JP2010225715A - 振動モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】振動デバイスおよび制御デバイスを有し、寄生容量の発生が抑制された振動モジュールを提供すること。
【解決手段】本発明にかかる振動モジュール１００は、配線基板１０と、配線基板１０の上に設けられ、配線基板１０と電気的に接続された振動デバイス２０と、配線基板１０の上に設けられ、配線基板１０と電気的に接続された制御デバイス３０と、外部接続端子４０と、を含み、平面視において、振動デバイス２０および制御デバイス３０の少なくとも一方は、配線基板１０の外側に位置する張出部Ｈを有し、外部接続端子４０は、張出部Ｈの下面に形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、振動モジュールに関する。

振動モジュールは、各種の電子機器に搭載されている。振動モジュールは、たとえば、時計や情報通信機器では、基準周波数信号を得るための発振器として利用され、また、デジタルカメラや自動車などでは、機器の姿勢の制御を行うための力学的センサーなどとして利用される。振動モジュールは、いずれの用途においても、信頼性の向上およびさらなる小型化が要求されている。

振動モジュールは、一般に、水晶振動子に代表される振動デバイスと、該振動デバイスを駆動制御する制御デバイス（ＩＣ等）から構成される。振動モジュールの例としては、たとえば、特開２０００−０３１３２４号公報に、基板の上に水晶振動子と半導体チップを搭載した電子部品が開示されている。

特開２０００−０３１３２４号公報

振動モジュールは、ユーザー基板（マザーボード等）と称する面積のより大きい基板に実装されて用いられることが多い。そのため、振動モジュールが搭載される電子機器の小型化にともなって、振動モジュール自体の小型化もさることながら、ユーザー基板に実装された状態において小型化されることが重要となってきている。また、振動モジュールの小型化のために、振動モジュールの実装密度を高めると、振動デバイス付近の配線の寄生容量が増加して、信頼性が低下する場合があった。

本発明のいくつかの態様にかかる目的の１つは、振動デバイスおよび制御デバイスを有し、寄生容量の発生が抑制された振動モジュールを提供することにある。

本発明は上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様または適用例として実現することができる。

［適用例１］
配線基板と、
前記配線基板の上に設けられ、前記配線基板と電気的に接続された振動デバイスと、
前記配線基板の上に設けられ、前記配線基板と電気的に接続された制御デバイスと、
外部接続端子と、
を含み、
平面視において、前記振動デバイスおよび前記制御デバイスの少なくとも一方は、前記配線基板の外側に位置する張出部を有し、
前記外部接続端子は、前記張出部の下面に形成された、振動モジュール。

このような振動モジュールは、振動デバイスおよび制御デバイスを有し、外部接続端子が、ユーザー基板に対して直接接続されることができる。そのため、駆動されたときに発生する寄生容量を抑制することができる。

［適用例２］
適用例１において、
前記外部接続端子は、電源端子、接地端子、および出力端子を含む、振動モジュール。

このような振動モジュールは、さらに安定に動作することができる。

［適用例３］
適用例１または適用例２において、
前記振動デバイスおよび前記制御デバイスは、前記配線基板に、ハンダ、金属バンプおよび導電性接着剤から選択される少なくとも一種によって接続された、振動モジュール。

このような振動モジュールは、より小型でかつ、寄生容量の発生をさらに抑制することができる。

［適用例４］
適用例１ないし適用例３のいずれか一項において、
前記配線基板、前記振動デバイスおよび前記制御デバイスの間に樹脂モールドが施された、振動モジュール。

このような振動モジュールは、より堅牢な構造を有することができ、機械的、電気的な信頼性および実装性を高めることができる。

［適用例５］
適用例１ないし適用例４のいずれか一項において、
前記配線基板の下面および前記振動デバイスの下面は、平行に配置された、振動モジュール。

このような振動モジュールは、ユーザー基板への実装時に、振動デバイスとユーザー基板とを平行にして実装しやすい。

［適用例６］
適用例１ないし適用例５のいずれか一項において、
前記制御デバイスは、再配置配線層を有する、振動モジュール。

このような振動モジュールは、制御デバイスの大きさに依存することなく、寄生容量を低減することができる。

実施形態にかかる振動モジュール１００の断面の模式図。 実施形態にかかる振動デバイスおよび制御デバイスの平面図。 実施形態にかかる配線基板の上面に模式図。 実施形態にかかる振動モジュールの実装の様子を示す模式図。 実施形態にかかる振動モジュール１００の変形例の断面の模式図。 実施形態にかかる振動モジュール１００の変形例の断面の模式図。 実施形態にかかる振動モジュール１００の下面の模式図。 実施形態にかかる振動モジュールの下面の模式図。 実施形態にかかる振動モジュールの下面の模式図。 実施形態にかかる振動モジュールの下面の模式図。 実施形態にかかる振動モジュール２００の断面の模式図。 実施形態にかかる振動デバイスおよび制御デバイスの平面図。 実施形態にかかる配線基板の上面の模式図。 実施形態にかかる振動モジュール３００の断面の模式図。 実施形態にかかる振動デバイスおよび制御デバイスの平面図。 実施形態にかかる配線基板の上面の模式図。 実施形態にかかる振動モジュールの製造工程を模式的に示す図。 実施形態にかかる振動モジュールの製造工程を模式的に示す図。 実施形態にかかる振動モジュールの製造工程を模式的に示す図。 実施形態にかかる振動モジュールの製造工程を模式的に示す図。 実施形態にかかる振動モジュールの製造工程を模式的に示す図。

以下に本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の例を説明するものである。

１．振動モジュール
図１は、本実施形態にかかる振動モジュールの一例である振動モジュール１００の断面の模式図である。図２は、振動モジュール１００に含まれる振動デバイス２０および制御デバイス３０の下面の模式図である。図３は、振動モジュール１００に含まれる配線基板１０の上面の模式図である。図２および図３のＡ−Ａ線の断面の模式図が図１に相当する。図４は、振動モジュール１００がユーザー基板Ｕに実装された状態の断面の模式図である。図５および図６は、振動モジュール１００の変形例の断面の模式図である。

本実施形態にかかる振動モジュール１００は、配線基板１０と、振動デバイス２０と、制御デバイス３０と、外部接続端子４０と、を含む。

なお、外部接続端子４０が設けられる位置は、配線基板１０、振動デバイス２０、および制御デバイス３０の平面的な形状および配置関係に依存する。そのため、以下、配線基板１０、振動デバイス２０、制御デバイス３０、および外部接続端子４０の構成等について説明した後、それらの配置等についての説明を順次記載する。

１．１．配線基板
図１に示すように、配線基板１０は、振動モジュール１００の下部に設けられる。配線基板１０の平面的な形状は限定されない。配線基板１０としては、たとえば、多層または単層の配線基板を挙げることができる。配線基板１０は、振動モジュール１００の低背化のために単層の基板であることがより好ましい。図１の振動モジュール１００の例では、配線基板１０は、単層の基板である。配線基板１０の厚みは、たとえば、１μｍ以上３００μｍ以下とすることができる。配線基板１０は、振動デバイス２０および制御デバイス３０を機械的に接続する機能を有する。また、配線基板１０は、振動デバイス２０と制御デバイス３０との間を電気的に接続する機能を有する。

配線基板１０は、樹脂基板、シリコン基板、または化合物半導体基板とすることができる。配線基板１０の材質としては、ポリイミド等の高分子材料、シリコン、化合物半導体等の半導体材料などを挙げることができる。

配線基板１０の上面には、電気的な接続を図るための電極パッド１２が形成される。配線基板１０の上面には、電極パッド１２に接続する配線１４を設けることができる。図１および図３の例では、配線基板１０の上面には、複数の電極パッド１２および配線１４が設けられており、電極パッド１２および配線１４は、適宜電気的に接続されている。なお、電極パッド１２および配線１４は、下面にも設けられることができるが、電極パッド１２および配線１４は、配線基板１０の上面のみに設けられれば十分に上述の機能を発揮することができる。電極パッド１２および配線１４は、配線基板１０の上面のみに設けられる場合は、配線基板１０を薄く、しかも極めて単純な構造とすることができる。これにより、たとえば振動モジュール１００の低背化にさらに寄与することができる。

電極パッド１２の平面的な形状は限定されない。電極パッド１２は、配線基板１０の内部にプラグ等がある場合、該プラグ等と電気的に接続されてもよい。電極パッド１２は、振動デバイス２０および制御デバイス３０との電気的接続および機械的接続の少なくとも一方を行うためのパッドとして用いられることができる。電極パッド１２は、単層であっても多層構造であってもよい。電極パッド１２の材質としては、タングステン、モリブデン、金、ニッケル、およびそれらの合金等が挙げられる。

配線１４は、複数の電極パッド１２間を電気的に接続することができる。配線１４が接続する電極パッド１２は、設計に応じて適宜選択することができる。図３の例では、４つの配線１４（１４ａ〜１４ｄ）が、振動デバイス２０と接続する電極パッド１２および制御デバイス３０と接続する電極パッド１２（１２ａ〜１２ｄ）を、それぞれ１対１に接続した状態が描かれている。配線１４は、単層でも多層構造であってもよい。配線１４の材質としては、タングステン、モリブデン、金、ニッケル、およびそれらの合金等が挙げられる。

配線基板１０と、振動デバイス２０および制御デバイス３０との電気的接続の方法としては、ハンダ接合、バンプ接合、導電性接着剤による接合の少なくとも一種が挙げられる。図１の例では、電極パッド１２は、振動デバイス２０の下面に設けられた電極パッド５４および制御デバイス３０の下面に設けられた電極パッド５６と、バンプ６０によって接続されている。電気的接続をバンプ６０によって行う場合は、バンプ６０としては、たとえば、金バンプ、ハンダバンプを用いることができる。ハンダバンプの材質としては、金、スズ、鉛、銀、銅、ビスマス、シリコン、ゲルマニウム、アンチモンよりなる群から選択される一種または複数種の合金等を挙げることができる。振動デバイス２０および制御デバイス３０が、配線基板１０に、ハンダ接合、バンプ接合、導電性接着剤による接合の少なくとも一種によって接続されることにより、振動モジュール１００は、より小型化されることができる。また、このようにすれば、寄生容量の発生をさらに抑制することができる。

配線基板１０の下面および振動デバイス２０の下面は、平行に配置することができる。たとえば、図４に示すように、振動モジュール１００がユーザー基板Ｕに実装されるときに、振動デバイス２０の下面およびユーザー基板Ｕの表面が平行になるように実装したい場合がある。このような場合に、配線基板１０の下面および振動デバイス２０の下面が平行に配置されていると、配線基板１０の下面およびユーザー基板Ｕの表面を接触させて実装することにより、振動デバイス２０の下面およびユーザー基板Ｕの表面が傾斜して配置されることを抑制することができる。これにより、たとえば振動モジュール１００が加速度センサーである場合などにおいて、検出したい加速度の方向に対して、振動モジュール１００をより精密に配置して実装することができる。

１．２．振動デバイス
振動デバイス２０は、配線基板１０の上に設けられる。振動デバイス２０の外形形状は特に限定されない。振動デバイス２０は、配線基板１０と電気的に接続される。振動デバイス２０の配線基板１０への実装方法としては、バンプによる固定が挙げられる。振動デバイス２０をバンプによって実装する場合には、樹脂封止（モールド）等が併用されてもよい。図１の例では、振動デバイス２０の下面に形成された電極パッド５４が、配線基板１０の電極パッド１２とバンプ６０によって電気的に接続されている。

振動デバイス２０の下面には、内蔵する振動片２を駆動制御するための外部への電気的接続の経路が少なくとも２つ形成される。以下に振動デバイス２０の具体的な構成の例を説明する。振動デバイス２０は、少なくとも、ケース体２２、蓋体２４、振動片２および電極パッド５４を有する。

１．２．１．ケース体
ケース体２２は、振動片２を収容することができる容器状の形状を有する。ケース体２２の外側底面は、平坦な形状を有する。ケース体２２の平面的な形状としては、矩形、円形等を挙げることができる。ケース体２２は、複数の部材が接合されて形成されていてもよい。ケース体２２の上部は、振動子３０をケース体２２の内部に入れることができる程度の開口を有している。ケース体２２の開口は、蓋体２４によって気密封止されることができる。ケース体２２の内壁には、配線６を形成することができる。配線６は、振動片２に形成された電極（図示せず）と電気的に接続されることができる。配線６の材質としては、タングステン、モリブデン、金、ニッケル等が挙げられる。ケース体２２は、スルーホールを有することができる。スルーホールは、導電材によって埋められ、ケース体２２の内部の配線６等と外部の導電部材（電極パッド等）とを電気的に接続するビアホール８となることができる。配線６およびビアホール８の数は、振動デバイス２０に必要な外部への電気的接続の数以上であれば限定されない。ビアホール８に使用される導電材としては、たとえば、タングステン、モリブデンなどが挙げられる。ビアホール８は、気密性を有することができる。ケース体２２の材質としては、水晶、セラミック、ガラス等の無機材料を挙げることができる。

１．２．２．蓋体
蓋体２４は、ケース体２２の上部の開口を封止する平板形状を有する。蓋体１０の平面形状は、ケース体２２の開口を封止できるかぎり任意である。蓋体１０の材質としては、セラミック、ガラス、金属等が挙げられる。蓋体２４が金属等の導電材料で構成される場合は、配線６の引き回しにより、蓋体２４を外部への電気的接続用の端子として利用することもできる。ケース体２２と蓋体１０との接着は、たとえば、プラズマ溶接、シーム溶接、超音波接合、または接着剤等を用いて行われることができる。ケース体２２および蓋体２４によって形成されるキャビティー９は、振動片２が動作するための空間となる。また、キャビティー９は、密閉されることができるため、振動片２を減圧空間に設置することができる。

１．２．３．振動片
振動片２は、ケース体２２および蓋体２４によって形成されるキャビティー９内に備えられる。本実施形態の振動片２は、どのような態様の振動片であってもよい。振動片２の態様としては、ＡＴ振動片、音叉型振動片、ＳＡＷ振動片、ウォーク型振動片、およびＷＴ型振動片などを例示することができる。また、振動片２は、それ自体が水晶、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム等の圧電材料で形成されてもよいし、圧電性を有さない材料で形成されてもよい。振動片２が圧電性を有さない材料で形成された場合は、たとえば、さらに圧電素子を振動片２の構成に含んでもよい。振動片２には図示せぬ電極等が形成されている。

振動片２に形成される電極の数は、複数であれば特に限定されない。複数の電極のうち、外部への電気的接続が必要な電極について、その数に応じた配線６やビアホール８をケース体２２に形成することができる。振動片２が音叉型振動片等である場合は、外部への電気的接続が必要な電極の数は２つとすることができる。したがって、以下の実施形態では振動デバイス２０の振動片２を駆動するために必要な外部からの電気的接続の数は２つであるものとして説明する。

振動片２は、キャビティー９内の壁面（図１の例では、ケース体２２の内側底面）に、たとえば、接着剤、ペースト、ロウ材等によって固定されることができる。また、図１の例のように、振動片２は、ケース体２２の内面に形成された配線６に対して、導電性接着剤層４によって固定されてもよい。このようにすれば、導電性接着剤層４は、振動片２の固定、および振動片２の電極と配線６との電気的接続の機能を兼ねることができる。導電性接着剤層４の材質としては、導電ペースト、金属のロウ材等を挙げることができる。

１．２．４．電極パッド
電極パッド５４は、ケース体２２の外側底面に形成される。電極パッド５４は、複数形成されることができる。電極パッド５４の平面的な形状は限定されない。電極パッド５４には、ケース体２２の外側底面において、図２に示すような配線５８等が接続されていてもよい。電極パッド５４は、振動デバイス２０と配線基板１０との電気的接続および機械的接続の少なくとも一方を行う機能を有する。

電極パッド５４は、ビアホール８に接続されてもよく、その場合は、振動デバイス２０の外部への電気的接続を採るための端子として機能することができる。したがって、電極パッド５４によって、振動片２を駆動制御するための振動デバイス２０の外部への電気的接続を行うことができる。図２の例では、電極パッド５４ｂおよび電極パッド５４ｃが振動片２を駆動制御するための振動デバイス２０の外部への電気的接続を行う電極パッドとなっており、これらは、ビアホール８に接続されている。

図１〜図３の例では、電極パッド５４は、いずれも配線基板１０に対して、電気的および機械的接続を行っているが、振動デバイス２０には、機械的接続のみ行う電極パッド５４が形成されていてもよい。このような電極パッド５４は、本明細書ではダミーパッドと称することがある。電極パッド５４および配線５８は、単層でも多層構造であってもよい。電極パッド５４の材質としては、タングステン、モリブデン、金、ニッケルなどが挙げられる。

１．３．制御デバイス
制御デバイス３０は、配線基板１０の上に設けられる。制御デバイス３０は、配線基板１０に電気的に接続される。制御デバイス３０の配線基板１０への実装方法としては、バンプ接合等による固定が挙げられる。制御デバイス３０をバンプ接合によって実装する場合には、樹脂封止（モールド）等が併用されてもよい。

制御デバイス３０は、振動片２（振動デバイス２０）を発振させクロック信号を出力する発振回路を含むことができる。

また、制御デバイス３０は、振動片２（振動デバイス２０）の励振および振動の検出、温度補正等を行うセンサー回路を含むことができる。制御デバイス３０は、電気的接続として、振動デバイス２０の振動片２を駆動制御するための振動制御端子を少なくとも２つ有する。また、制御デバイス３０は、電源端子、接地端子、制御端子、および出力端子の少なくとも４つの端子を有する。制御デバイス３０はさらに他の機能を有する端子を備えていてもよい。

制御デバイス３０の厚み（高さ）は、特に限定されないが、上述の振動デバイス２０と厚みが等しいことが好ましい。制御デバイス３０の厚みが振動デバイス２０の厚みと等しければ、振動モジュール１００の上面を平坦化することができ、また、振動モジュール１００の製造、および振動モジュール１００をユーザー基板Ｕへ実装する際のハンドリング等を容易化することができる。

制御デバイス３０は、配線基板１０とバンプ６０を介して接続するための電極パッド５６を有する。図１の例では、振動デバイス２０の下面に形成された電極パッド５６が、配線基板１０の電極パッド１２とバンプ６０によって機械的および電気的に接続されている。電極パッド５６は、制御デバイス３０の下面に形成される。電極パッド５６は、複数形成されてもよい。制御デバイス３０には、機械的接続のみ行う電極パッド５４が形成されていてもよい。

電極パッド５６の平面的な形状は任意である。電極パッド５６は、制御デバイス３０の下面において、配線等に接続されていてもよい。電極パッド５６のうち、少なくとも２つは、振動デバイス２０の振動片２を駆動制御するための、制御デバイス３０の振動制御端子となる。これにより、制御デバイス３０の２つの振動制御端子が、配線基板１０を介して、振動デバイス２０の振動片２に電気的に接続されることができる。振動モジュール１００においては、制御デバイス３０の２つの振動制御端子にあたる電極パッド５６ｂ，５６ｃが、配線基板１０の電極パッド１２ｂ，１２ｃおよび配線１４ｂ，１４ｃを介して、振動デバイス２０の振動片２への電気的接続のための電極パッド５４ｂ，５４ｃに電気的に接続されている。電極パッド５６は、単層でも多層構造であってもよい。電極パッド５６の材質としては、タングステン、モリブデン、金、ニッケル等が挙げられる。

制御デバイス３０は、半導体ウエハーを切断、個片化し、パッケージングされていない状態のＩＣ、すなわちベアチップであってもよいし、再配置配線層３２等の構成を有してもよい。図５は、制御デバイス３０が、ベアチップである場合について例示している。図１の例では、制御デバイス３０は、再配置配線層３２と、再配置配線層３２の上に設けられたＩＣチップ３４と、ＩＣチップ３４および再配置配線層３２を電気的に接続するボンディングワイヤー３６と、ＩＣチップ３４およびボンディングワイヤー３６を封止する樹脂層３８と、を有するモールドパッケージの形態を有している。この場合、再配置配線層３２としては、たとえば、インターポーザと称する部材を使用することができる。たとえば、再配置配線層３２は、電極パッド５６とＩＣチップとの電気的接続を採るために、プラグ等の配線を有することができる。ＩＣチップ３４の平面的な面積が小さい場合において、再配置配線層３２を有する制御デバイス３０を用いれば、制御デバイス３０の下面に、電極パッド５６や後述する外部接続端子４０を形成するための面積を確保することができる。すなわち、制御デバイス３０に、再配置配線層３２を採用することにより、ＩＣチップの大きさに依存することなく、寄生容量の抑制された振動モジュール１００を提供することができる。

１．４．外部接続端子
外部接続端子４０は、振動デバイス２０および制御デバイス３０のいずれか一方、または両方の下面に設けられる。外部接続端子４０が、振動デバイス２０および制御デバイス３０のいずれか一方、または両方に設けられる点については、配線基板１０、振動デバイス２０および制御デバイス３０の平面的な形状および配置に依存するため、別項で詳述する。外部接続端子４０は、少なくとも４つ設けられる。４つの外部接続端子４０は、制御デバイス３０の電源端子、接地端子、制御端子、および出力端子に電気的に接続される。外部接続端子４０の平面的な形状は限定されない。外部接続端子４０には、図２に示すように配線５８が接続されていてもよい。外部接続端子４０は、振動モジュール１００をユーザー基板Ｕ等に電気的および機械的に接続する機能を有する。また、上記４つの外部接続端子４０以外の外部接続端子４０は、振動モジュール１００をユーザー基板Ｕ等に機械的に接続する機能だけを有してもよい。このような外部接続端子４０が設けられると、振動モジュール１００およびユーザー基板Ｕの接合強度をさらに高めることができる。

ユーザー基板Ｕへの振動モジュール１００の実装方法は、限定されず、たとえば、ハンダ接合、バンプ接合、導電性接着剤による接合を用いることができる。図４の例では、ハンダバンプ６２によってユーザー基板Ｕ上の電極パッド８０に接合されている。外部接続端子４０は、単層でも多層構造であってもよい。電極パッド５４の材質としては、タングステン、モリブデン、金、ニッケル等が挙げられる。

振動モジュール１００には、樹脂のモールド７０を施すことができる。図６は、振動モジュール１００にモールドを施した例である。モールド７０は、たとえば、実装基板１０、振動デバイス２０および制御デバイス３０の間に施すことができる。図６の例では、実装基板１０、振動デバイス２０および制御デバイス３０の間、および振動モジュール１００の周囲にモールド７０が施されている。このようにすれば、振動モジュール１００の機械的な堅牢度が向上し、機械的および電気的な信頼性を向上することができる。モールド７０の材質としては、たとえば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂などを挙げることができる。

１．５．振動モジュールの各構成の平面的配置
図７ないし図１０は、本実施形態の振動モジュールの例をそれぞれ模式的に示す下面図である。図７ないし図１０は、配線基板１０、振動デバイス２０および制御デバイス３０並びに外部接続端子４０の平面的配置を説明するための図である。そのため、図７ないし図１０においては、各電極パッド、配線等の部材については省略して描いてある。

本実施形態の振動モジュールは、配線基板１０の上に、振動デバイス２０および制御デバイス３０が設けられる。そのため、平面視において、振動デバイス２０および制御デバイス３０は、いずれも配線基板１０と重複する重複部Ｔを有している。重複部Ｔの平面的な形状は、特に限定されず、たとえば、矩形、三角形などの多角形の形状とすることができる。平面視において、重複部Ｔの面積は、少なくとも各デバイスを配線基板１０に接続するための電極パッドが配置できる大きさ以上であれば限定されない。重複部Ｔは、振動デバイス２０および制御デバイス３０の各々の一部であることができ、また、振動デバイス２０および制御デバイス３０のいずれか一方の全部であってもよい。重複部Ｔの平面視における面積は、各デバイスの平面視における面積の３０％以上１００％以下とすることが好ましい。この範囲であれば、配線基板１０に各デバイスを、十分に機械的および電気的に強固に接続することができる。なお、配線基板１０には、振動デバイス２０および制御デバイス３０と重複しない部分があってもよい。

一方、本実施形態の振動モジュールは、平面視において、振動デバイス２０および制御デバイス３０の少なくとも一方が、配線基板１０の外側に位置する張出部Ｈを有する。デバイスの張出部Ｈとは、平面視において配線基板１０の輪郭の外側に位置する部分のことを指す。張出部Ｈの平面的な形状は、特に限定されず、たとえば、矩形、三角形などの多角形の形状とすることができる。平面視において、張出部Ｈの面積の合計は、少なくとも４つの外部接続端子４０が張出部Ｈの内側に配置できるかぎり限定されない。図７に示す例は、振動モジュール１００の下面図に対応するが、振動デバイス２０および制御デバイス３０の両方が張出部Ｈを有し、各デバイスはＹ方向にずらして配置されている。また、図７に示す例では、配線基板１０および各デバイスは、Ｘ方向において同じ幅を有している。張出部Ｈの平面視における面積は、各デバイスの平面視における面積の合計の１０％以上５０％以下とすることが好ましい。この範囲であれば、ユーザー基板Ｕに対して振動モジュール１００を、機械的および電気的に十分に強固に接続することができる。

このように、振動デバイス２０および制御デバイス３０の平面的な配置および形状等を適宜選択することによって、たとえば、ユーザー基板Ｕ上において、振動モジュール１００と、他の電子部品との干渉を避けることができる。また、振動デバイス２０および制御デバイス３０の平面的な配置および形状等を適宜選択することによって、ユーザー基板Ｕ上の電極等の配置に自由度を持たせることができる。

たとえば、図８に示す例では、振動デバイス２０および制御デバイス３０の両方が張出部Ｈを有し、各デバイスは、Ｙ方向に対して交差する方向にずらして配置されている。また、図８に示す例では、配線基板１０および各デバイスは、Ｘ方向において同じ幅を有している。図９に示す例は、振動デバイス２０が張出部Ｈを有し、制御デバイス３０は張出部を有さない。また、図９に示す例では、Ｘ方向において、配線基板１０よりも振動デバイス２０のほうが大きい幅を有している。図１０に示す例は、制御デバイス３０が張出部Ｈを有し、振動デバイス２０は、張出部を有さない。また、図１０に示す例では、Ｘ方向において、配線基板１０よりも制御デバイス３０のほうが小さい幅を有している。このような振動モジュール内の各部材の配置は、各部材の形状、大きさ等に合わせて自由度高く配置されることができる。そして、外部接続端子４０は、図７ないし図１０に示すように、各デバイスの張出部Ｈの下面に設けられる。

１．６．振動モジュール内の電気的接続
本明細書では、電気的に接続され、互いに同じ電位を採りうる電極パッド１２，５４，５６、配線１４、５８、および外部接続端子４０には、同じ添え字（ａ，ｂ，ｃ等）を付加して説明する。

振動モジュール１００は、少なくとも４つの外部接続端子４０を有する。また、振動モジュール１００内部において、振動デバイス２０と制御デバイス３０とは、少なくとも２つの電気的接続を有する。配線基板１０の電極パッド１２および配線１４は、少なくともこのような電気的接続を構成するように、たとえば以下の例のように配置される。

図２および図３は、振動モジュール１００における配線基板１０、振動デバイス２０、制御デバイス３０および外部接続端子４０の電気的接続を行うための電極パッドおよび配線の一例を示している。振動モジュール１００は、図７に例示したように、振動デバイス２０および制御デバイス３０の両方が張出部Ｈを有している。振動モジュール１００は、４つの外部接続端子４０を有しており、振動デバイス２０および制御デバイス３０のそれぞれの下面に２つずつ外部接続端子４０が設けられている。各外部接続端子４０は、制御デバイス３０に電気的に接続されており、制御デバイス３０の電源端子、接地端子、制御端子、および出力端子のいずれかに割り当てられている。

以下、図２および図３に基づいて、電気的接続について説明する。

まず、振動デバイス２０と制御デバイス３０の接続について記す。振動デバイス２０の振動片２に電気的に接続された電極パッド５４ｂ，５４ｃ（図２）は、配線基板１０の振動デバイス２０側（図３左側）の電極パッド１２ｂ，１２ｃに接続している。該電極パッド１２ｂ，１２ｃは、配線基板１０上で、それぞれ配線１４ｂ，１４ｃによって引き回され、制御デバイス３０側（図３右側）の電極パッド１２ｂ，１２ｃに接続している。そして、該電極パッド１２ｂ，１２ｃは、制御デバイス３０の振動制御端子である電極パッド５６ｂ，５６ｃに接続されている。

次に、制御デバイス３０の外部接続端子４０への電気的接続について記す。図２の例では、電極パッド５６ａ，５６ｄ、および外部接続端子４０ｅ，４０ｆの４つの部材が、それぞれ、電源端子、接地端子、制御端子、および出力端子のいずれかに対応している。これらのうち、外部接続端子４０ｅ，４０ｆは、そのまま振動モジュール１００の外部接続用の端子となっている。一方、電極パッド５６ａ，５６ｄは、それぞれ、配線基板１０の制御デバイス３０側（図３右側）の電極パッド１２ａ，１２ｄに接続している。該電極パッド１２ａ，１２ｄは、配線基板１０上で、それぞれ配線１４ａ，１４ｄによって引き回され、振動デバイス２０側（図３左側）の電極パッド１２ａ，１２ｄに接続している。該電極パッド１２ａ，１２ｄは、振動デバイス２０の電極パッド５４ａ，５４ｄに接続され、振動デバイス２０の下面で、配線５８ａ，５８ｄによって引き回されて、外部接続端子４０ａ，４０ｄに接続されている。

以上のようにして、振動デバイス２０と制御デバイス３０の電気的接続、および制御デバイス３０の電源端子、接地端子、制御端子、および出力端子の外部接続端子４０への電気的接続が構成されている。なお、振動デバイス２０の電極パッド５４ａ，５４ｄは、振動デバイス２０の振動片２の駆動に関与しないパッドであり、その機能としては、外部接続端子４０ａ，４０ｄへの電気的接続、および、振動デバイス２０の配線基板１０への固定などが挙げられる。また、各パッドおよび各配線の形状や配置は、各デバイスおよび外部接続端子４０が、上記例示した電気的接続等が構成できるかぎり任意である。

１．７．振動モジュールのユーザー基板への実装
振動モジュール１００は、外部接続端子４０を介しユーザー基板Ｕに、たとえば、ハンダバンプ６２によって電気的および機械的に接合され、実装される（図４参照）。ユーザー基板Ｕとしては、たとえば、配線用のプリント基板、マザーボード、半導体基板等を挙げることができる。ハンダバンプ６２によって振動モジュール１００が実装される場合は、適宜、ユーザー基板Ｕの実装面に電極パッド８０が設けられることができる。電極パッド８０の形状等は、上述の外部接続端子４０と同様に限定されず、ユーザー基板Ｕと振動モジュール１００との電気的および機械的な接続の信頼性を考慮して設計されることができる。

以上のように、本実施形態の振動モジュール１００は、振動デバイス２０および制御デバイス３０を有し、外部接続端子４０を介して、ユーザー基板Ｕに対して接続される。そのため、外部接続端子４０と、ユーザー基板Ｕの表面の電極等との間に、基板等を介在させることが不要である。これにより、振動モジュール１００とユーザー基板Ｕとの間の寄生容量の発生を抑制することができる。

すなわち、外部接続端子４０とユーザー基板Ｕの表面の電極等との間に他の基板等が存在する場合は、該基板等を貫通または迂回する配線等が必要となるが、振動モジュール１００によれば、このような基板等が介在しない。そのため、外部接続端子４０とユーザー基板Ｕの表面の電極等との間の寄生容量の発生を抑制することができる。

１．８．変形例
図１１は、本実施形態にかかる振動モジュールの一例である振動モジュール２００の断面の模式図である。図１２は、振動モジュール２００の振動デバイス２０および制御デバイス３０の下面の模式図である。図１３は、振動モジュール２００の配線基板１０の上面の模式図である。図１２および図１３のＡ−Ａ線の断面が図１１に相当する。

振動モジュール２００は、制御デバイス３０が張出部Ｈを有さない点およびモジュール内の電気的接続が異なる点以外は、振動モジュール１００と同様である。したがって、振動モジュール１００と同様の構成については説明を省略する。

振動モジュール２００は、平面視において、振動デバイス２０が、配線基板１０の外側に位置する張出部を有する。そして、外部接続端子４０は、振動デバイス２０の張出部の下面に設けられている。

図１２および図１３は、振動モジュール２００の配線基板１０、振動デバイス２０、制御デバイス３０および外部接続端子４０の電気的接続を行うための電極パッドおよび配線の例を示している。振動モジュール２００は、振動デバイス２０の下面に４つの外部接続端子４０を有している。

以下、図１２および図１３に基づいて、電気的接続について説明する。振動モジュール２００の振動デバイス２０と制御デバイス３０の接続については、振動モジュール１００と同様であるため、説明を省略する。振動モジュール２００においては、制御デバイス３０の外部接続端子４０への電気的接続は、図１２に示すように、電極パッド５６ａ，５６ｄ，５６ｅ，５６ｆの４つが、それぞれ、電源端子、接地端子、制御端子、および出力端子のいずれかに対応している。電極パッド５６ａ，５６ｄは、それぞれ、配線基板１０の制御デバイス３０側（図１３右側）の電極パッド１２ａ，１２ｄに接続している。該電極パッド１２ａ，１２ｄは、配線基板１０上で、それぞれ配線１４ａ，１４ｄによって引き回され、振動デバイス２０側（図１３左側）の電極パッド１２ａ，１２ｄに接続している。該電極パッド１２ａ，１２ｄは、振動デバイス２０の電極パッド５４ａ，５４ｄに接続され、振動デバイス２０の下面で、配線５８ａ，５８ｄによって引き回されて、外部接続端子４０ａ，４０ｄに接続されている。また、電極パッド５６ｅ，５６ｆは、それぞれ、配線基板１０の制御デバイス３０側（図１３右側）の電極パッド１２ｅ，１２ｆに接続している。該電極パッド１２ｅ，１２ｆは、配線基板１０上で、それぞれ配線１４ｅ，１４ｆによって引き回され、振動デバイス２０側（図１３左側）の電極パッド１２ｅ，１２ｆに接続している。該電極パッド１２ｅ，１２ｆは、振動デバイス２０の電極パッド５４ｅ，５４ｆに接続され、振動デバイス２０の下面で、配線５８ｅ，５８ｆによって引き回されて、外部接続端子４０ｅ，４０ｆに接続されている。このようにして、制御デバイス３０の電源端子、接地端子、制御端子、および出力端子の外部接続端子４０への電気的接続が構成されている。

このような変形例にかかる振動デバイス２００は、制御デバイス３０側に外部接続端子４０を設けるためのスペースや強度がない場合でも、上述した振動モジュール１００が有する効果を得ることができる。

図１４は、本実施形態にかかる振動モジュールの一例である振動モジュール３００の断面の模式図である。図１５は、振動モジュール３００の振動デバイス２０および制御デバイス３０の下面の模式図である。図１６は、振動モジュール３００の配線基板１０の上面の模式図である。図１５および図１６のＡ−Ａ線の断面が図１４に相当する。

振動モジュール３００は、振動デバイス２０が張出部Ｈを有さない点およびモジュール内の電気的接続が異なる点以外は、振動モジュール１００と同様である。したがって、振動モジュール１００と同様の構成については説明を省略する。

振動モジュール３００は、平面視において、制御デバイス３０が、配線基板１０の外側に位置する張出部を有する。そして、外部接続端子４０は、制御デバイス３０の張出部の下面に設けられている。

図１５および図１６は、振動モジュール３００の配線基板１０、振動デバイス２０、制御デバイス３０および外部接続端子４０の電気的接続を行うための電極パッドおよび配線の例を示している。振動モジュール３００は、制御デバイス３０の下面に４つの外部接続端子４０を有している。

以下、図１５および図１６に基づいて、電気的接続について説明する。振動モジュール３００の振動デバイス２０と制御デバイス３０の接続については、振動モジュール１００と同様であるため、説明を省略する。振動モジュール３００においては、制御デバイス３０の外部接続端子４０への電気的接続は、図１４に示すように、外部接続端子４０ａ，４０ｄ，４０ｅ，４０ｆの４つの外部接続端子が、それぞれ、電源端子、接地端子、制御端子、および出力端子のいずれかに対応し、そのまま振動モジュール３００の外部接続端子となっている。なお、振動デバイス２０の２つの電極パッド５４ｇは、振動デバイス２０の振動片２の駆動に関与しないダミーパッドであり、その機能の一部としては、振動デバイス２０の配線基板１０への固定が挙げられる。このような変形例にかかる振動デバイス３００は、振動モジュール１００が有する効果に加え、さらに、制御デバイス３０に外部接続端子４０を配置したことから、配線が極めて簡略化されたものとなっている。

２．振動モジュールの製造方法
図１７ないし図２１は、本実施形態の振動モジュールの製造方法の一例を模式的に示す図である。本実施形態の振動モジュールは、たとえば、以下のように製造することができる。

まず、図１７に示すように、トレイ９０に、振動デバイス２０および制御デバイス３０を電極パッド５４，５６および外部接続端子４０が形成された面を上にして設置する。この工程は、たとえばマニピュレーター等を用いて行うことができる。その他、振動デバイス２０および制御デバイス３０の大きさに合わせて区画を有するトレイ９０を用いて行うこともできる。なお、振動デバイス２０と制御デバイス３０の厚みが異なる場合は、図１８に示すような段差を有するトレイ９２を用いることにより、電極パッド５４，５６および外部接続端子４０が形成された面の段差を無くすことができる。

次に、図１９に示すように、振動デバイス２０および制御デバイス３０の上に、配線基板１０をバンプ接合する。これにより、電極パッド５４，５６に、配線基板１０の電極パッド１２がバンプ６０により接合される。この工程は、たとえば、マニピュレーター等を用いて行うことができる。

以上のようにして、振動モジュールを製造することができるが、必要に応じて以下の工程をさらに付加することができる。

たとえば、振動モジュールにモールド７０を施す場合は、ポッティング剤７２を、図２０に示すように、上方から付与する。ポッティング剤７２としては、たとえば、熱硬化性のエポキシ系樹脂、ポリアミド系樹脂、シリコーン系樹脂の前駆体を挙げることができる。ポッティング剤７２は、各デバイスの隙間に入り込みやすいように、低粘度のものを用いることがより好ましい。また本工程は、減圧空間内で行われることがさらに好ましい。このようにすれば、より容易にポッティング剤７２を各デバイスの隙間に導入することができる。ポッティング剤７２は、硬化処理されることによりモールド７０となることができる。

モールド７０は、たとえば、図２０に示すように配線基板１０の電極パッド１２が形成された面と反対側の面を除く全面に形成される。ポッティング剤７２の流動性や付与方法を選択することによって、モールド７０は、外部接続端子４０を覆わないように形成されることもできる。また、必要に応じて不要なモールド７０を除去することもできる。

図２１は、外部接続端子４０を覆って形成されたモールド７０を除去する方法の一例を示している。不要なモールド７０の除去は、たとえば、サンドブラスト装置Ｂによって行うことができる。このようにすれば、モールド７０が、外部接続端子４０を覆って形成された場合に、該モールド７０の覆っている部分を除去することができる。

そして、図２１に示すようなダイシングラインＤに沿ってダイシングすることによって、個片化された本実施形態の振動モジュールを得ることができる。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、さらに種々の変形が可能である。たとえば、本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成（たとえば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的および効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成または同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。

２…振動片、４…導電性接着剤層、６…配線、８…ビアホール、９…キャビティー、
１０…配線基板、１２（１２ａ〜１２ｇ）…電極パッド、
１４（１４ａ〜１４ｆ）…配線、２０…振動デバイス、２２…ケース体、２４…蓋体、
３０…制御デバイス、３２…再配置配線層、３４…ＩＣチップ、
３６…ボンディングワイヤー、３８…樹脂層、
４０（４０ａ，４０ｄ〜４０ｆ）…外部接続端子、
５４（５４ａ〜５４ｇ），５６（５６ａ〜５６ｆ）…電極パッド、
５８（５８ａ，５８ｄ〜５８ｆ）…配線、６０…バンプ、６２…ハンダバンプ、
７０…モールド、７２…ポッティング剤、８０…電極パッド、９０，９２…トレイ、
１００，２００，３００…振動モジュール、Ｔ…重複部、Ｈ…張出部、
Ｕ…ユーザー基板、Ｂ…サンドブラスト装置、Ｄ…ダイシングライン

Claims (6)

1. 配線基板と、
   前記配線基板の上に設けられ、前記配線基板と電気的に接続された振動デバイスと、
   前記配線基板の上に設けられ、前記配線基板と電気的に接続された制御デバイスと、
   外部接続端子と、
   を含み、
   平面視において、前記振動デバイスおよび前記制御デバイスの少なくとも一方は、前記配線基板の外側に位置する張出部を有し、
   前記外部接続端子は、前記張出部の下面に形成された、振動モジュール。
2. 請求項１において、
   前記外部接続端子は、電源端子、接地端子、および出力端子を含む、振動モジュール。
3. 請求項１または請求項２において、
   前記振動デバイスおよび前記制御デバイスは、前記配線基板に、ハンダ、金属バンプおよび導電性接着剤から選択される少なくとも一種によって接続された、振動モジュール。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか一項において、
   前記配線基板、前記振動デバイスおよび前記制御デバイスの間に樹脂モールドが施された、振動モジュール。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか一項において、
   前記配線基板の下面および前記振動デバイスの下面は、平行に配置された、振動モジュール。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれか一項において、
   前記制御デバイスは、再配置配線層を有する、振動モジュール。

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