通孔により導通接続する。前記貫通孔には、金錫(Au−Sn)等の導体ペーストを充填することによって形成することができる。
When the
In this case, the metal film layers 43a and 43b formed on the upper and lower surfaces of the
基板40がホウケイ酸ガラス、ソーダガラスのガラス材料から構成されている場合は、基板40の各基板領域Xの端子部41に対応した耐蝕膜を予め形成し、次にフォトエッチング加工法等により、開口部42を形成する。
各基板領域Xの端子部41に対応した耐蝕膜を剥離して、貫通孔が設けられ、前記端子部41の上面と下面に金属膜層43a、43bが形成される。
When the
The corrosion resistant film corresponding to the
基板40がガラス布基材エポキシ樹脂から成る場合は、ガラス糸を編み込んで形成したガラス布基材にエポキシ樹脂の液状前駆体を含浸させるとともに、前駆体を高温で重合させることによってベースが形成され、ベースに貼着される銅箔等の金属箔を従来周知のフォトエッチング加工法を採用し、所定パターンに加工することによって金属箔からなる金属膜層43a、43bが形成される。その後、従来周知の打ち抜き加工等で、基板40の基板領域Xに開口部42を形成する。
When the
基板40が銅、SUS、アルミニウムの金属材料により成る場合は、この金属材料によりなる一枚板を従来周知のフォトエッチング加工を採用し、基板40に設けられた複数の開口部の側面から延出して、前記容器体10の他方の主面に形成された端子部接続用電極端子12に対応した位置に端子部41が設けられた形状となる。
When the
(金属膜形成工程)
まず、図4(a)、図6、図7に示す端子部形成工程は、平板状の基板40に設けられた複数の開口部42の側面から延出して前記容器体41の他方の主面に形成された端子部接続用電極端子12に対応した位置に設けられる複数の端子部41の前記基板40の両主面と同一方向を向く面に金属膜層43a、43bを形成する。
尚、図4(a)に示した基板40の断面図は、図9に記載の仮想切断線A−Aで切断した場合の部分断面図である。
(Metal film forming process)
First, in the terminal portion forming step shown in FIGS. 4A, 6, and 7, the other main surface of the
The cross-sectional view of the
端子部41の上面及び下面には、Niメッキ、Auメッキを施した金属膜層43a、43bが形成されている。この端子部41の上面及び下面に形成された金属膜層43a、43bは、配線やビアホールによって上面に形成した金属膜層43aと下面に形成した金属膜層43bを電気的に接続している。
また、この実施形態においては、この基板40を、後述する切断分離工程で、端子部41と捨代領域Yとを切断することになる。
On the upper and lower surfaces of the
Moreover, in this embodiment, this board |
(集積回路素子接続工程)
集積回路素子接続工程は、図4(b)に示すように、前記集積回路素子搭載パッドに集積回路素子を搭載し、接続する工程である。
前記容器体10の他方の主面に形成された集積回路素子搭載パッド15に決められた機能に対応する接続パッドを向かい合わせた形態で集積回路素子50を電気的且つ機械的に接続することで搭載する。
集積回路素子50としては、接合面に複数個の接続パッドを有した矩形状のフリップチップ型集積回路素子が用いられる。この集積回路素子50は、その接合面に設けられている複数個の接続パッドが、容器体10の各集積回路素子搭載パッド15に導電性接合材を介して当接されるようにして載置され、しかる後、この導電性接合材を熱の印加によって溶融した後冷却固化することによって、集積回路素子50が容器体10に接続される。
(Integrated circuit element connection process)
As shown in FIG. 4B, the integrated circuit element connecting step is a step of mounting and connecting an integrated circuit element on the integrated circuit element mounting pad.
The
As the
(端子部接続工程)
端子部接続工程は、図4(c)、図6、図7に示す如く、前記端子部41の金属膜層43aと容器体10の端子部接続用電極端子と12を接続する工程である。
水晶からなる圧電振動素子20が収容され、集積回路素子50が取着搭載されている容器体10を、基板40の開口部42に取着搭載された集積回路素子50が挿入するようにして、圧電振動子90を構成する容器体10の他方の主面に形成された端子部接続用電極端子12と基板40に形成された個々の端子部41の上面の金属膜層43aとを、金属膜層43aに印刷手段により一括で形成した半田や導電性接着剤などの導電性接合材60で接合することにより、基板40の所定の複数の端子部41に容器体10により構成される圧電振動子90を搭載する。
(Terminal connection process)
The terminal portion connecting step is a step of connecting the
The
(基板反転工程)
基板反転工程は、図5(a)に示す如く、前記基板40を容器体10が接続されている面が下になるように反転させる工程である。
前記基板40の所定の複数の端子部41に、搭載された容器体10が下になるように反転させる。その際に、前記容器体10の蓋体30をダイシングテープ110に貼り付けるようにする。
前記ダイシングテープ110は、基板40をダイシング装置のステージ上に固定するとともに、切断分離工程時に、個々の基板40が飛び散らないようにしておくためのものであり、基板40の一主面、即ち、容器体10の蓋体30を下に向けた状態で、この基板40を、ダイシングテープ110が貼着されたステージ上の所定位置に載置させることにより、ダイシングテープ110が基板40に搭載された容器体10の蓋体30に貼着される。
(Substrate reversal process)
The substrate reversing step is a step of reversing the
The
The dicing
(切断分離工程)
切断分離工程は、図5(b)及び図7に示す如く、前記容器体10が接続されている面とは異なる面から、前記基板40の開口部42と前記端子部41との境目で切断して複数個の圧電発振器100を同時に得る。
各基板40の捨代領域Yと基板領域Xの端子部41との接続部分(二点鎖線部分)を切断することにより、各端子部41を捨代領域Yより切り離し、複数個の圧電発振器100を同時に得る。基板40の切断は、ダイサーを用いたダイシング等によって行なわれ、かかる切断工程を経て、端子部41が外部接続用電極端子41aやデータ書込端子41bの各種機能をなす形態の複数個の圧電発振器100が同時に得られる。
このように、前記基板40を容器体10が接続されている面が下になるように反転させた後、端子部が接続されている面から基板40の開口部42と端子部41との境目で切断して複数個の圧電発振器100を同時に得ることによって、端子部41のマザーボード等の外部電気回路と接続する面にバリが発生することを防止し、端子部41を容器体10の外部接続用電極端子41aとして、マザーボード等の外部電気回路に搭載する際には安定して搭載することが可能となる。また、前記ダイサーが上から降りてくるために前記基板40を反転させる必要がある。
(Cutting and separation process)
In the cutting and separating step, as shown in FIGS. 5B and 7, cutting is performed at a boundary between the opening 42 of the
By disconnecting the connecting portion (two-dot chain line portion) between the separation region Y of each
In this way, after the
尚、圧電発振器100に温度補償機能を有する場合は、各端子部41を捨代領域Yより切断分離した端子部41のうちのデータ書込端子41bを介して集積回路素子50に温度補償データを入力し、集積回路素子50内のメモリに温度補償データを格納する。このような温度補償データの書込作業は、温度補償データ書込装置のプローブ針をデータ書込端子41bに当てて、水晶振動素子20の温度特性に応じて作成された温度補償データを集積回路素子50の温度補償回路内に設けられているメモリに入力し、これを記憶させることによって行なわれる。尚、ここで集積回路素子50に書き込まれる温度補償データは、水晶振動素子20毎の温度特性バラツキを補正するためのものであり、その温度補償型水晶発振器に使用される水晶振動素子20の温度特性を事前に測定しておくことにより得られるものである。
In the case where the
(第二の実施形態)
図8は、本発明の第二の実施形態となる圧電発振器の製造方法で形成された圧電発振器の一例を示す断面図である。
端子部形成工程時の基板40に貫通口部42を形成した後、データ書き込み端子となる端子部41bのみに再度フォトエッチング加工法等の端子部41bの厚みを減らす加工を行なう工程を行なっている点で、第一の実施形態とは異なる。よって、データ書込端子となる端子部41bの高さが他の端子部41aの高さより低くなる。
このようにすることで、圧電発振器100とマザーボード等の外部の電気回路に搭載した場合でも、マザーボード表面に形成されている配線パターンとデータ書込端子が不要に接触することがなくなるため、安定した発振周波数を出力することが可能となる。
(Second embodiment)
FIG. 8 is a cross-sectional view showing an example of a piezoelectric oscillator formed by the method for manufacturing a piezoelectric oscillator according to the second embodiment of the present invention.
After the through-
In this way, even when the
(第三の実施形態)
図9は、本発明の第三の実施形態となる圧電発振器の製造方法で形成された圧電発振器の一例を示す断面図である。
端子部接続工程と切断分離工程との間に絶縁性樹脂形成工程を行っている点で、第一の実施形態とは異なる。
絶縁性樹脂形成工程は、前記絶縁性樹脂80を前記基板41の開口部42内に塗布し、硬化させることによって、集積回路素子50の周囲が絶縁性樹脂80により覆われているようになる。
絶縁性樹脂80は、エポキシやポリイミドなどが多く用いられ、加熱により軟化あるいは溶融することで流動する特性を持つ熱可塑性樹脂により構成されている。
このように絶縁性樹脂80により集積回路素子50の周囲を被覆保護されることになるので、異物等の影響により周波数が変動することを防止することが可能となる。
また、端子部41を基板40の捨代領域Yから切断分離する際に、集積回路素子50の周囲を絶縁性樹脂80で覆うようにしたことから、絶縁性樹脂80が切断時に端子部41に生じるストレスの緩衝材となるので、切断時のストレスによる端子部41と端子部接続用電極端子12との剥がれなどの不具合を更に低減することが可能となる。
(Third embodiment)
FIG. 9 is a cross-sectional view showing an example of a piezoelectric oscillator formed by the method for manufacturing a piezoelectric oscillator according to the third embodiment of the present invention.
It differs from the first embodiment in that an insulating resin forming step is performed between the terminal portion connecting step and the cutting and separating step.
In the insulating resin forming step, the periphery of the
The insulating
As described above, since the periphery of the
In addition, since the periphery of the
(第四の実施形態)
図10は、本発明の第四の実施形態となる圧電発振器の製造方法で形成された圧電発振器の一例を示す断面図である。
図11は、本発明の第四の実施形態となる圧電発振器の製造方法において、集積回路素子が接続された圧電振動子を基板に搭載する前の状態を示した基板並びに容器体を斜視図を用いて示した説明図である。
端子部形成工程時の基板40に開口部42を形成した後、すべての端子部41に再度フォトエッチング加工法等を行い、段差部44を形成している点で、第一の実施形態とは異なる。
水晶振動素子20が収容され、集積回路素子50が取着搭載された容器体10を、基板の開口部42と各端子部41に形成された段差部44の中段平面44bと段差壁44cによって形成された挿入部45に集積回路素子50が中段平面44bと対向するようにして挿入し、端子部接続用電極端子12とその段差部44の上段平面44aに形成されている金属膜43aとを各端子部41の上面に印刷手段により一括で形成した半田や導電性接着剤等の導電性接合材60により接合することにより、基板40の端子部41に搭載する。
前記直列に配列した複数個の端子部41が、前記捨代部42と接続されている端子部の面44dとは反対側の段差壁面44cとを、集積回路素子50の幅サイズkが挿入可能な間隔を空ける。
集積回路素子50の接続側主面とは反対側の主面上にも端子部41の一部が延設した形態とすることができるので、圧電発振器100の小型化が必要となった場合でも必要とされる端子部41のマザーボード等の外部電気回路に接続する際の接続面積を確保することが可能となる。
(Fourth embodiment)
FIG. 10 is a cross-sectional view showing an example of a piezoelectric oscillator formed by the piezoelectric oscillator manufacturing method according to the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a perspective view of a substrate and a container body showing a state before the piezoelectric vibrator to which the integrated circuit element is connected is mounted on the substrate in the piezoelectric oscillator manufacturing method according to the fourth embodiment of the present invention. It is explanatory drawing shown using.
The first embodiment is different from the first embodiment in that, after the
The
The width size k of the
Since part of the
尚、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。
尚、前記した本実施例では、圧電振動素子20を構成する圧電素材として水晶を用いた水晶振動素子を説明したが、他の圧電素材として、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム または、圧電セラミックスを圧電素材として用いた圧電振動素子でも構わない。
また、集積回路素子接続工程と端子部接続工程の順序を入れ替えても良く、端子部接続工程を先にすることで、集積回路素子搭載用のキャリアは不要になり、基板の分割によって得られた個々の容器体10をキャリアに搭載するといった煩雑な作業も一切不要となる。これによっても、圧電発振器の生産性が向上されるようになる。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various change, improvement, etc. are possible in the range which does not deviate from the summary of this invention.
In the above-described embodiment, the crystal resonator element using quartz as the piezoelectric material constituting the
Further, the order of the integrated circuit element connection step and the terminal portion connection step may be changed. By carrying out the terminal portion connection step first, the carrier for mounting the integrated circuit element becomes unnecessary, and it is obtained by dividing the substrate. There is no need for complicated operations such as mounting the
前記導電性接着剤70は、シリコーン樹脂の中に導電性フィラーが含有されているものであり、導電性粉末としては、アルミニウム(Al)、モリブデン(Mo)、タングステン(W)、白金(Pt)、パラジウム(Pd)、銀(Ag)、チタン(Ti)、ニッケル(Ni)、ニッケル鉄(NiFe)、のうちのいずれかまたはこれらの組み合わせを含むものが用いられている。 The conductive adhesive 70 contains a conductive filler in a silicone resin, and examples of the conductive powder include aluminum (Al), molybdenum (Mo), tungsten (W), and platinum (Pt). , Palladium (Pd), silver (Ag), titanium (Ti), nickel (Ni), nickel iron (NiFe), or a combination thereof is used.
尚、容器体10は、アルミナセラミックスから成る場合、所定のセラミック材料粉末に適当な有機溶剤等を添加・混合して得たセラミックグリーンシートの表面に封止用導体パターン11、端子部接続用電極端子12、圧電振動素子搭載パッド13、集積回路素子搭載パッド15等となる導体ペーストを、また、セラミックグリーンシートに打ち抜き等を施して予め穿設しておいた貫通孔内にビア導体となる導体ペーストを従来周知のスクリーン印刷によって塗布するとともに、これを複数枚積層してプレス成形した後、高温で焼成することにより製作される。
When the
また、封止用導体パターン11は、例えば、タングステン(W)、モリブデン(Mo)、等から成る基層の表面にニッケル(Ni)層及び金(Au)層を順次、凹部空間14を環状に囲繞する形態で被着させることによって、10μm〜25μmの厚みに形成されている。
The sealing
また、容器体10上に配置される蓋体30は、従来周知の金属加工法を採用し、42アロイ等の金属を所定形状に整形することによって製作される。蓋体30の上面には、ニッケル(Ni)層が形成され、更にニッケル(Ni)層の上面に少なくとも封止用導体パターン11に相対する箇所に封止部材31である金錫(Au−Sn)層が形成される。金錫(Au−Sn)層の厚みは、10μm〜40μmである。例えば、成分比率が、金が80%、錫が20%のものが使用されている。
Further, the
また、図3のように前記容器体10の他方の主面にモニタ用電極端子16を形成しておいても構わない。前記モニタ用電極端子16は、容器体10内に搭載されている圧電振動素子20と電気的に接続されており、前記電振動素子20のCI(クリスタルインピーダンス)値や共振周波数値等の電気的特性を測定するために用いる。
Further, as shown in FIG. 3, the
10・・・容器体
11・・・封止用導体パターン
12・・・端子部接続用電極端子
13・・・圧電振動素子搭載パッド
14・・・凹部空間
15・・・集積回路素子搭載パッド
16・・・モニタ用電極端子
20・・・圧電振動素子
21・・・励振用電極
30・・・蓋体
31・・・封止部材
40・・・基板
41・・・端子部
41a・・・外部接続用電極端子
41b・・・データ書込端子
42・・・開口部
43a、43b・・・金属膜層
44・・・段差部
44a・・・上段平面
44b・・・中段平面
44c・・・段差壁面
44d・・・捨代部接続面
45・・・挿入部
50・・・集積回路素子
60・・・導電性接合材
70・・・導電性接着剤
80・・・絶縁性樹脂
90・・・圧電振動子
100・・・圧電発振器
110・・・ダイシングテープ
X・・・基板領域
Y・・・捨代領域
DESCRIPTION OF
Claims (7)
平板状の基板に設けられた複数の貫通口部の側面から延出して前記容器体の他方の主面に設けられた端子部接続用電極端子に対応した位置に設けられる複数の端子部の前記基板の両主面と同一方向を向く面に金属膜層を形成する金属膜層形成工程と、
前記集積回路素子搭載パッドに集積回路素子を搭載する集積回路素子接続工程と、
前記端子部の金属膜層と容器体の端子部接続用電極端子とを接続する端子部接続工程と、 前記容器体が接続されている面が下になるように前記基板を反転させる基板反転工程と、
前記容器体が接続されている面とは異なる面から、前記基板の前記貫通口部と前記端子部との境目で切断して複数個の圧電発振器を同時に得る切断分離工程と、
を具備することを特徴とする圧電発振器の製造方法。 An integrated circuit element mounting pad provided on the other main surface of the container body, wherein a piezoelectric vibration element is mounted on a container body having a concave space on one main surface, the inside of the concave space is hermetically sealed with a lid. A method of manufacturing a piezoelectric oscillator having an integrated circuit element mounted thereon and provided with a terminal portion for mounting,
The plurality of terminal portions provided at positions corresponding to the terminal portion connection electrode terminals provided on the other main surface of the container body extending from the side surfaces of the plurality of through-hole portions provided on the flat substrate. A metal film layer forming step of forming a metal film layer on a surface facing the same direction as both main surfaces of the substrate;
An integrated circuit element connecting step of mounting an integrated circuit element on the integrated circuit element mounting pad;
A terminal part connecting step of connecting the metal film layer of the terminal part and a terminal part connecting electrode terminal of the container body; and a substrate reversing step of inverting the substrate so that a surface to which the container body is connected is down. When,
A cutting and separating step of simultaneously obtaining a plurality of piezoelectric oscillators by cutting at a boundary between the through-hole portion and the terminal portion of the substrate from a surface different from the surface to which the container body is connected,
A method for manufacturing a piezoelectric oscillator, comprising:
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