JP2008283597A - Manufacturing methods of component storage container and piezoelectric device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電気・電子部品を収容するための収容容器と該収容容器内に圧電振動片を収容した圧電デバイスの製造方法の改良に関する。 The present invention relates to a storage container for storing electrical / electronic components and an improvement in a method for manufacturing a piezoelectric device in which a piezoelectric vibrating piece is stored in the storage container.
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、圧電振動子や圧電発振器等の圧電デバイスが広く使用されている。
従来の圧電デバイスは、収容容器であるパッケージ内に、例えば、電子部品として、圧電材料で形成した圧電振動片を収容している。
圧電振動片は、例えば水晶ウエハを矩形にエッチングして駆動用の電極を設けることにより形成されている。
Piezoelectric devices such as piezoelectric vibrators and piezoelectric oscillators in small information devices such as HDDs (hard disk drives), mobile computers, and IC cards, and mobile communication devices such as mobile phones, car phones, and paging systems Is widely used.
A conventional piezoelectric device accommodates a piezoelectric vibrating piece formed of a piezoelectric material, for example, as an electronic component in a package that is a container.
The piezoelectric vibrating piece is formed, for example, by etching a quartz wafer into a rectangular shape and providing a driving electrode.
このような構成の圧電振動片は、セラミックなどで形成された収容容器の内側底面に形成された電極パッドに対して、その引出し電極が導電性接着剤によって接合されている。
そして、圧電振動片を収容容器内で接合する手法として、このような技術は広く実施されており、さらに、例えば、電極パッドに導電性接着剤を塗布して、圧電振動片の端部を該塗布した導電性接着剤に載置して、片持ち式に接合する場合に、外部衝撃に対して、接着剤への応力を緩和するという課題への取り組みなどもされている。
In the piezoelectric vibrating piece having such a configuration, the lead electrode is bonded to the electrode pad formed on the inner bottom surface of the container made of ceramic or the like by a conductive adhesive.
Such a technique is widely practiced as a method of joining the piezoelectric vibrating reed in the container. For example, a conductive adhesive is applied to the electrode pad, and the end of the piezoelectric vibrating reed is attached to the end of the piezoelectric vibrating reed. In the case of mounting on a coated conductive adhesive and joining it in a cantilever manner, there has been an effort to reduce the stress on the adhesive against an external impact.
例えば、電極パッドと圧電振動片との間に介在される導電性接着剤について、接合される基部よりも自由端側の方が、厚く塗布されることで、外部衝撃に対する応力緩和能力を高める手法が知られている(特許文献1参照)。
また、電極パッドに段部をつくり、該電極パッドに導電性接着剤を塗布後に、該段部よりも内側に圧電振動片を接合する手法も知られている(特許文献2参照)。
このようにすることにより、電極パッドの上記段部よりも内側では、導電性接着剤が付着する面積が大きくなるから、圧電振動片と電極パッドの接合面積が大きくなり、耐衝撃性が向上するというものである。
For example, for a conductive adhesive interposed between an electrode pad and a piezoelectric vibrating piece, a technique for increasing the stress relaxation capability against external impact by applying a thicker thickness on the free end side than the base to be joined Is known (see Patent Document 1).
In addition, a method is known in which a step portion is formed on an electrode pad, and a conductive vibrating agent is applied to the electrode pad, and then a piezoelectric vibrating piece is joined to the inside of the step portion (see Patent Document 2).
By doing so, the area to which the conductive adhesive adheres becomes larger on the inner side than the step portion of the electrode pad, so that the bonding area between the piezoelectric vibrating piece and the electrode pad is increased, and the impact resistance is improved. That's it.
しかしながら、これら先行する各特許文献に記載の方法によると、これらは、電極パッドに凸部を設けたり(特許文献1参照)、あるいは電極パッドに所定の段部を設ける(特許文献2参照)ことによって、特殊なパッド形状として、そこに塗布される導電性接着剤の塗布量を増大させて、接合強度の向上をはかるものである。
しかしながら、特に小型の圧電デバイスの場合、電極パッドも非常に小さく、電極パッドの形状を正確に作るのは難しい。
すなわち、電極パッドの凸部や段部は、電極パッド形成時において、パッケージの内側底部の所定位置に、導電性ペーストを重ね塗りすることにより形成されている。
このような電極パッドの形成方法には、以下のような問題がある。
However, according to the methods described in the preceding patent documents, they are provided with a convex portion on the electrode pad (see Patent Document 1) or a predetermined step on the electrode pad (see Patent Document 2). Thus, as a special pad shape, the application amount of the conductive adhesive applied thereto is increased to improve the bonding strength.
However, particularly in the case of a small piezoelectric device, the electrode pad is also very small, and it is difficult to accurately form the shape of the electrode pad.
In other words, the convex portions and step portions of the electrode pad are formed by repeatedly applying a conductive paste at a predetermined position on the inner bottom portion of the package when the electrode pad is formed.
Such an electrode pad forming method has the following problems.
図12は、圧電デバイス1を示しており、収容容器であるパッケージ2の内側底部3には、電極パッド4が形成されている。符号Cは電極パッド4の中心位置を通る仮想の直線であり、圧電振動片7の図示しない引出し電極が、この電極パッド4に対して、導電性接着剤(図示せず)により接合される。そして、パッケージ2は蓋体8により気密に封止される。
ここで、電極パッド4は、導電性ペーストを塗布後、パッケージを形成するためのセラミックなどの絶縁材料を焼結してから、金メッキを施すなどして形成されるものである。
FIG. 12 shows the
Here, the
そして、電極パッド4に形成される上記したような凸部や段部を設ける。これは、符号5に示すように、導電性ペーストを印刷などにより一度塗布し、その上から符号6に示すように、もう一度塗布することで形成される。
しかしながら、二度目の印刷は、電極パッド4の中心位置Cに行われる必要があるが、図示のように、中心位置Cからずれてしまう場合がある。
そうすると、凸部や段部が、電極パッド4の中心位置からずれたところに形成され、適切な接合面を形成することができないという問題がある。
And the above-mentioned convex part and step part formed in the
However, the second printing needs to be performed at the center position C of the
If it does so, a convex part and a step part will be formed in the place which shifted | deviated from the center position of the
また、スクリーン印刷により導電性ペーストの塗布を行う場合には、マスクの劣化などにより印刷位置に50μm程度のずれが生じる。
さらに、形成される電極パッド4自体が非常に小さなサイズであるために、塗布ごとに僅かな位置ずれを生じた場合、そのずれ量によっては、圧電振動片の接合性能に影響が出る場合もある。
また、電極パッド4を形成するために、導電性ペーストを塗布するのは、パッケージ2を形成するためのセラミックなどの圧電材料の焼結前であるため、塗布後に該焼結工程を実行すると、材料の収縮により電極パッドの形成位置がずれてしまう場合がある。
Further, when the conductive paste is applied by screen printing, a shift of about 50 μm occurs in the printing position due to deterioration of the mask or the like.
Furthermore, since the
In addition, since the conductive paste is applied to form the
本発明は、以上の課題を解決するためになされたもので、収容容器の電極パッドを適切な形状に形成することにより、部品の接合性能を向上するようにした部品収容容器の製造方法と、そのような収容容器を利用した圧電デバイスの製造方法を提供することを目的とする。 The present invention was made to solve the above problems, and by forming the electrode pad of the storage container into an appropriate shape, a method for manufacturing a component storage container that improves the joining performance of the parts, and An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a piezoelectric device using such a container.
上述の目的は、本発明にあっては、収容容器の内側底面に電極パッドが形成されており、該電極パッドに対して、電気・電子部品を接合する部品収容容器の製造方法において、前記内側底面となるセラミック製絶縁基板上の電極パッドを形成すべき箇所に導電性ペーストを塗布するペースト塗布工程と、前記収容容器を形成するためのセラミック材料または、前記収容容器の底板となる前記絶縁基板を構成するセラミック材料を焼成する焼成工程と、前記塗布工程後に硬化されたペースト塗布部を切削して形状を整える切削加工工程と、切削加工後のペースト塗布部表面に電極金属をメッキするメッキ工程とを含んでいる部品収容容器の製造方法により、達成される。 According to the present invention, the electrode pad is formed on the inner bottom surface of the container, and the inner side of the container is a method of manufacturing a component container in which an electric / electronic component is joined to the electrode pad. A paste applying step of applying a conductive paste to a portion on the ceramic insulating substrate to be formed on the bottom surface, and a ceramic material for forming the container or the insulating substrate serving as a bottom plate of the container; A firing process for firing the ceramic material constituting the material, a cutting process for cutting the paste application part cured after the application process to adjust the shape, and a plating process for plating an electrode metal on the surface of the paste application part after the cutting process This is achieved by a method for manufacturing a component container that includes:
上記構成によれば、ペースト塗布工程を実行した後で、焼成工程により、収容容器を形成するためのセラミック材料または、前記収容容器の底板となる前記絶縁基板を構成するセラミック材料を焼結する。このとき、導電性ペーストを塗布したペースト塗布部は、収縮により多少位置が変化する。この焼成工程が終わると、ペースト塗布部の位置が変化する要素はなくなるので、その段階で切削加工工程を実行し、ペースト塗布部を適切な、所望の形状に整える。その後メッキにより電極パッドを形成する。
このように、本発明では、収容容器を形成するセラミック材料の焼成後に切削工程を実行しているので、例えば、所望の凸部や段部などを正確な位置に確実に形成した電極パッドを得ることができる。これにより、該電極パッドに導電性接着剤を塗布することで、常に、安定して十分な接合面積を得ることができる。
好ましくは、前記ペースト塗布工程においては、前記製絶縁基板上の電極パッドを形成すべき箇所に導電性ペーストを複数回塗布する。
これにより、ペースト塗布部が大きくなるので、前記切削加工工程により、加工除去しても、なお十分な大きさのペースト塗布部を残すことが容易となる。
According to the said structure, after performing a paste application | coating process, the ceramic material for forming the insulating substrate used as the bottom plate of the said storage container or the ceramic material for forming a storage container is sintered by a baking process. At this time, the position of the paste application part to which the conductive paste is applied changes somewhat due to contraction. When this baking process is completed, there is no element that changes the position of the paste application part, and therefore, a cutting process is executed at that stage to arrange the paste application part into an appropriate desired shape. Thereafter, an electrode pad is formed by plating.
As described above, in the present invention, since the cutting process is performed after firing the ceramic material forming the container, for example, an electrode pad in which a desired convex portion or stepped portion is reliably formed at an accurate position is obtained. be able to. Thereby, a sufficient bonding area can always be obtained stably by applying a conductive adhesive to the electrode pad.
Preferably, in the paste application step, the conductive paste is applied a plurality of times to a position where the electrode pad on the insulating substrate is to be formed.
Thereby, since the paste application part becomes large, even if it is processed and removed by the cutting process, it becomes easy to leave a paste application part having a sufficiently large size.
また、上記目的は、本発明にあっては、収容容器の内側底面に電極パッドが形成されており、該電極パッドに対して、圧電振動片の引出し電極を接合する圧電デバイスの製造方法において、前記収容容器と前記圧電振動片とを別々にそれぞれ形成する各形成工程である前工程と、該前工程に続く後工程として、前記収容容器の前記電極パッドに前記圧電振動片を接合する接合工程と、前記収容容器を気密に封止する封止工程とを含んでおり、前記前工程の前記収容容器の形成工程が、前記内側底面となるセラミック製絶縁基板上の電極パッドを形成すべき箇所に導電性ペーストを塗布するペースト塗布工程と、前記収容容器を形成するためのセラミック材料または、前記収容容器の底板となる前記絶縁基板を構成するセラミック材料を焼成する焼成工程と、前記塗布工程後に硬化されたペースト塗布部を切削して形状を整える切削加工工程と、切削加工後のペースト塗布部表面に電極金属をメッキするメッキ工程とを含んでいる圧電デバイスの製造方法により、達成される。 In the present invention, in the present invention, the electrode pad is formed on the inner bottom surface of the container, and the piezoelectric device manufacturing method for joining the lead electrode of the piezoelectric vibrating piece to the electrode pad, A pre-process that is a forming step for separately forming the storage container and the piezoelectric vibrating piece, and a joining step for bonding the piezoelectric vibrating piece to the electrode pad of the storage container as a post-process following the pre-process. And a sealing step for hermetically sealing the storage container, and the step of forming the storage container in the previous step is to form an electrode pad on the ceramic insulating substrate serving as the inner bottom surface A paste applying step of applying a conductive paste to the substrate, and firing a ceramic material for forming the storage container or a ceramic material constituting the insulating substrate serving as a bottom plate of the storage container A piezoelectric device comprising: a firing process; a cutting process for cutting a paste application part cured after the application process to adjust the shape; and a plating process for plating an electrode metal on the surface of the paste application part after the cutting process This is achieved by the manufacturing method.
上記構成によれば、他の発明で説明したのと同じ原理によって、例えば、所望の凸部や段部などを正確な位置に確実に形成した電極パッドを得ることができる。これにより、該電極パッドに導電性接着剤を塗布することで、圧電振動片を接合する上で、常に、安定して十分な接合面積を得ることができる。
この発明の場合にも、好ましくは、前記ペースト塗布工程においては、前記製絶縁基板上の電極パッドを形成すべき箇所に導電性ペーストを複数回塗布する。
According to the said structure, the electrode pad which formed the desired convex part, the step part, etc. in the exact position, for example by the same principle demonstrated by other invention can be obtained. Thus, by applying a conductive adhesive to the electrode pad, a sufficient bonding area can be obtained stably at all times when bonding the piezoelectric vibrating piece.
Also in the case of the present invention, preferably, in the paste applying step, the conductive paste is applied a plurality of times to the locations on the insulating substrate where the electrode pads are to be formed.
また、他の発明は、前記ペースト塗布工程が第1回目の塗布工程と第2回目の塗布工程を含んでおり、第2回目の塗布面積は、第1回目の塗布面積以下とすることを特徴とする。
上記発明の構成によれば、第1回目の塗布工程におけるペーストの塗布部分に重ねて、第2回目の塗布工程を行うので、第1回目の塗布工程の塗布位置とわずかにずれた位置に第2回目の塗布工程が行われても、第1回目の塗布面積よりも第2回目の塗布面積が小さければ、第2回目の塗布位置が第1回目の塗布位置からはみ出すことが少なくなり、ペースト塗布部を一定の形状に形成することができる。
In another aspect of the invention, the paste application step includes a first application step and a second application step, and the second application area is equal to or less than the first application area. And
According to the configuration of the invention, the second coating step is performed so as to overlap the paste application portion in the first coating step, so that the first coating step is slightly shifted from the coating position in the first coating step. Even if the second application step is performed, if the second application area is smaller than the first application area, the second application position is less likely to protrude from the first application position. An application part can be formed in a fixed shape.
また、他の発明は、前記電極パッドの外形を多角形とすることを特徴とする。
上記発明の構成によれば、電極パッド、すなわち、前記ペースト塗布部の形状を多角形とすると、画像認識による識別がしやすい。
In another aspect, the electrode pad has a polygonal outer shape.
According to the structure of the said invention, if the shape of an electrode pad, ie, the said paste application part, is made into a polygon, it will be easy to identify by image recognition.
また、他の発明は、前記ペースト塗布工程では、第1回目の塗布部の上に第2回目以降の塗布部を重ねるとともに、第2回目以降の塗布高さを保持しつつ残す部分と、当該残す部分の外側に前記切削工程で切削段部を形成することを特徴とする。
上記発明の構成によれば、第1回目の塗布部に上に第2回目以降の塗布部を重ねるとともに、2回目以降の塗布高さを保持しつつ残す部分を作ると、この残された部分により2回目以降の塗布部の高さが、圧電振動片との間に介在するので、導電性接着剤が入り込むための十分なギャップが形成される。
そして、当該残された部分の外側、例えば周囲部分が切削されて段部とされることにより、この塗布段部に導電性接着剤が適切に入り込むから、塗布された導電性接着剤が必要以上の上方に突出しない。このため、圧電振動片を低い位置で接合保持できるから、製品全体の低背化をはかることができる。
In another aspect of the invention, in the paste application step, the second and subsequent application portions are stacked on the first application portion, and the second and subsequent application heights are retained, A cutting step portion is formed in the cutting step outside the remaining portion.
According to the configuration of the above invention, when the second and subsequent coating portions are overlaid on the first coating portion and the portion to be retained while maintaining the second and subsequent coating heights is made, this remaining portion As a result, the height of the coating part after the second time is interposed between the piezoelectric vibrating piece and a sufficient gap for the conductive adhesive to enter is formed.
And, since the conductive adhesive properly enters the coating step portion by cutting the outer portion of the remaining portion, for example, the peripheral portion into a step portion, the applied conductive adhesive is more than necessary. It does not protrude above. For this reason, since the piezoelectric vibrating piece can be bonded and held at a low position, the overall height of the product can be reduced.
図1および図2は、本発明の製造方法の実施形態による圧電デバイスの一例を示しており、図1は蓋体を除いて内部構造を露出した圧電デバイスの概略平面図、図2は図1のA−A線概略端面図であり、蓋体を配置して示すものである。なお、図2では圧電振動片の電極は図示省略されている。
これらの図において、圧電デバイス30は、圧電振動子を構成した例を示しており、圧電デバイス30は、パッケージ36内に圧電振動片40を収容している。
具体的には、圧電デバイス30は、図2に示すように、絶縁基板34と、例えば、この絶縁基板34にプリコートされたシールリング35を含むパッケージ36内に圧電振動片40を収容している。シールリング35の内側は内部空間Sを形成しており、全体として圧電振動片40を収容するための矩形のキャビティを構成している。
1 and 2 show an example of a piezoelectric device according to an embodiment of the manufacturing method of the present invention. FIG. 1 is a schematic plan view of the piezoelectric device with the internal structure exposed except for the lid, and FIG. FIG. 6 is a schematic end view taken along line AA of FIG. In FIG. 2, the electrodes of the piezoelectric vibrating piece are not shown.
In these drawings, the
Specifically, as shown in FIG. 2, the
パッケージ36を構成する絶縁基板34は絶縁基体であり、セラミック製である。その上面は、パッケージ36の内側底面39である。図1の場合、パッケージ36の内側底面39の各角隅部にひとつずつ電極パッド50が形成されている。
これら電極パッドは、パッケージ36の底面に露出した実装端子38,38と図示しない導電パターンにより接続されている。電極パッド50には、導電性接着剤31が塗布され、圧電振動片40の後述する引出し電極が載置されて硬化されることにより、接合されている。
パッケージ36には、セラミックやガラスあるいはコバールなどの金属で形成された蓋体37がシールリング35を介して接合されている。これにより、パッケージ36は気密に封止されている。
An insulating
These electrode pads are connected to mounting
A
圧電振動片40を形成する圧電材料は、例えば、圧電基板として、水晶から作る水晶ウエハが用いられる。
圧電振動片40は、上記水晶基板を矩形もしくは正方形の外形を備える板状に形成されており、この実施形態では、中央部41の板厚が薄くされることによって、特に高周波発振に適した所謂逆メサ型振動片とされている。
この中央部41を励振するために、図1に示すように、該中央部41の表裏に励振電極42が形成されている。励振電極からはそれぞれ幅方向に導電パターンが延長され、それぞれひとつの角隅部に向かって、引出し電極43,43が形成されている。
なお、圧電振動片40の表裏の各励振電極42に接続された各引出し電極43,43は、圧電振動片40の側面を回り込んで、裏面にも形成されている。
すなわち、図1の圧電振動片40は表裏で同じ形態である。
As the piezoelectric material forming the piezoelectric vibrating
The piezoelectric vibrating
In order to excite the
The
That is, the piezoelectric vibrating
この圧電振動片40は、きわめて小型(例えば、横×縦×厚みが、1.5mm×1.0mm×60μm程度)であり、これに対応して、パッケージ36の電極パッド50もきわめて小さく、該電極パッド50を矩形に形成する場合、その大きさは、例えば、0.4mm×0.4mm程度である。
The piezoelectric vibrating
(圧電デバイスの製造方法の実施形態)
圧電デバイス30は以上のように構成されており、以下のように製造することができる。
(前工程)
圧電デバイス30の製造工程は、図3の圧電振動片40の製造工程とパッケージ36の製造工程を含む前工程と、これに続く後述する後工程とを含んでいる。
先ず、圧電振動片40の製造工程を簡単に説明する。
(Embodiment of Piezoelectric Device Manufacturing Method)
The
(pre-process)
The manufacturing process of the
First, the manufacturing process of the piezoelectric vibrating
図2で説明したように、この実施形態の圧電振動片40は、例えば、中央部の肉厚を薄く加工した所謂逆メサ型の圧電振動片である。
図3において、水晶の単結晶からX軸(電気軸)、Y軸(機械軸)、Z軸(光軸)からなる直交座標系において、Z軸から所定角度、傾けた面で切り出した水晶板を得る。この水晶板に所定の研磨等を施して水晶ウエハを得る(ST11)。
次に、水晶ウエハ全体に保護膜を成膜し(ST12)、この保護膜をエッチングして外形の加工パターン(マスク)を得る(ST13)。そして、エッチングにより図2のような外形の逆メサ振動片を形成し(ST14)。ST12の保護膜を除去する(ST15)。
なお、例えば、水晶以外にもタンタル酸リチウム,ニオブ酸リチウム等の圧電材料を利用することができる。また、圧電振動片を形成するための圧電チップの形状も逆メサ型に限らず、フラットタイプやコンベックスタイプ、メサ型、あるいは音叉型圧電チップなどを用いることができる。
As described with reference to FIG. 2, the piezoelectric vibrating
In FIG. 3, a crystal plate cut out from a single crystal of crystal with a plane inclined at a predetermined angle from the Z axis in an orthogonal coordinate system consisting of an X axis (electrical axis), a Y axis (mechanical axis), and a Z axis (optical axis). Get. The quartz plate is subjected to predetermined polishing or the like to obtain a quartz wafer (ST11).
Next, a protective film is formed on the entire quartz wafer (ST12), and this protective film is etched to obtain an external processing pattern (mask) (ST13). Then, an inverted mesa vibrating piece having an outer shape as shown in FIG. 2 is formed by etching (ST14). The protective film of ST12 is removed (ST15).
For example, piezoelectric materials such as lithium tantalate and lithium niobate can be used in addition to quartz. In addition, the shape of the piezoelectric chip for forming the piezoelectric vibrating piece is not limited to the inverted mesa type, and a flat type, a convex type, a mesa type, or a tuning fork type piezoelectric chip can be used.
ここで、ウエットエッチングの場合、その保護膜としては、クロムやチタンの下地に金を成膜したものを用いることができる。エッチング液としては、フッ酸(HF)や重フッ化アンモン(OLE_LINK2NH4F・HFOLE_LINK2)を用いることができる。
また、ドライエッチングによる場合は、RIE(リアクティブ・イオン・エッチング)の手法を用いることができる。この場合、CF4ガスを用いることができ、保護膜としては、上記と同じか、クロム、チタン、タングステンのいずれかを含み、かつアルミニウムを含む保護膜を用いることができる。
その後、図1で説明した励振電極や引出し電極をフォトリソグラフィの手法で形成する(ST16)。すなわち、これらの駆動電極は、例えば、水晶表面にニッケルやクロムの下地を形成後、金や銀などの導体金属をメッキして成膜し、フォトリソグラフィの手法で、図1の電極形状を得るものである。
以上により、チップとしての圧電振動片40を得ることができる(ST17)。
Here, in the case of wet etching, a protective film in which gold is formed on a chromium or titanium base can be used. As an etchant, hydrofluoric acid (HF) or ammonium bifluoride (OLE_LINK2NH 4 F · HFOLE_LINK2) can be used.
In the case of dry etching, a RIE (reactive ion etching) method can be used. In this case, CF 4 gas can be used, and as the protective film, a protective film that is the same as the above, or contains any of chromium, titanium, and tungsten, and contains aluminum can be used.
Thereafter, the excitation electrode and the extraction electrode described in FIG. 1 are formed by a photolithography technique (ST16). That is, these drive electrodes are formed by, for example, forming a base of nickel or chrome on the surface of a quartz crystal and plating a conductive metal such as gold or silver to obtain the electrode shape shown in FIG. 1 by photolithography. Is.
Thus, the piezoelectric vibrating
図3の工程とは別に、図4に示す工程を実行する。
先ず、パッケージ36を形成する。
パッケージ36の絶縁基板34とシールリング35は、図1、図2に示す形状に成形したグリーンシートを焼結して形成することができる。この場合、絶縁基板34は、パッケージ36の底部を構成する基板で、これに重ねられるシールリング35は、コバールなどを枠状として、絶縁基板34にプリコートして設けることができる。なお、シールリング35は、蓋体37側にプリコートしてもよい。また、図2のシールリング35は実質的にパッケージ36の壁部を構成しているが、シールリングではなく、セラミック基板の内側を除去してパッケージの壁部を形成してもよい。
さらに、底板となる絶縁基板34に、シールリング35を介して接合する蓋体37を、図2のような形状ではなく、逆椀状、もしくはキャップ状のものとし、これを絶縁基板34上に伏せるようにして接合する構成としてもよい。これにより、蓋体37の内側に広いキャビティが形成される。
Apart from the process of FIG. 3, the process shown in FIG. 4 is performed.
First, the
The insulating
Further, the
絶縁基板34上には、例えば、タングステンメタライズや、銀・パラジウムなどの導電性ペーストなどを用いて、必要とされる導電パターンを印刷により形成する。
ここで、メタライズとは、一般に、セラミックスの表面を金属化させて、金属部品と鑞(ろう)付けしたり、電気を流せるようにしたりする技術をいい、そのような場合に使用するペースト材料も意味する。
そして、電極パッド50の箇所にも、上記導電性ペーストが印刷塗布され(ST21)、その後、グリーンシートでなる絶縁基板34を焼成する(ST22)。
On the insulating
Here, metallization generally refers to a technology that metalizes the surface of ceramics and brazes it with metal parts or allows electricity to flow, and paste materials used in such cases are also used. means.
Then, the conductive paste is printed on the electrode pad 50 (ST21), and then the insulating
続いて、後述する切削加工工程である機械的加工を行い(ST23)、その後で、ニッケルなどを下地として、金もしくは銀などを順次メッキし(ST24)、上述した電極パッド50等が形成される。
なお、電極パッド50と実装端子38とを接続するための導電パターンは、パッケージ36の形成時に利用されるキャスタレーション(図示せず)の表面に形成して、パッケージ36の外面を引き回してもよいし、あるいは絶縁基板34を貫通する図示しない導電スルーホールなどにより接続してもよい。
Subsequently, mechanical processing, which is a cutting process described later, is performed (ST23), and thereafter, gold or silver or the like is sequentially plated with nickel or the like as a base (ST24), and the above-described
The conductive pattern for connecting the
ここで、上記ST21の工程とST23の工程をさらに詳しく説明する。
図5および図6は、ST21と、その後の焼成工程(ST22)が終了した後のST22の機械的加工工程を説明する図である。
図5において、パッケージ36の絶縁基板34の四隅部に、電極パッド50がそれぞれ形成される。図示されているように、各電極パッド50は、好ましくは、複数回導電ペーストを塗布することにより、形成されており、この実施形態では、導電性ペーストの第1回目の塗布部51の上に第2回目の塗布部52を重ねて形成される。
すなわち、複数回導電性ペーストを塗布して形成されている。導電性ペーストは、複数回塗布することで、所定の電極パッド形状を形成するために行われる。すなわち、図5、図6に例示するように、所定の凸部や段部を形成するために行われる。このため、電極パッドを所望の形状とするために必要と認められる回数だけ導電性ペーストの塗布がされる。
なお、導電ペーストの塗布工程では、後述する切削加工を行うに適した形状や大きさとできる場合には、一回だけの塗布を行うようにしてもよい。
Here, the step ST21 and the step ST23 will be described in more detail.
FIG. 5 and FIG. 6 are diagrams for explaining the mechanical processing step of ST22 after the completion of ST21 and the subsequent firing step (ST22).
In FIG. 5,
That is, it is formed by applying a conductive paste a plurality of times. The conductive paste is applied to form a predetermined electrode pad shape by being applied a plurality of times. That is, as illustrated in FIGS. 5 and 6, the process is performed to form a predetermined convex portion or stepped portion. For this reason, the conductive paste is applied as many times as necessary to make the electrode pad into a desired shape.
In the conductive paste application step, the application may be performed only once if the shape and size are suitable for the cutting process described later.
ここで、図5に示すように電極パッド50は、絶縁基板の内側底面39上に複数個、図示の場合4個形成されている。
そして、これらの電極パッド50は、第1回目の塗布部51が、それぞれ正しい位置に塗布されなければならないだけでなく、図5に示すように、第2回目の塗布部52は、全ての電極パッド50について、例えば、第1回目の塗布部51の中央部に正しく位置決めされて、塗布されなければならい。
そのように塗布されないと、電極パッド50に形成すべき凸部や段部が、電極パッド50の中心位置からずれたところに形成され、適切な接合面を形成することができないからであり、そのような電極パッド50に後述するように圧電振動片を接合すると、接合強度が不足したり、接合姿勢が悪いなど種々の弊害があるからである。
Here, as shown in FIG. 5, a plurality of
These
If it is not applied in this manner, the protrusions or steps to be formed on the
しかしながら、上述したように、そもそも電極パッド50の大きさがきわめて小さいために、スクリーン印刷に使用するマスクが劣化すると、50μm程度もずれてしまう。
図6を参照すると、図示の電極パッド50のように、第1回目の塗布部51の上に第2回目の塗布部52を塗布した際に、その一部が符号53で示すように、第1回目の塗布部51の仮想の中心線PCからずれて、異形の電極パッド、もしくは所望の形状と異なる電極パッドとなってしまう。
そこで、本実施形態では、ST23において、切削加工、すなわち機械的加工を行い、所定の切削治具を用いて、符号53で示す部分を切削により除去する。
切削工具は通常の機械的加工における切削加工におけるものが利用でき、ダイスを用いた旋盤、タップ、リーマを用いるドリル、フライス盤にとりつけたエンドミルなどが適宜使用される。あるいは、これらの治具を応用して、例えば、図5に示す各電極パッド50の位置にそれぞれ個別にエンドミルを配置し、全ての電極パッドを同時加工する専用のフライス盤を用いてもよい。
However, as described above, since the size of the
Referring to FIG. 6, when the
Therefore, in this embodiment, in ST23, cutting, that is, mechanical processing is performed, and a portion indicated by
The cutting tool can be used in cutting in ordinary mechanical processing, and a lathe using a die, a tap using a reamer, a drill using a reamer, an end mill attached to a milling machine, etc. are appropriately used. Alternatively, by applying these jigs, for example, a dedicated milling machine may be used in which end mills are individually arranged at the positions of the
図7は、電極パッド50が複数個、図示の場合4つある際に、X、Yの各座標系を当てはめて、画像処理により上述した機械的加工を行なう手法を説明するものである。
このような画像処理は、導電性ペーストの塗布を行う電極パッドの印刷工程(ST21)から行うことができる。
そして、画像認識のためには、図7に示すように、電極パッド50は、平面視において多角形、すなわち、矩形や正方形などとすると、エッジの認識が正確になり好ましい。
FIG. 7 illustrates a method of performing the above-described mechanical processing by image processing by applying each of the X and Y coordinate systems when there are a plurality of
Such image processing can be performed from the electrode pad printing step (ST21) for applying the conductive paste.
For image recognition, as shown in FIG. 7, it is preferable that the
図8を参照する。
この図は、電極パッド50を形成するための第1回目の塗布部51と第2回目の塗布部52の好ましい態様を説明するための図である。
仮想線PEは、第1回目の塗布部51の外縁部を示している。
図示されているように、第1回面の塗布部51よりも第2回目の塗布部52の方が大きく、しかも第2回目の塗布部52が、電極パッド50の中心位置PCからややずれて塗布された場合、第2回目の塗布部52は、第1回面の塗布部51の外縁部からはみだしてしまう可能性が高い。この結果、電極パッド50の外縁部は、第1回目の塗布部51の外縁部の位置を越えて拡大してしまい、結果的に電極パッド50は、所望の位置からずれて形成されることになる。
このような事態を有効に回避するために、第1回目の塗布部51よりも第2回目の塗布部52の塗布部の面積が小さくなるようなマスクを用いて、複数回の塗布を行うことが好ましい。
Please refer to FIG.
This figure is a view for explaining a preferred mode of the
A virtual line PE indicates an outer edge portion of the
As shown in the drawing, the
In order to effectively avoid such a situation, a plurality of times of application are performed using a mask in which the area of the application part of the
図9は、ST23の機械的加工、すなわち、切削加工を行うことで、圧電デバイスの低背化を図る様子を示す説明図である。
図9(a)では、第1回目の塗布部51の上に第2回目の塗布部を重ねて塗布すると、
後述する圧電振動片の接合工程では、さらに導電性接着剤31を塗布した際に、h1の分だけさらに高さが増し、その上に圧電振動片が接合されることになる。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a state in which the height of the piezoelectric device is reduced by performing mechanical processing of ST23, that is, cutting processing.
In Fig.9 (a), when the 2nd application part is piled up and applied on the
In the piezoelectric vibrating piece joining step described later, when the
そこで、図9(b)に示すようにすると好ましい。
第1回目の塗布部51の上に第2回目以降の塗布部52を重ねて塗布する。
次に、周囲を切削加工する。この際に、2回目以降(複数回の塗布は、2回でも3回でもそれ以上でもよい)の塗布高さを保持しつつ残す部分56を設け、当該残す部分56の外側55を切削加工して除き、周囲に低い切削段部57を形成する。
これにより、導電性接着剤はひくい切削段部57と残す部分56の上面までの間に保持され、十分な接着剤の塗布量を維持しつつ、図9(a)のh1のように盛り上がることがない。これにより、圧電振動片は低く接合されるので、その分図2で説明したパッケージ36の高さを低くすることができ、圧電デバイスの低背化が達成される。
Therefore, it is preferable to make it as shown in FIG.
The second and
Next, the periphery is cut. At this time, a
As a result, the conductive adhesive is held up to the upper surface of the thin
次に、図10のように、パッケージ36の特に絶縁基板34が焼成(ST22)により反ってしまった場合において、上述した切削加工により対策する場合を説明する。
図11に順次示す手法を用いることができる。
すなわち、図11(a)に示すように、焼成前の絶縁基板34上に、第1の塗布部51を形成して、その上に第2の塗布部を重ねて塗布形成する。
続いて、図4で説明した焼成工程(ST22)を行うと、図11(b)に示すように、絶縁基板34が反って、電極パッド50が形成されているパッケージ36の内側底部39も湾曲してしまう。
そこで、図11(c)に示すように、図4のST23で説明した機械的加工、すなわち切削加工により、例えば、圧電振動片を接合する上で基準となる水平面Lに沿って、電極パッド50の部分56を切削加工により除去する。
このようにすることで、電極パッド50の上面などを適切な接合面とすることができるものである。
なお、図10、図11では理解の便宜のため、絶縁基板34の反り量を極端に示している。
Next, as shown in FIG. 10, a case will be described in which countermeasures are taken by the above-described cutting process when the insulating
The technique sequentially shown in FIG. 11 can be used.
That is, as shown in FIG. 11A, the
Subsequently, when the firing step (ST22) described in FIG. 4 is performed, as shown in FIG. 11B, the insulating
Therefore, as shown in FIG. 11C, the
By doing in this way, the upper surface of the
10 and 11, the amount of warping of the insulating
(後工程)
(接着剤塗布工程)
図1および図2の電極パッド50の全てに導電性接着剤を塗布する。
この場合、各電極パッドは上述した切削加工(機械的加工)(ST23)を経ることにより、適切な位置に、一定の所望の形状となるように形成されているから、塗布された導電性接着剤について、十分な塗布量を保持し、圧電振動片40を重ねた際に、これをほぼ水平に保持することができる。
(Post-process)
(Adhesive application process)
A conductive adhesive is applied to all of the
In this case, each electrode pad is formed in an appropriate position so as to have a certain desired shape through the above-described cutting (mechanical processing) (ST23), and thus the applied conductive adhesive is applied. With respect to the agent, a sufficient coating amount can be maintained, and when the piezoelectric vibrating
(接合工程)
次に、電極パッド上に圧電振動片40を上述したように載置し、加熱することで、導電性接着剤31が硬化する。これにより、圧電振動片40がパッケージ36に対して接合される。
(封止工程)
次いで、例えば、パッケージ36を所定の治具などに収容して、真空チャンバー内に移載し、真空化で、蓋体37をシーム溶接などによりパッケージ36に対して接合する。
これにより、パッケージ36は気密に封止される。
以後、必要な検査などを経て、圧電デバイス30が完成する。
(Joining process)
Next, the conductive vibrating
(Sealing process)
Next, for example, the
Thereby, the
Thereafter, the
本発明は上述の実施形態に限定されない。各実施形態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。
パッケージ36は、圧電振動片の収容容器であるから、種々の構成が考えられる。
また、この発明は、箱状の収容容器としてのパッケージを利用し、内部に圧電振動片を収容するものであれば、圧電振動子、圧電発振器等の名称にかかわらず、全ての圧電デバイスに適用することができる。
The present invention is not limited to the above-described embodiment. Each configuration of each embodiment can be appropriately combined or omitted, and can be combined with other configurations not shown.
Since the
In addition, the present invention is applicable to all piezoelectric devices regardless of the names of piezoelectric vibrators, piezoelectric oscillators, etc., as long as they use a package as a box-shaped container and accommodate a piezoelectric vibrating piece inside. can do.
30・・・圧電デバイス、35・・・シールリング、36・・・パッケージ、40・・・圧電振動片、42・・・励振電極、50・・・電極パッド、51・・・第1回目の塗布部、52・・・第2回目の塗布部 30 ... piezoelectric device, 35 ... seal ring, 36 ... package, 40 ... piezoelectric vibrating piece, 42 ... excitation electrode, 50 ... electrode pad, 51 ... first time Application part, 52 ... second application part
Claims (7)
前記内側底面となるセラミック製絶縁基板上の電極パッドを形成すべき箇所に導電性ペーストを塗布するペースト塗布工程と、
前記収容容器を形成するためのセラミック材料または、前記収容容器の底板となる前記絶縁基板を構成するセラミック材料を焼成する焼成工程と、
前記塗布工程後に硬化されたペースト塗布部を切削して形状を整える切削加工工程と、
切削加工後のペースト塗布部表面に電極金属をメッキするメッキ工程と
を含んでいることを特徴とする部品収容容器の製造方法。 An electrode pad is formed on the inner bottom surface of the container, and in the method of manufacturing a component container for joining electric / electronic components to the electrode pad,
A paste application step of applying a conductive paste to a place where an electrode pad on the ceramic insulating substrate serving as the inner bottom surface is to be formed;
A firing step of firing a ceramic material for forming the storage container or a ceramic material constituting the insulating substrate that becomes a bottom plate of the storage container;
A cutting process for adjusting the shape by cutting the paste application part cured after the application process;
And a plating step of plating an electrode metal on the surface of the paste application part after the cutting process.
前記収容容器と前記圧電振動片とを別々にそれぞれ形成する各形成工程である前工程と、
該前工程に続く後工程として、
前記収容容器の前記電極パッドに前記圧電振動片を接合する接合工程と、
前記収容容器を気密に封止する封止工程と
を含んでおり、
前記前工程の前記収容容器の形成工程が、
前記内側底面となるセラミック製絶縁基板上の電極パッドを形成すべき箇所に導電性ペーストを塗布するペースト塗布工程と、
前記収容容器を形成するためのセラミック材料または、前記収容容器の底板となる前記絶縁基板を構成するセラミック材料を焼成する焼成工程と、
前記塗布工程後に硬化されたペースト塗布部を切削して形状を整える切削加工工程と、
切削加工後のペースト塗布部表面に電極金属をメッキするメッキ工程と
を含んでいることを特徴とする圧電デバイスの製造方法。 In the method for manufacturing a piezoelectric device, an electrode pad is formed on the inner bottom surface of the container, and the lead electrode of the piezoelectric vibrating piece is bonded to the electrode pad.
A pre-process which is a forming process for separately forming the container and the piezoelectric vibrating piece,
As a subsequent process following the previous process,
A bonding step of bonding the piezoelectric vibrating piece to the electrode pad of the container;
Sealing step for hermetically sealing the containing container,
The forming step of the container in the previous step is
A paste application step of applying a conductive paste to a place where an electrode pad on the ceramic insulating substrate serving as the inner bottom surface is to be formed;
A firing step of firing a ceramic material for forming the storage container or a ceramic material constituting the insulating substrate that becomes a bottom plate of the storage container;
A cutting process for adjusting the shape by cutting the paste application part cured after the application process;
And a plating step of plating an electrode metal on the surface of the paste application part after the cutting process.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2007127646A JP2008283597A (en) | 2007-05-14 | 2007-05-14 | Manufacturing methods of component storage container and piezoelectric device |
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JP2012248808A (en) * | 2011-05-31 | 2012-12-13 | Kyocera Crystal Device Corp | Module |
JP2017028592A (en) * | 2015-07-27 | 2017-02-02 | 京セラクリスタルデバイス株式会社 | Crystal device |
-
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- 2007-05-14 JP JP2007127646A patent/JP2008283597A/en not_active Withdrawn
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