JP2009088057A - 電子部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】蓋体と容器の接合面を封着材を介して密着させ、蓋体と容器の接合を確実にすることが可能な電子部品の製造方法を提供する。
【解決手段】容器のキャビティ１０５に電子部品素子を搭載し、凹部１１２を有する封着治具１１１の前記凹部１１２に前記蓋体１０１を落し込み、前記蓋体１０１の上部に、封着材１０２を介して前記電子部品素子が搭載された前記容器１０４を、前記キャビティ１０５を下向きにして落し込み、前記容器１０４を前記蓋体１０１に対して押し付け、前記蓋体１０１を前記容器１０４との接合面に沿って変形させ、前記容器１０４と前記蓋体１０１を前記封着材を介して密着させ、前記容器１０４を前記蓋体１０１に対して押し付けた状態で前記封着材１０２を溶融し、前記容器１０４と前記蓋体１０１を気密に封止する電子部品の製造方法とする。
【選択図】図１

Description

本発明は電子部品の製造方法に関するものである。

圧電振動子は多くの分野のクロック源として多用されているが、最近では携帯電話やＰＤＡ等のモバイル機器への用途が増加している。これらのモバイル機器は小型軽量化が急速に進んでおり、使用される圧電振動子等の電子部品にも小型軽量化が要求されている。同時に表面実装化も進んでおり、表面実装に対応した様々な形態の圧電振動子が開発されている。

図４は、表面実装に対応した圧電振動子の分解斜視図である。１１はセラミック材からなる容器、１２は振動片、１３は蓋体である。容器１１のキャビティ１４内には振動片１２を搭載する台座１４ａ、１４ｂが設けられており、前記振動片１２の一端部が前記台座１４ａ、１４ｂに固定されるものである。振動片１２が容器１１内に収納された後、蓋体１３が容器１１上に接合され、容器１１を密閉して圧電振動子１０が完成する（例えば、特許文献１参照）。

つづいて、従来構成による圧電振動子の封止方法について説明する。図５は従来の圧電振動子の封止方法を説明するための図である。
図４に示されるような圧電振動子は、容器１１のキャビティ１４の開口面側上端面を封着部とし、該封着部に蓋体１３を被せ容器１１と接合することで容器１１が封止される。容器１１の封着部には、例えば、ろう付けしたリング状の金属製シールリング１５（コバール、ＳＵＳから成る）と、シールリング１５と蓋体１３とを接続する半田１６とを有する。
従来の圧電振動子の封止方法としては、図５に示す封止装置２０のヒータチップ２１の平坦な上面に蓋体１３を載置し、振動片１２が搭載された容器１１と蓋体１３とが位置決め治具２２によって位置ずれしないように両者を固定し、さらに容器１１の外底面から加圧治具２３によって適正な負荷で加圧する。封止装置２０内に図５のような状態で圧電振動子１０がセットされた後、ヒータチップ２１をパルスヒート方式で発熱させることにより、半田１６が瞬間的に溶融するので、容器１１と蓋体１３とを瞬間的に固着させることができる（例えば、特許文献２参照。）。

特開２００１−２０３５５３号公報 特開平１１−２１４５５１号公報

一般に、セラミック材からなる容器１１は、セラミックシートに複数個の容器１１を一体的に形成したものをダイシング等の手段により個々の容器１１に分断することで製造されている。このように製造された容器１１は、一体的に形成された状態から個々の容器１１へと分断される際に、ダイシングブレード等によってその切断面に応力がかかるため、容器１１のキャビティ１４の開口面側上端面を成す四辺の四隅が各辺の中央付近に対して反り上がったような湾曲形状となり易い。

図６は、容器１１のキャビティ１４の開口面側上端面を成す四辺の四隅が各辺の中央付近に対して反り上がったような湾曲形状となった状態を模式的に示す斜視図である。図に示すように容器１１の四隅の高さに対して、それらを繋ぐ辺の高さが辺の中央に向かうに連れて低くなっており、その上に蓋体１３を接合すると、蓋体１３と容器１１の間に隙間が生じる。そのため、蓋体１３と容器１１の接合面を確実に密着させることができず接合不良となり、蓋体１３と容器１１との間でリークが発生するという問題があった。

本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、蓋体と容器の接合面を封着材を介して密着させ、蓋体と容器の接合を確実にすることが可能な電子部品の製造方法を提供する。

電子部品素子を搭載するためのキャビティを有する容器に電子部品素子を搭載し、前記キャビティの開口部に封着材を介して蓋体を接合した電子部品の製造方法において、
少なくとも、
容器のキャビティに電子部品素子を搭載する工程と、
蓋体と前記容器のキャビティを位置決めするための凹部を有する封着治具の前記凹部に前記蓋体を落し込む工程と、
前記封着治具の凹部に落し込まれた前記蓋体の上部に、封着材を介して前記電子部品素子が搭載された前記容器を、前記キャビティを下向きにして落し込む工程と、
前記封着治具の第１の凹部に落し込まれた前記容器を前記蓋体に対して押し付けることで、前記蓋体を前記容器との接合面に沿って変形させ、前記容器と前記蓋体を前記封着材を介して密着させる工程と、
前記容器を前記蓋体に対して押し付けた状態で前記封着材を溶融し、前記容器と前記蓋体を気密に封止する工程と、
を具備する電子部品の製造方法とする。

前記容器および前記蓋体は平面視矩形状で、前記容器における前記蓋体との接合面は前記容器の各辺の中央部から四隅に向かい反り上がった形状であり、
前記封着治具は、当該凹部の底面であり少なくとも前記蓋体の四隅に対応する位置に、前記容器と前記蓋体を前記封着材を介して密着させる工程において変形した前記蓋体の逃げ部として機能する凹部が形成されている電子部品の製造方法とする。

本発明の電子部品の製造方法によれば、蓋体と容器が封着治具に位置決めされた状態で容器を蓋体に対して押し付け、蓋体を容器との接合面に沿って変形させるため、蓋体と容器を封着材を介して確実に密着させることができる。これにより蓋体と容器の間に発生するリークの発生を抑え、蓋体と容器の接合を確実にすることが可能となる。

また、容器および蓋体が平面視矩形状で、前記容器における前記蓋体との接合面が容器の各辺の中央部から四隅に向かい反り上がった形状であった場合においても、封着治具の凹部の底面部であり、蓋体の四隅に対応した位置にさらに凹部を形成したことにより、凹部の底面部に形成された凹部が蓋体の四隅の逃げ部として機能し蓋体が変形することができるため、蓋体と容器を封止材を介して密着させることが可能となる。これにより蓋体と容器の間に発生するリークの発生を抑え、蓋体と容器の接合を確実にすることができる。

以下、本発明に係わる電子部品の製造方法を振動子を例にして説明する。図２は本発明に係わる電子部品（振動子）の平面図であり、（Ａ）は封着材が形成された蓋体、（Ｂ）は振動片を搭載した容器、（Ｃ）は（Ｂ）のＡ−Ａ断面図である。

蓋体１０１は平面視矩形状であり、蓋体１０１には封着材１０２を所定の厚さで形成されている。また、容器１０４は平面視矩形状であり、容器１０４の中央にはキャビティ１０５が形成され、キャビティ１０５内には固定台座１０６、１０７が、キャビティ１０５の開口部周囲である蓋体１０１との接合面にあたる部位（以下、接合面とする。）はメタライズ層１０８が形成されている。また、容器１０４のの接合面を成す四辺の四隅は、各辺の中央付近に対して反り上がったような湾曲形状となってる。容器１０４の固定台座１０６、１０７には、電極１１０が形成された振動片１０９が導電性接着剤（不図示）等により固定し搭載されている。

図３は本発明の電子部品の製造方法で用いる封着治具の概略図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）はＡ−Ａ断面図である。封着治具１１１は平板に複数の凹部１１２を形成したものであり、凹部１１２は、蓋体１０１と容器１０４を位置決めするための位置決め部１１２ａと、テーパ部１１２ｂより構成されている。また、凹部１１２の底面部には、蓋体１０１を凹部１１２に落し込んだ際に蓋体１０１の四隅が配置される箇所に凹部１１２ｃが形成されている。

図１は封着治具を使用して蓋体と容器を封止する工程を説明するための模式断面図である。
まず、本発明の電子部品の製造方法では、封着治具１１１の凹部１１２に蓋体１０１を封着材１０２を上にして落とし込み（図１（ａ））、その上に振動片１０９が搭載された容器１０４を、キャビティ１０５の開口部を下向きにして落し込む（図１（ｂ））。次に封着治具１１１を真空槽（不図示）中に入れ、封着治具１１１の下面側におよそ３００℃に加熱した熱板１１３を当接させ、封着治具１１１を加熱し封着材１０２を溶融するとともに、加圧治具１１４により容器１０４を封着材付蓋体１０１に押し付け、蓋体１０１と容器１０４を封止材１０２を介して密着させ接合し蓋体１０１と容器１０４とを気密に封止する（図１（ｃ））。

ここで、封着治具１１１の凹部１１２の底面部であり、蓋体１０１の四隅に対応した位置に凹部１１２ｃが形成されていることで、容器１０４のキャビティ１０５の接合面を成す四辺の四隅が各辺の中央付近に対して反り上がったような湾曲形状となっていても、加圧治具１１４により容器１０４を封着材付蓋体１０１に押し付け、蓋体１０１と容器１０４を封止材１０２を介して密着させ接合する際に、凹部１１２ｃが蓋体１０１の四隅の逃げ部として機能し蓋体１０１が容器１０４の接合面に沿って変形することができるため、蓋体１０１と容器１０４を封止材１０２を介して密着させることが可能となる。これにより、蓋体１０１と容器１０４の間に発生するリークの発生を抑えることが可能となる。
また、本実施例では凹部１１２ｃを蓋体１０１の短辺に沿った2つの凹部として形成した例を示しているが、蓋体１０１の四隅に対応した位置にそれぞれ４つの凹部を形成しても良い。

以上本発明の電子部品の製造方法を、電子部品素子として振動片を例とした振動子として説明したが、容器の中に電子部品素子を収納して蓋を気密に封止する電子部品（例えば、加速度センサ、角速度センサ、水晶発振器等々）に適用できることは言うまでもない。

封着治具を使用して蓋体と容器を封止する工程を説明するための模式断面図。 本発明に係わる電子部品（振動子）の平面図であり、（Ａ）は封着材が形成された蓋体、（Ｂ）は振動片を搭載した容器、（Ｃ）は（Ｂ）のＡ−Ａ断面図。 本発明の電子部品の製造方法で用いる封着治具の概略図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）はＡ−Ａ断面図。 表面実装に対応した圧電振動子の分解斜視図。 従来の圧電振動子の封止方法を説明するための図。 容器１１のキャビティ１４の開口面側上端面を成す四辺の四隅が各辺の中央付近に対して反り上がったような湾曲形状となった状態を模式的に示す斜視図。

符号の説明

１０ 圧電振動子
１１ 容器
１２ 振動片
１３ 蓋体
１４ キャビティ
１４ａ 台座
１４ｂ 台座
１５ シールリング
１６ 半田
２０ 封着治具
２１ ヒータチップ
２２ 位置決め治具
２３ 加圧治具
１０１ 蓋体
１０２ 封着材
１０４ 容器
１０５ キャビティ
１０６ 固定台座
１０７ 固定台座
１０８ メタライズ層
１０９ 振動片
１１０ 電極
１１１ 封着治具
１１２ 凹部
１１２ａ 位置決め部
１１２ｂ テーパ部
１１２ｃ 凹部
１１３ 熱板
１１４ 加圧治具

Claims (2)

1. 電子部品素子を搭載するためのキャビティを有する容器に電子部品素子を搭載し、前記キャビティの開口部に封着材を介して蓋体を接合した電子部品の製造方法において、
   少なくとも、
   容器のキャビティに電子部品素子を搭載する工程と、
   蓋体と前記容器のキャビティを位置決めするための凹部を有する封着治具の前記凹部に前記蓋体を落し込む工程と、
   前記封着治具の凹部に落し込まれた前記蓋体の上部に、封着材を介して前記電子部品素子が搭載された前記容器を、前記キャビティを下向きにして落し込む工程と、
   前記封着治具の第１の凹部に落し込まれた前記容器を前記蓋体に対して押し付けることで、前記蓋体を前記容器との接合面に沿って変形させ、前記容器と前記蓋体を前記封着材を介して密着させる工程と、
   前記容器を前記蓋体に対して押し付けた状態で前記封着材を溶融し、前記容器と前記蓋体を気密に封止する工程と、
   を具備することを特徴とする電子部品の製造方法。
2. 請求項１に記載の電子部品の製造方法において、
   前記容器および前記蓋体は平面視矩形状で、前記容器における前記蓋体との接合面は前記容器の各辺の中央部から四隅に向かい反り上がった形状であり、
   前記封着治具は、当該凹部の底面であり少なくとも前記蓋体の四隅に対応する位置に、前記容器と前記蓋体を前記封着材を介して密着させる工程において変形した前記蓋体の逃げ部として機能する凹部が形成されていること、
   を特徴とする電子部品の製造方法。

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