JP2012074645A - Package, package manufacturing method and piezoelectric vibrator - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、パッケージ、パッケージ製造方法、および圧電振動子に関するものである。 The present invention relates to a package, a package manufacturing method, and a piezoelectric vibrator.
例えば、携帯電話や携帯情報端末には、時刻源や制御信号などのタイミング源、リファレンス信号源などとして水晶などを利用した圧電振動子が用いられている。この種の圧電振動子は、様々なものが知られているが、その一つとして、2層構造タイプの表面実装型のパッケージが知られている。 For example, a cellular phone or a portable information terminal uses a piezoelectric vibrator using crystal or the like as a time source, a timing source such as a control signal, or a reference signal source. Various types of piezoelectric vibrators of this type are known. One of them is a two-layer structure type surface-mount package.
このタイプの圧電振動子は、第1基板と第2基板とが直接接合されることでパッケージ化された2層構造になっており、両基板の間に形成されたキャビティ内に電子部品が収納されている。このような2層構造タイプのパッケージの1つとして、ベース部材(ベース基板)に形成された貫通電極により、キャビティの内側に封入された電子部品(圧電振動片)と、ベース基板の外側に形成された外部電極とを導通させたものが知られている(特許文献1参照)。 This type of piezoelectric vibrator has a two-layer structure that is packaged by directly bonding the first substrate and the second substrate, and the electronic components are housed in a cavity formed between the two substrates. Has been. As one of such two-layer structure type packages, an electronic component (piezoelectric vibrating piece) encapsulated inside the cavity and a outside of the base substrate are formed by through electrodes formed on the base member (base substrate). A device in which the external electrode is electrically connected is known (see Patent Document 1).
ところで、近年の電子機器の小型化に伴い、パッケージ内に搭載される電子部品に対する小型化が要求されている。そして、パッケージ内の電子部品の小型化が進むと、電子部品の電極ピッチに応じて、電子部品に電気的に接続される複数の貫通電極の間隔が狭小になる。さらに、複数の貫通電極と電気的に接続され、パッケージの外側に形成される複数の外部電極の間隔も狭小になる。 By the way, with recent miniaturization of electronic devices, miniaturization of electronic components mounted in packages is required. As the electronic components in the package are further reduced in size, the intervals between the plurality of through electrodes electrically connected to the electronic components become narrower according to the electrode pitch of the electronic components. Furthermore, the interval between the plurality of external electrodes that are electrically connected to the plurality of through electrodes and formed outside the package is also narrowed.
このように、複数の外部電極の間隔が狭小になると、パッケージの実装工程の作業性が悪化する。例えば、ハンダ等を用いて電子機器にパッケージを実装する場合、リフロー時に各外部電極間にハンダが付着して複数の外部電極が短絡し、電子機器の製造不良が発生するおそれがある。 Thus, when the intervals between the plurality of external electrodes are narrowed, the workability of the package mounting process is deteriorated. For example, when a package is mounted on an electronic device using solder or the like, solder may adhere between the external electrodes at the time of reflow, and a plurality of external electrodes may be short-circuited.
そこで本発明は、外部電極の間隔を広く確保し、実装時の製造不良を抑制できるパッケージ、パッケージ製造方法、および圧電振動子の提供を課題とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a package, a package manufacturing method, and a piezoelectric vibrator that can ensure a wide interval between external electrodes and suppress manufacturing defects during mounting.
上記の課題を解決するため、本発明のパッケージは、互いに接合された複数の基板の間に形成されたキャビティ内に、電子部品を封入可能なパッケージであって、前記複数の基板のうち、第1基板を厚さ方向に貫通し、前記第1基板の内側と前記第1基板の外側に設けられた外部電極とを導通する複数の貫通電極を備え、各貫通電極は、前記第1基板の前記外部電極側に露出している電極間ピッチが、前記第1基板の前記内側に露出している電極間ピッチよりも広くなるように形成されていることを特徴とする。
本発明によれば、第1基板の外側に露出した貫通電極の電極間ピッチが、第1基板の内側に露出した貫通電極の電極間ピッチよりも広くなるように形成しているので、パッケージ内の電子部品の電極間ピッチよりも、第1基板の外側に露出した貫通電極の電極間ピッチを広くすることができる。これにより、第1基板の外側において貫通電極と電気的に接続される外部電極の間隔を広く確保できるので、パッケージ実装時の製造不良を抑制できる。
In order to solve the above problems, a package of the present invention is a package in which an electronic component can be enclosed in a cavity formed between a plurality of substrates bonded to each other. A plurality of through-electrodes that penetrate through one substrate in the thickness direction and that conduct between an inner side of the first substrate and an external electrode provided on the outer side of the first substrate, and each through-electrode is provided on the first substrate The inter-electrode pitch exposed on the external electrode side is formed to be wider than the inter-electrode pitch exposed on the inner side of the first substrate.
According to the present invention, the pitch between the electrodes of the through electrodes exposed outside the first substrate is formed so as to be wider than the pitch between the electrodes of the through electrodes exposed inside the first substrate. The inter-electrode pitch of the through electrodes exposed to the outside of the first substrate can be made wider than the inter-electrode pitch of the electronic component. Thereby, since the space | interval of the external electrode electrically connected with a penetration electrode on the outer side of a 1st board | substrate can be ensured widely, the manufacturing defect at the time of package mounting can be suppressed.
また、前記貫通電極は棒状の金属ピンであって、前記第1基板に、前記金属ピンを前記内側から前記外側に向かって末広がりとなるように埋設したことが望ましい。
本発明によれば、貫通孔に棒状の金属ピンを埋設したことにより、第1基板の内側と外側とを確実に導通させることができる。また、金属ピンを前記内側から前記外側に向かって末広がりとなるように埋設したことにより、電子部品の電極間ピッチよりも、第1基板の外側に露出した貫通電極の電極間ピッチを広くすることができる。これにより、第1基板の外側において貫通電極と電気的に接続される外部電極の間隔を広く確保できるので、パッケージ実装時の製造不良を抑制できる。
The through electrode is a rod-shaped metal pin, and it is preferable that the metal pin is embedded in the first substrate so as to spread from the inner side toward the outer side.
According to the present invention, since the bar-shaped metal pin is embedded in the through hole, the inner side and the outer side of the first substrate can be reliably conducted. In addition, by embedding the metal pins so as to spread from the inside toward the outside, the pitch between the electrodes of the through electrodes exposed to the outside of the first substrate is made wider than the pitch between the electrodes of the electronic component. Can do. Thereby, since the space | interval of the external electrode electrically connected with a penetration electrode on the outer side of a 1st board | substrate can be ensured widely, the manufacturing defect at the time of package mounting can be suppressed.
また、前記第1基板に、前記金属ピンを配置するための貫通孔を形成し、前記貫通孔を、前記第1基板の前記内側から前記外側に向かって漸次孔径が小さくなるように形成し、 前記貫通孔の内周面に前記金属ピンを配置したことが望ましい。
本発明によれば、貫通孔は第1基板の内側から外側にかけて漸次孔径が小さくなるように形成されているので、傾斜した貫通孔の内周面に金属ピンを沿わせることで、金属ピンを傾斜して配置できる。そして、複数の貫通孔の内周面に金属ピンを傾斜して配置することにより、パッケージ内の電子部品の電極間ピッチよりも、第1基板の外側に露出した貫通電極の電極間ピッチを広くすることができる。これにより、第1基板の外側において貫通電極と電気的に接続される外部電極の間隔を広く確保できるので、パッケージ実装時の製造不良を抑制できる。
Further, a through hole for arranging the metal pin is formed in the first substrate, and the through hole is formed so that the diameter of the hole gradually decreases from the inner side to the outer side of the first substrate, It is desirable that the metal pin is disposed on the inner peripheral surface of the through hole.
According to the present invention, since the through hole is formed so that the diameter of the through hole gradually decreases from the inside to the outside of the first substrate, the metal pin is placed along the inner peripheral surface of the inclined through hole. Can be placed at an angle. Then, by arranging the metal pins in an inclined manner on the inner peripheral surfaces of the plurality of through holes, the inter-electrode pitch of the through-electrodes exposed to the outside of the first substrate is wider than the inter-electrode pitch of the electronic components in the package. can do. Thereby, since the space | interval of the external electrode electrically connected with a penetration electrode on the outer side of a 1st board | substrate can be ensured widely, the manufacturing defect at the time of package mounting can be suppressed.
また、前記貫通孔の内周面、および前記金属ピンの少なくとも何れか一方に、前記金属ピンの姿勢を保持するための位置決め部を形成したことが望ましい。
本発明によれば、金属ピンの姿勢を保持するための位置決め部を有しているので、傾斜した貫通孔の内周面に金属ピンを確実に沿わせて保持できる。したがって、パッケージの製造時に金属ピンがずれるのを防止し、第1基板の外側において貫通電極と電気的に接続される外部電極の間隔を広く確保できる。
Further, it is desirable that a positioning portion for maintaining the posture of the metal pin is formed on at least one of the inner peripheral surface of the through hole and the metal pin.
According to the present invention, since the positioning portion for holding the posture of the metal pin is provided, the metal pin can be reliably held along the inner peripheral surface of the inclined through hole. Therefore, it is possible to prevent the metal pins from shifting during the manufacture of the package, and to ensure a wide interval between the external electrodes that are electrically connected to the through electrodes on the outside of the first substrate.
また、前記貫通孔の内周面に、前記第1基板の厚さ方向に沿い、かつ前記金属ピンを受け入れ可能な溝を形成し、この溝を前記位置決め部として機能させたことが望ましい。
本発明によれば、金属ピンを受け入れ可能な溝を位置決め部として機能させたので、プレス等により位置決め部を簡単に形成することができる。また、位置決め部を溝とすることで、金属ピンを確実に受け入れることができ、パッケージの製造時に金属ピンがずれるのを防止できる。
Further, it is preferable that a groove that can receive the metal pin is formed on the inner peripheral surface of the through hole along the thickness direction of the first substrate, and the groove functions as the positioning portion.
According to the present invention, since the groove capable of receiving the metal pin functions as the positioning portion, the positioning portion can be easily formed by pressing or the like. Further, by using the positioning portion as a groove, the metal pin can be reliably received, and the metal pin can be prevented from shifting during the manufacture of the package.
本発明のパッケージ製造方法は、互いに接合された複数の基板の間に形成されたキャビティ内に、電子部品を封入可能なパッケージを製造するパッケージ方法であって、前記複数の基板のうち、第1基板を厚さ方向に貫通し、前記第1基板の内側と前記第1基板の外側に設けられた外部電極とを導通する複数の貫通電極を形成する貫通電極形成工程を備え、 前記貫通電極形成工程は、前記第1基板に、貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、前記貫通孔の内周面に、前記内側から前記外側に向かって末広がりとなるように金属ピンを配置する金属ピン配置工程と、前記貫通孔の内周面と前記金属ピンの外周面との間隙に、ペースト材を充填して前記間隙を封止する充填工程と、前記貫通孔内に充填された前記ペースト材を硬化させる硬化工程と、を有することを特徴とする。
本発明によれば、金属ピン配置工程を有しているので、第1基板の内側から外側に向かって末広がりとなるように金属ピンを配置することができる。また、貫通孔の内周面と金属ピンの外周面との間隙にペースト材を充填する充填工程を有しているので、貫通孔の内周面と金属ピンの外周面との間隙にペースト材を行き渡らせることができる。そして、硬化工程でペースト材を硬化させることにより、パッケージ内の気密を維持することができる。
The package manufacturing method of the present invention is a packaging method for manufacturing a package in which an electronic component can be enclosed in a cavity formed between a plurality of substrates bonded to each other. A through electrode forming step of forming a plurality of through electrodes that pass through the substrate in the thickness direction and that conducts between the inside of the first substrate and the external electrode provided on the outside of the first substrate; A step of forming a through hole in the first substrate; and a metal pin arrangement for disposing a metal pin from the inner side toward the outer side on the inner peripheral surface of the through hole. Filling a paste material into a gap between the inner peripheral surface of the through hole and the outer peripheral surface of the metal pin to seal the gap; and the paste material filled in the through hole. Curing process to cure and It is characterized by having.
According to the present invention, since the metal pin arranging step is included, the metal pins can be arranged so as to spread from the inside toward the outside of the first substrate. Further, since the paste material is filled in the gap between the inner peripheral surface of the through hole and the outer peripheral surface of the metal pin, the paste material is inserted into the gap between the inner peripheral surface of the through hole and the outer peripheral surface of the metal pin. Can be spread. And the airtightness in a package can be maintained by hardening a paste material at a hardening process.
本発明のパッケージ製造方法は、互いに接合された複数の基板の間に形成されたキャビティ内に、電子部品を封入可能なパッケージを製造するパッケージ方法であって、前記複数の基板のうち、第1基板を厚さ方向に貫通し、前記第1基板の内側と前記第1基板の外側に設けられた外部電極とを導通する複数の貫通電極を形成する貫通電極形成工程を備え、 前記貫通電極形成工程は、前記第1基板に、貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、前記貫通孔の内周面に、前記内側から前記外側に向かって末広がりとなるように金属ピンを配置する金属ピン配置工程と、前記第1基板を加圧しながら加熱し、前記第1基板の一部を溶融して第1基板材料とし、前記貫通孔の内周面を、この内周面と前記金属ピンとの間隙を埋めるように座屈変形させて前記間隙を封止する封止工程と、前記間隙を埋めた前記第1基板材料を硬化させる硬化工程と、を有することを特徴とする。
本発明によれば、金属ピン配置工程を有しているので、第1基板の内側から外側に向かって末広がりとなるように金属ピンを配置することができる。また、第1基板材料により貫通孔の内周面と金属ピンの外周面との間隙を封止する封止工程を有しているので、貫通孔の内周面と金属ピンの外周面との間隙に第1基板材料を行き渡らせることができる。そして、硬化工程で第1基板材料を硬化させることにより、パッケージ内の気密を維持することができる。
The package manufacturing method of the present invention is a packaging method for manufacturing a package in which an electronic component can be enclosed in a cavity formed between a plurality of substrates bonded to each other. A through electrode forming step of forming a plurality of through electrodes that pass through the substrate in the thickness direction and that conducts between the inside of the first substrate and the external electrode provided on the outside of the first substrate; A step of forming a through hole in the first substrate; and a metal pin arrangement for disposing a metal pin from the inner side toward the outer side on the inner peripheral surface of the through hole. And heating the first substrate while applying pressure, melting a part of the first substrate to obtain a first substrate material, and forming the inner peripheral surface of the through hole as a gap between the inner peripheral surface and the metal pin. To buckle and deform to fill A sealing step for sealing the gap; and a curing step for curing the first substrate material filling the gap.
According to the present invention, since the metal pin arranging step is included, the metal pins can be arranged so as to spread from the inside toward the outside of the first substrate. In addition, since the first substrate material has a sealing step of sealing the gap between the inner peripheral surface of the through hole and the outer peripheral surface of the metal pin, the inner peripheral surface of the through hole and the outer peripheral surface of the metal pin The first substrate material can be spread over the gap. And the airtightness in a package can be maintained by hardening a 1st board | substrate material at a hardening process.
本発明のパッケージを用いた圧電振動子は、前記キャビティの内部に、前記電子部品として圧電振動片が封入されていることを特徴とする。
本発明によれば、圧電振動子の外側において貫通電極と電気的に接続される外部電極の間隔を広く確保できるので、実装時の製造不良を抑制でき、信頼性に優れた圧電振動子を提供することができる。
A piezoelectric vibrator using the package of the present invention is characterized in that a piezoelectric vibrating piece is enclosed as the electronic component inside the cavity.
According to the present invention, it is possible to secure a wide interval between the external electrodes that are electrically connected to the through electrodes on the outside of the piezoelectric vibrator, so that it is possible to suppress manufacturing defects during mounting, and to provide a highly reliable piezoelectric vibrator. can do.
本発明によれば、第1基板の外側に露出した貫通電極の電極間ピッチが、第1基板の内側に露出した貫通電極の電極間ピッチよりも広くなるように形成しているので、パッケージ内の電子部品の電極間ピッチよりも、第1基板の外側に露出した貫通電極の電極間ピッチを広くすることができる。これにより、第1基板の外側において貫通電極と電気的に接続される外部電極の間隔を広く確保できるので、パッケージ実装時の製造不良を抑制できる。 According to the present invention, the pitch between the electrodes of the through electrodes exposed outside the first substrate is formed so as to be wider than the pitch between the electrodes of the through electrodes exposed inside the first substrate. The inter-electrode pitch of the through electrodes exposed to the outside of the first substrate can be made wider than the inter-electrode pitch of the electronic component. Thereby, since the space | interval of the external electrode electrically connected with a penetration electrode on the outer side of a 1st board | substrate can be ensured widely, the manufacturing defect at the time of package mounting can be suppressed.
以下、本発明の実施形態に係る圧電振動子および圧電振動片を、図面を参照して説明する。
図1から図4に示すように、本実施形態の圧電振動子1は、ベース基板2(請求項の「第1基板」に相当)およびリッド基板3が接合膜23を介して陽極接合され、キャビティ16に収納された圧電振動片4と、を備えた表面実装型の圧電振動子1である。
なお、以下の説明では、ベース基板2におけるリッド基板3との接合側を上面Uとし、その反対面を下面Lとして説明する。また、圧電振動片4の長手方向を長手方向Xとし、圧電振動片4の基端側(マウント電極側)を−X側とし、圧電振動片4の先端側を+X側として説明する。また、圧電振動片4の幅方向を幅方向Yとし、−X側から見て右側を+Y側とし、+X側から見て左側を−Y側として説明する。
Hereinafter, a piezoelectric vibrator and a piezoelectric vibrating piece according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIGS. 1 to 4, in the
In the following description, the bonding side of the
(圧電振動片)
圧電振動片4は、水晶の圧電材料から形成されたATカット型の振動片であり、所定の電圧が印加されたときに振動するものである。
この圧電振動片4は、平面視略矩形で厚さが均一の板状に加工された水晶板17と、水晶板17の両面に対向する位置で配置された一対の励振電極5,6と、励振電極5,6に電気的に接続された引き出し電極19,20と、引き出し電極19,20に電気的に接続されたマウント電極7,8と、を有している。
(Piezoelectric vibrating piece)
The piezoelectric vibrating
The piezoelectric vibrating
励振電極5,6、引き出し電極19,20、マウント電極7,8および側面電極13は、例えば、金(Au)の被膜で形成されている。なお、これらの膜は、クロム(Cr)、ニッケル(Ni)、アルミニウム(Al)やチタン(Ti)などの導電性膜の被膜あるいはこれら導電性膜のいくつかを組み合わせた積層膜により形成されていてもよい。
The
このように構成された圧電振動片4は、金(Au)等からなるバンプ11,12を利用して、ベース基板2の上面Uに、例えばフリップチップボンディングにより接合されている。具体的には、ベース基板2の上面Uにパターニングされた後述する引き回し電極9,10上にバンプ11,12が形成され、そのバンプ11,12上に、一対のマウント電極7,8がそれぞれ接触した状態でフリップチップボンディングにより接合されている。これにより、圧電振動片4は、ベース基板2の上面Uからバンプ11,12の厚さ分、浮いた状態で支持されるとともに、マウント電極7,8と引き回し電極9,10とがそれぞれ電気的に接続された状態となっている。
なお、圧電振動片4の実装方法はフリップチップボンディングに限られず、例えば導電性接着剤を用いてベース基板2の上面Uに圧電振動片4を接合してもよい。
The piezoelectric vibrating
The mounting method of the piezoelectric vibrating
(圧電振動子)
リッド基板3は、ガラス材料、例えばソーダ石灰ガラスからなる陽極接合可能な基板であり、略板状に形成されている。リッド基板3におけるベース基板2との接合面側には、圧電振動片4を収容するキャビティ16が形成されている。そして、リッド基板3はこのキャビティ16をベース基板2側に対向させた状態でベース基板2に対して陽極接合されている。
(Piezoelectric vibrator)
The
ベース基板2は、ガラス材料、例えばソーダ石灰ガラスからなる基板であり、リッド基板3と同等の外形で略板状に形成されている。
ベース基板2の上面Uには、アルミニウム(Al)やシリコン(Si)等の導電性材料により、陽極接合用の接合膜23がパターニングされている。接合膜23は、リッド基板3に形成されたキャビティ16の周囲を囲むように、ベース基板2の周縁に沿って形成されている。
The
On the upper surface U of the
また、ベース基板2の上面Uには、一対の引き回し電極9,10がパターニングされている。一対の引き回し電極9,10は、圧電振動片4のマウント電極7,8に対応した位置に形成される。
そして、これら一対の引き回し電極9,10上にそれぞれバンプ11,12が形成されており、バンプ11,12を利用して圧電振動片4のマウント電極7,8がフリップチップボンディングにより実装される。これにより、圧電振動片4の一方のマウント電極7が、一方の引き回し電極9を介して一方の貫通電極34に導通し、他方のマウント電極8が、他方の引き回し電極10を介して他方の貫通電極35に導通するようになっている。
A pair of lead-out
(貫通電極)
図5は、図1のB−B線に沿う断面図である。
図2、図3および図5に示すように、ベース基板2の−X側には、一対の貫通電極34,35が形成されている。なお、貫通電極34および貫通電極35は同一である。したがって、以下の説明では貫通電極34について説明し、貫通電極35については説明を省略する。
(Penetration electrode)
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG.
As shown in FIGS. 2, 3, and 5, a pair of through
貫通電極34は、棒状の金属ピン14により形成される。金属ピン14は、貫通電極34の形成位置に対応して形成された貫通孔24の内部に配置され、その周囲にはペースト材44が充填されている。貫通電極34は、引き回し電極9と後述の外部電極21とを導通させる役割を担っている。
The through
貫通孔24は、貫通電極34が形成される、圧電振動片4のマウント電極7に対応した位置に形成されている。貫通孔24は、略円錐台形状となるように形成されており、貫通孔24の孔径は、上面Uから下面Lに向かって、漸次小さくなるように形成されている。
The through
さらに、貫通孔24の内周面の一部には、金属ピン14を配置するための位置決め部24aが形成されている。位置決め部24aは、ベース基板2の厚さ方向に沿った溝であり、中心軸Oに垂直な方向の断面形状が略半円形状となるように形成される。位置決め部24aの半径は、金属ピンの半径よりも若干大きくなるように設定されている。
Further, a
金属ピン14は、例えばステンレスや銀(Ag)、ニッケル(Ni)合金、アルミニウム(Al)等の金属材料により形成された導電性の棒状部材である。特に、鉄(Fe)を58重量パーセント、ニッケル(Ni)を42重量パーセント含有する合金(42アロイ)で形成することが望ましい。
金属ピン14を位置決め部24aに配置することにより、金属ピン14は貫通孔24の内周面に沿うように配置される。したがって金属ピン14は、ベース基板2の上面Uから下面Lに向かって、−Y側から+Y側に傾斜するように配置される。なお、貫通電極34および貫通電極35は対称形状となっているので、金属ピン15は、ベース基板2の上面Uから下面Lに向かって、+Y側から−Y側に傾斜するように配置される。
The
By arranging the
金属ピン14と貫通孔24とは、ペースト材44により固着される。ペースト材44は、例えば、主に粉末状のガラスと溶媒である有機溶剤とで構成されるガラスフリットである。金属ピン14の外表面と貫通孔24の内周面との間隙にペースト材44を充填した後、ペースト材44を焼成することにより、貫通孔24を封止している。ペースト材44は、金属ピン14を固定するとともに、貫通孔24を封止してキャビティ16の気密を維持している。
The
(外部電極)
ベース基板2の下面Lには、一対の外部電極21,22が形成されている。一対の外部電極21,22は、ベース基板2の−X側に形成され、一対の貫通電極34,35に対してそれぞれ電気的に接続されている。
ここで、前述のとおり、貫通電極34,35を形成する金属ピン14,15は、貫通孔24,25の内周面に沿うように傾斜して配置される。したがって、金属ピン14,15のベース基板2の下面L側におけるピッチは、ベース基板2の上面U側におけるピッチよりも広くなる。これに対応して、ベース基板2の上面Uに形成される引き回し電極9と引き回し電極10との間隔よりも、ベース基板2の下面Lに形成される外部電極21と外部電極22との間隔のほうが広くなるように、外部電極21,22を形成している。
(External electrode)
A pair of
Here, as described above, the metal pins 14 and 15 forming the through
なお、現状市販されているパッケージの外部電極21,22に相当する電極の電極ピッチの一例としては、1.6mm×1.2mmのパッケージでは、電極ピッチが0.3mmである。しかし、上述のように、金属ピン14,15を傾斜して配置することで、0.3mmよりも広くなるように外部電極21,22の電極ピッチを形成することが可能となる。また、1.6mm×1.2mmのパッケージよりも小型のパッケージであっても、外部電極21,22の電極ピッチを0.3mm以上確保することが可能となる。
As an example of the electrode pitch of the electrodes corresponding to the
このように構成された圧電振動子1を作動させる場合には、ベース基板2に形成された外部電極21,22に対して、所定の駆動電圧を印加する。これにより、圧電振動片4の第1の励振電極5および第2の励振電極6からなる励振電極に電流を流すことができ、所定の周波数で振動させることができる。そして、振動を利用して、制御信号のタイミング源やリファレンス信号源などとして利用することができる。
When the
(圧電振動子の製造方法)
次に、上述した圧電振動子1の製造方法を、フローチャートを参照しながら説明する。
図6は、本実施形態の圧電振動子1の製造方法のフローチャートである。
図7は、リッド基板用ウエハに複数のキャビティ16を形成した状態を示す図である。
図8は、ベース基板用ウエハの上面に接合膜及び引き回し電極をパターニングした状態を示す図である。
図9は、図8の部分拡大図である。
図10は、ウエハ体の分解斜視図である。
ここで、図8から図10に示す点線は、後に行う切断工程で切断する切断線Mを図示している。
本実施形態に係る圧電振動子の製造方法は、主に、圧電振動片作製工程S10と、リッド基板用ウエハ作製工程S20と、ベース基板用ウエハ作製工程S30と、組立工程(S50以降)を有している。そのうち、圧電振動片作製工程S10、リッド基板用ウエハ作製工程S20およびベース基板用ウエハ作製工程S30は、並行して実施することが可能である。
(Piezoelectric vibrator manufacturing method)
Next, a method for manufacturing the above-described
FIG. 6 is a flowchart of the manufacturing method of the
FIG. 7 is a view showing a state in which a plurality of
FIG. 8 is a diagram showing a state where the bonding film and the routing electrode are patterned on the upper surface of the base substrate wafer.
FIG. 9 is a partially enlarged view of FIG.
FIG. 10 is an exploded perspective view of the wafer body.
Here, the dotted lines shown in FIG. 8 to FIG. 10 illustrate the cutting line M to be cut in the cutting process to be performed later.
The piezoelectric vibrator manufacturing method according to the present embodiment mainly includes a piezoelectric vibrating piece manufacturing step S10, a lid substrate wafer manufacturing step S20, a base substrate wafer manufacturing step S30, and an assembly step (S50 and subsequent steps). is doing. Among them, the piezoelectric vibrating piece producing step S10, the lid substrate wafer producing step S20, and the base substrate wafer producing step S30 can be performed in parallel.
(圧電振動片作製工程S10)
圧電振動片作製工程S10では、図2から図5に示す圧電振動片4を作製する。具体的には、まず水晶のランバート原石を所定の角度でスライスして一定の厚みのウエハとする。続いて、このウエハをラッピングして粗加工した後、ポリッシュなどの鏡面研磨加工を行って、一定の厚みのウエハとする。続いて、ウエハに洗浄などの適切な処理を施した後、該ウエハをフォトリソグラフィ技術によって、金属膜の成膜及びパターニングを行って、励振電極5,6、引き出し電極19,20、マウント電極7,8および側面電極13を形成する。これにより、複数の圧電振動片4を作製する。
(Piezoelectric vibrating piece manufacturing step S10)
In the piezoelectric vibrating piece producing step S10, the piezoelectric vibrating
(リッド基板用ウエハ作製工程S20)
リッド基板用ウエハ作製工程S20では、図7に示すように、後にリッド基板となるリッド基板用ウエハ50を作製する。まず、ソーダ石灰ガラスからなる円板状のリッド基板用ウエハ50を、所定の厚さまで研磨加工して洗浄した後に、エッチングなどにより最表面の加工変質層を除去する(S21)。次いで、キャビティ形成工程S22では、リッド基板用ウエハ50におけるベース基板用ウエハ40との接合面に、キャビティ16を複数形成する。キャビティ16の形成は、加熱プレス成型やエッチング加工などによって行う。
(Lid substrate wafer manufacturing step S20)
In the lid substrate wafer manufacturing step S20, as shown in FIG. 7, a
(ベース基板用ウエハ作製工程S30)
ベース基板用ウエハ作製工程S30では、図8に示すように、後にベース基板となるベース基板用ウエハ40を作製する。まず、ソーダ石灰ガラスからなる円板状のベース基板用ウエハ40を、所定の厚さまで研磨加工して洗浄した後に、エッチングなどにより最表面の加工変質層を除去する(S31)。
(Base substrate wafer manufacturing step S30)
In the base substrate wafer manufacturing step S30, as shown in FIG. 8, a
(貫通電極形成工程S30A)
次いで、ベース基板用ウエハ40に、一対の貫通電極34,35を形成する貫通電極形成工程S30Aを行う。以下に、この貫通電極形成工程S30Aについて、詳細に説明する。なお、貫通電極34および貫通電極35は同一形状となっている。したがって、以下には貫通電極34の形成工程を例にして説明するが、貫通電極35の形成工程についても同様である。
(Penetration electrode forming step S30A)
Next, a through electrode forming step S30A for forming a pair of through
貫通電極形成工程S30Aは、ベース基板用ウエハ40にのちの貫通孔24(図5参照)となる凹部を形成する貫通孔形成工程S32と、凹部の内周面に金属ピン14(図5参照)を配置する金属ピン配置工程S33とを有している。また、凹部と金属ピン14との間隙にペースト材44を充填する充填工程S34と、ペースト材44を硬化させる硬化工程S35とを有している。さらに、ベース基板用ウエハを研磨して凹部の底部を除去するとともに、金属ピン14を露出させる研磨工程S36を有している。
The through-electrode forming step S30A includes a through-hole forming step S32 for forming a recess to be a through-hole 24 (see FIG. 5) after the
(貫通孔形成工程S32)
図11は、凹部24bの斜視図である。
貫通電極形成工程S30Aにおいて、ベース基板用ウエハ40に、後の貫通孔24となる凹部24bを形成する貫通孔形成工程S32を行う。本実施形態では、図11に示すように、ベース基板用ウエハ40の上面Uから下面Lにかけて漸次孔径が小さくなるようにプレス加工で凹部24bを成型する。このとき、金属ピン14を配置するための位置決め部24aを、凹部24bの内周面の一部に同時に成型する。
具体的な貫通孔形成工程S32としては、プレス型を加熱しながらベース基板用ウエハ40の上面Uに押圧する。これにより、ベース基板用ウエハ40に、すり鉢状の凹部24bおよび凹部24bの内周面に沿った略半円形状の位置決め部24aが形成される。なお、サンドブラストやエッチング等により凹部24bを形成してもよい。また、凹部24bの底部24cを設けずに、貫通孔24として形成してもよい。
(Through hole forming step S32)
FIG. 11 is a perspective view of the
In the through electrode forming step S30A, a through hole forming step S32 for forming a
As a specific through hole forming step S32, the upper surface U of the
(金属ピン配置工程S33)
図12は、金属ピン配置工程S33の説明図である。
金属ピン配置工程S33では、図12に示すように、位置決め部24aに金属ピン14を配置する。具体的には、金属ピン14の中心軸と位置決め部24aの中心軸とが略一致するように、金属ピン14をベース基板用ウエハ40の上面Uから位置決め部24aに挿入して配置する。このとき、金属ピン14は、ベース基板2の上面Uから下面Lに向かって、−Y側から+Y側に傾斜するように配置される。なお、金属ピン15は金属ピン14と対称に配置されるため、ベース基板2の上面Uから下面Lに向かって、+Y側から−Y側に傾斜するように配置される。
(Metal pin placement step S33)
FIG. 12 is an explanatory diagram of the metal pin placement step S33.
In the metal pin arranging step S33, as shown in FIG. 12, the
(充填工程S34)
続いて、凹部24bと金属ピン14との間にペースト材44(図2参照)を充填する充填工程S34を行う。ペースト材44は、前述のとおり、例えばガラスフリットからなる部材である。充填工程S34では、減圧雰囲気下に維持された真空スクリーン印刷機のチャンバー(ともに不図示)内に、ベース基板用ウエハ40を搬送しセットする。その後、ベース基板用ウエハ40の上面Uにペースト材44を塗布する。そして、減圧雰囲気下において、ベース基板用ウエハ40の上面Uでスキージ(不図示)を走査させ、ペースト材44を凹部24b内に充填する。
(Filling step S34)
Subsequently, a filling step S34 for filling the paste material 44 (see FIG. 2) between the
(硬化工程S35)
続いて、凹部24bに充填したペースト材44を焼成して硬化させる硬化工程S35を行う。例えば、ベース基板用ウエハ40を焼成炉に搬送した後、600℃程度の雰囲気下に30分程度保持する。これにより、ペースト材44が固化し、凹部24b、ペースト材44および金属ピン14が互いに固着する。
(Curing step S35)
Subsequently, a curing step S35 is performed in which the
(研磨工程S36)
続いて、ベース基板用ウエハ40の少なくとも下面Lを研磨して、凹部24bの底部24cを除去する研磨工程S36を行う。下面Lを研磨して凹部24bの底部24c(図11および図12参照)を除去することで、金属ピン14の先端が下面Lに露出する。また、必要に応じて上面Uの研磨も行う。これにより、確実に金属ピン14の先端を上面Uに露出させることができる。
(Polishing step S36)
Subsequently, a polishing step S36 is performed in which at least the lower surface L of the
ここで、金属ピン14は、ベース基板2の上面Uから下面Lに向かって、−Y側から+Y側に傾斜するように配置され、金属ピン15は、ベース基板2の上面Uから下面Lに向かって、+Y側から−Y側に傾斜するように配置されている。したがって、ベース基板用ウエハ40の下面Lに露出した金属ピン14と金属ピン15のピッチは、ベース基板用ウエハ40の上面Uに露出した金属ピン14と金属ピン15のピッチよりも広くなる。
研磨工程S36を行った時点で、貫通電極形成工程S30Aが終了する。
Here, the metal pins 14 are arranged so as to be inclined from the −Y side to the + Y side from the upper surface U to the lower surface L of the
When the polishing step S36 is performed, the through electrode forming step S30A is completed.
(接合膜形成工程S37、引き回し電極形成工程S38)
次に、ベース基板用ウエハ40の上面Uに導電性材料をパターニングして、接合膜23(図9参照)を形成する接合膜形成工程S37を行う。また、貫通電極34,35にそれぞれ電気的に接続された引き回し電極9,10(図9参照)を複数形成する引き回し電極形成工程S38を行う。そして、引き回し電極9,10上に、それぞれ金等からなるバンプ11,12(図4参照)を形成する。なお、図8から図10では、図面の見易さのためバンプの図示を省略している。
(Junction film forming step S37, routing electrode forming step S38)
Next, a bonding film forming step S37 is performed to pattern the conductive material on the upper surface U of the
(外部電極形成工程S40)
次に、ベース基板用ウエハ40の下面Lに導電性材料をパターニングして、一対の貫通電極34,35にそれぞれ電気的に接続された一対の外部電極21,22(図5参照)を形成する外部電極形成工程S40を行う。
前述のとおり、ベース基板用ウエハ40の下面Lに露出した金属ピン14と金属ピン15のピッチは、ベース基板用ウエハ40の上面Uに露出した金属ピン14と金属ピン15のピッチよりも広くなっている。したがって、ベース基板2の下面Lに形成される外部電極21,22の間隔は、ベース基板2の上面Uに形成される引き回し電極9,10の間隔よりも広くなるように形成される。この工程により、圧電振動片4は、貫通電極34,35を介して外部電極21,22と導通する。
外部電極21,22を形成した時点でベース基板用ウエハ作製工程S30が終了する。
(External electrode forming step S40)
Next, a conductive material is patterned on the lower surface L of the
As described above, the pitch between the metal pins 14 and the metal pins 15 exposed on the lower surface L of the
When the
(マウント工程S50以降の圧電振動子組立工程)
次に、ベース基板用ウエハ40の引き回し電極9,10上に、バンプ11,12を介して圧電振動片4を接合するマウント工程S50を行う。具体的には、圧電振動片4をフリップチップボンダの接合ヘッド(不図示)でピックし、バンプ11,12を所定温度に加熱しながら接合ヘッドを振動させ、圧電振動片4をバンプ11,12に押し付ける。これにより、圧電振動片4の水晶板17がベース基板用ウエハ40の上面Uから浮いた状態で、マウント電極7,8がバンプ11,12にフリップチップボンディングされる。
(Piezoelectric vibrator assembly process after mounting process S50)
Next, a mounting step S50 is performed in which the
圧電振動片4の実装が終了した後、ベース基板用ウエハ40に対してリッド基板用ウエハ50を重ね合わせる重ね合わせ工程S60を行う。具体的には、図示しない基準マークなどを指標としながら、両ウエハ40、50を正しい位置にアライメントする。これにより、ベース基板用ウエハ40に実装された圧電振動片4が、リッド基板用ウエハ50のキャビティ16とベース基板用ウエハ40とに収容された状態となる。
After the mounting of the piezoelectric vibrating
重ね合わせ工程S60の後、重ね合わせた両ウエハ40,50を図示しない陽極接合装置に入れ、所定の温度雰囲気で所定の電圧を印加して陽極接合する接合工程S70を行う。具体的には、接合膜23とリッド基板用ウエハ50との間に所定の電圧を印加する。すると、接合膜23とリッド基板用ウエハ50との界面に電気化学的な反応が生じ、両者がそれぞれ強固に密着して陽極接合される。
After the superposition step S60, the superposed
次に、接合されたウエハ体60を切断線M(図10参照)に沿って切断して小片化する切断工程S80を行う。その結果、互いに陽極接合されたベース基板2とリッド基板3との間に形成されたキャビティ16内に圧電振動片4が封止された、図1に示す2層構造式表面実装型の圧電振動子1を一度に複数製造することができる。
Next, a cutting process S80 is performed in which the bonded
その後、内部の電気特性検査S90を行う。即ち、圧電振動片4の共振周波数、共振抵抗値、ドライブレベル特性(共振周波数及び共振抵抗値の励振電力依存性)などを測定してチェックする。また、絶縁抵抗特性などを併せてチェックする。そして、圧電振動子1の外観検査を行って、寸法や品質などをチェックする。全てのチェックが完了した時点で、圧電振動子1の製造が終了する。
Thereafter, an internal electrical characteristic inspection S90 is performed. That is, the resonance frequency, resonance resistance value, drive level characteristic (excitation power dependence of resonance frequency and resonance resistance value), etc. of the piezoelectric vibrating
(効果)
本実施形態によれば、ベース基板2の外側に露出した貫通電極34,35の電極間ピッチが、ベース基板2の内側に露出した貫通電極34,35の電極間ピッチよりも広くなるように形成しているので、圧電振動子1内の圧電振動片4のマウント電極7,8の電極間ピッチよりも、ベース基板2の外側に露出した貫通電極34,35の電極間ピッチを広くすることができる。これにより、ベース基板2の外側において、貫通電極34,35と電気的に接続される外部電極21,22の間隔を広く確保できるので、圧電振動子1を実装する時の製造不良を抑制できる。
(effect)
According to the present embodiment, the pitch between the through
また、本実施形態によれば、貫通孔24,25に棒状の金属ピン14,15を埋設したことにより、ベース基板2の内側と外側とを確実に導通させることができる。また、金属ピン14,15を前記内側から前記外側に向かって末広がりとなるように埋設したことにより、圧電振動片4のマウント電極7,8の電極間ピッチよりも、ベース基板2の外側に露出した貫通電極34,35の電極間ピッチを広くすることができる。これにより、ベース基板2の外側において、貫通電極34,35と電気的に接続される外部電極21,22の間隔を広く確保できるので、圧電振動子1を実装する時の製造不良を抑制できる。
Further, according to the present embodiment, since the rod-like metal pins 14 and 15 are embedded in the through
また、本実施形態によれば、貫通孔24,25はベース基板2の内側から外側にかけて漸次孔径が小さくなるように形成されているので、傾斜した貫通孔24,25の内周面に金属ピン14,15を沿わせることで、金属ピン14,15を傾斜して配置できる。そして、複数の貫通孔24,25の内周面に金属ピン14,15を傾斜して配置することにより、圧電振動片4のマウント電極7,8の電極間ピッチよりも、ベース基板2の外側に露出した貫通電極34,35の電極間ピッチを広くすることができる。これにより、ベース基板2の外側において、貫通電極34,35と電気的に接続される外部電極21,22の間隔を広く確保できるので、圧電振動子1を実装する時の製造不良を抑制できる。
Further, according to the present embodiment, since the through
また、本実施形態によれば、金属ピン14,15の姿勢を保持するための位置決め部24a,25aを有しているので、傾斜した貫通孔24,25の内周面に金属ピン14,15を確実に沿わせて保持できる。したがって、圧電振動子1の製造時に金属ピン14,15がずれるのを防止し、ベース基板2の外側において、貫通電極34,35と電気的に接続される外部電極21,22の間隔を広く確保できる。
Moreover, according to this embodiment, since it has the
さらに本実施形態によれば、金属ピン14,15を受け入れ可能な溝を位置決め部24a,25aとして機能させたので、プレス等により位置決め部24a,25aを簡単に形成することができる。また、位置決め部24a,25aを溝とすることで、金属ピン14,15を確実に受け入れることができ、圧電振動子1の製造時に金属ピン14,15がずれるのを防止できる。
Furthermore, according to the present embodiment, since the grooves that can receive the metal pins 14 and 15 function as the
また、本実施形態によれば、金属ピン配置工程S33を有しているので、貫通孔24,25の内周面に沿って金属ピン14,15を傾斜させて配置することができる。また、貫通孔24,25の内周面と金属ピン14,15の外周面との間隙にペースト材を充填する充填工程S34を有しているので、貫通孔24,25の内周面と金属ピン14,15の外周面との間隙にペースト材を行き渡らせることができる。そして、硬化工程S35でペースト材を硬化させることにより、圧電振動子1内の気密を維持することができる。
Moreover, according to this embodiment, since it has metal pin arrangement | positioning process S33, the metal pins 14 and 15 can be inclined and arrange | positioned along the internal peripheral surface of the through-
(実施形態の変形例、封止工程を有する圧電振動子の製造方法)
次に、実施形態の変形例について説明する。
図13は、実施形態の変形例における圧電振動子1の製造方法のフローチャートである。
図14は、実施形態の変形例における封止工程S34Aの説明図であり、図14(a)は封止前の説明図であり、図14(b)は封止後の説明図である。
上述の実施形態では、貫通電極形成工程S30Aにおいて、充填工程S34によりガラスフリット等のペースト材44,45(図5参照)を凹部24b,25bに充填した後、硬化工程S35でペースト材44,45を焼成して硬化させていた。
しかし、変形例では、貫通電極形成工程S30Aにおいて、封止工程S34Aによりベース基板用ウエハ40を座屈変形させて凹部24b,25bを封止し、硬化工程S35Aでは、座屈変形したベース基板用ウエハ40およびベース基板用ウエハ材料を冷却して硬化させている点で異なっている。なお、封止工程S34A、硬化工程S35Aおよび研磨工程S36以外の構成は上述した実施形態と同一であるため説明を省略する。
(Modification of Embodiment, Method for Manufacturing Piezoelectric Vibrator Having Sealing Process)
Next, a modification of the embodiment will be described.
FIG. 13 is a flowchart of a method for manufacturing the
FIG. 14 is an explanatory diagram of a sealing step S34A in a modification of the embodiment, FIG. 14 (a) is an explanatory diagram before sealing, and FIG. 14 (b) is an explanatory diagram after sealing.
In the above-described embodiment, in the through electrode forming step S30A, the
However, in the modified example, in the through electrode forming step S30A, the
(封止工程S34A)
封止工程S34Aは、図14に示すように、ベース基板用ウエハ40を嵌入可能な受け部80aを有する受型80と、受け部80aに嵌入されたベース基板用ウエハ40を押圧する加圧型82を用いて行う。
具体的には、まず、受型80の受け部80aにベース基板用ウエハ40をセットした後、受型80をベース基板用ウエハ40とともに加熱炉(不図示)に配置する。
続いて、所定温度になるように加熱炉を加熱する。そして、図14(a)に示すように、ベース基板用ウエハ40の表層部の一部を溶融しつつ、プレス機(不図示)等を利用して加圧型82によってベース基板用ウエハ40を押圧する。この結果、図14(b)に示すように、ベース基板用ウエハ材料40aを座屈変形させ、凹部24b,25bと金属ピン14,15との間隙を埋めることができる。
(Sealing process S34A)
As shown in FIG. 14, the sealing step S34A includes a receiving
Specifically, first, the
Subsequently, the heating furnace is heated to a predetermined temperature. 14A, the
(硬化工程S35A)
そして、硬化工程S35Aでは、ベース基板用ウエハ40を加熱炉から取り出し、溶融したベース基板用ウエハ材料40aを自然冷却する。硬化工程S35Aにより、溶融して座屈変形したベース基板用ウエハ材料40aは冷却して硬化する。したがって、ベース基板用ウエハ40と金属ピン14,15とを一体的に固定させ、凹部24b,25bを封止することができる。
(Curing step S35A)
In the curing step S35A, the
(研磨工程S36)
図15は、研磨工程S36の説明図である
硬化工程S35Aの後、凹部24b,25bの開口側における金属ピン14,15の先端は、溶融して座屈変形したベース基板用ウエハ材料40aに覆われるため、ベース基板用ウエハ40の上面から露出していないおそれがある。また、第1実施形態と同様に、凹部24b,25bの底部を除去する必要がある。したがって、ベース基板用ウエハ40の上面および下面の研磨をする研磨工程S36を行う。これにより、図15に示すように、ベース基板用ウエハ40の表面に、金属ピン14,15の先端を確実に露出させている。
(Polishing step S36)
FIG. 15 is an explanatory view of the polishing step S36. After the curing step S35A, the tips of the metal pins 14 and 15 on the opening side of the
(実施形態の変形例の効果)
本実施形態の変形例によれば、金属ピン配置工程S33を有しているので、貫通孔24,25の内周面に金属ピン14,15を傾斜させて配置することができる。また、ベース基板用ウエハ材料40aにより貫通孔24,25の内周面と金属ピン14,15の外周面との間隙を封止する封止工程S34Aを有しているので、貫通孔24,25の内周面と金属ピン14,15の外周面との間隙にベース基板用ウエハ材料40aを行き渡らせることができる。そして、硬化工程S35Aでベース基板用ウエハ材料40aを硬化させることにより、圧電振動子1内の気密を維持することができる。
(Effect of Modification of Embodiment)
According to the modification of the present embodiment, since the metal pin arrangement step S33 is provided, the metal pins 14 and 15 can be inclined and arranged on the inner peripheral surfaces of the through
なお、この発明は上述した実施の形態に限られるものではない。
本実施形態では、パッケージの内部にATカット型の圧電振動片4を封入した圧電振動子1を例にして説明をした。しかし、これに限られるものではなく、パッケージの内部に音叉型の圧電振動片を封入してもよい。また、圧電振動片以外の素子を封入してもよい。
The present invention is not limited to the embodiment described above.
In the present embodiment, the
本実施形態の接合膜形成工程S37では、ベース基板用ウエハ40の上面Uに導電性材料をパターニングして接合膜23を形成している。しかし、例えば、リッド基板用ウエハ50におけるベース基板用ウエハ40との合わせ面側に、導電性材料をパターニングして接合膜23を形成してもよい。
In the bonding film forming step S37 of this embodiment, the
本実施形態では、ベース基板用ウエハ40に凹部24b,25bを形成し、金属ピン14,15を凹部24b,25b内に配置し、凹部24b,25b内にペースト材44を充填することにより、貫通電極34,35を形成している。しかし、例えば、ベース基板用ウエハ40に貫通孔を形成し、金属ピン14,15を凹部24b,25b内に配置し、凹部24b,25b内にペースト材44を充填することにより、貫通電極34,35を形成してもよい。ただし、本実施形態のように凹部24b,25bとすることにより、貫通電極形成工程S30Aで、金属ピン14,15の脱落や、ペースト材44の漏洩を防止できる。したがって、作業性の点から、本実施形態に優位性がある。
In the present embodiment, the
本実施形態では、ベース基板用ウエハ40に凹部24b,25bを形成し、金属ピン14,15を凹部24b,25b内に配置し、凹部24b,25b内にペースト材44を充填することにより、貫通電極34,35を形成している。しかし、例えば、ベース基板用ウエハ40を加熱して軟化させた後、金属ピン14,15を圧入して貫通電極34,35を形成してもよい。ただし、金属ピン14,15を斜めに圧入する必要があるため、作業性の点で本実施形態に優位性がある。
In the present embodiment, the
本実施形態では、金属ピン14,15により貫通電極34,35を形成している。しかし、例えばスパッタリング等により凹部24b,25b内の一部に電極膜を形成して貫通電極を形成してもよい。ただし、凹部24b,25b内をマスクして電極パターンを形成する必要があり、煩雑となるため、本実施形態に優位性がある。
In the present embodiment, the through
本実施形態では、図14および図15に示すように、ベース基板用ウエハ40の上面Uから下面Lに向かって一対の金属ピン14,15を末広がりに配置し、貫通電極34,35を形成している。しかし、例えば、ベース基板用ウエハ40の表裏を反転させて下面Lを上側に向けて配置し、下面Lに開口する凹部を形成して、下面Lから上面Uに向かって一対の金属ピン14,15を先窄まりになるように配置してもよい。その後、ベース基板用ウエハ40の表裏を反転させてパッケージを製造することにより、本実施形態と同様に、パッケージの内側から外側に向かって金属ピン14,15を末広がりに配置することができる。
In this embodiment, as shown in FIGS. 14 and 15, a pair of
1・・・圧電振動子(パッケージ) 2・・・ベース基板(第1基板) 4・・・圧電振動片(電子部品) 14・・・金属ピン 15・・・金属ピン 16・・・キャビティ 21,22・・・外部電極 24,25・・・貫通孔(凹部) 24a,25a・・・位置決め部(位置決め手段) 24b,25b・・・凹部 34,35・・・貫通電極 44・・・ペースト材 S30A・・・貫通電極形成工程 S32・・・貫通孔形成工程 S33・・・金属ピン配置工程 S34・・・充填工程 S34A・・・封止工程 S35・・・硬化工程 S35A・・・硬化工程
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記複数の基板のうち、第1基板を厚さ方向に貫通し、前記第1基板の内側と前記第1基板の外側に設けられた外部電極とを導通する複数の貫通電極を備え、
各貫通電極は、前記第1基板の前記外部電極側に露出している電極間ピッチが、前記第1基板の前記内側に露出している電極間ピッチよりも広くなるように形成されていることを特徴とするパッケージ。 A package capable of enclosing electronic components in a cavity formed between a plurality of substrates bonded together,
Among the plurality of substrates, a plurality of through-electrodes that penetrate the first substrate in the thickness direction and conduct the inner electrode of the first substrate and an external electrode provided on the outer side of the first substrate,
Each through electrode is formed such that the inter-electrode pitch exposed on the external electrode side of the first substrate is wider than the inter-electrode pitch exposed on the inner side of the first substrate. Features a package.
前記第1基板に、前記金属ピンを前記内側から前記外側に向かって末広がりとなるように埋設したことを特徴とする請求項1に記載のパッケージ。 The through electrode is a rod-shaped metal pin,
2. The package according to claim 1, wherein the metal pin is embedded in the first substrate so as to spread outwardly from the inner side toward the outer side.
前記貫通孔を、前記第1基板の前記内側から前記外側に向かって漸次孔径が小さくなるように形成し、
前記貫通孔の内周面に前記金属ピンを配置したことを特徴とする請求項2に記載のパッケージ。 Forming a through hole for arranging the metal pin in the first substrate;
Forming the through hole so that the diameter of the hole gradually decreases from the inner side to the outer side of the first substrate;
The package according to claim 2, wherein the metal pin is disposed on an inner peripheral surface of the through hole.
前記複数の基板のうち、第1基板を厚さ方向に貫通し、前記第1基板の内側と前記第1基板の外側に設けられた外部電極とを導通する複数の貫通電極を形成する貫通電極形成工程を備え、
前記貫通電極形成工程は、
前記第1基板に、貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
前記貫通孔の内周面に、前記内側から前記外側に向かって末広がりとなるように金属ピンを配置する金属ピン配置工程と、
前記貫通孔の内周面と前記金属ピンの外周面との間隙に、ペースト材を充填して前記間隙を封止する充填工程と、
前記貫通孔内に充填された前記ペースト材を硬化させる硬化工程と、
を有することを特徴とするパッケージ製造方法。 A packaging method for manufacturing a package capable of enclosing an electronic component in a cavity formed between a plurality of substrates bonded to each other,
Among the plurality of substrates, a through electrode that forms a plurality of through electrodes that penetrate the first substrate in the thickness direction and that conducts between the inside of the first substrate and the external electrode provided on the outside of the first substrate With a forming process,
The through electrode forming step includes:
A through hole forming step of forming a through hole in the first substrate;
A metal pin arrangement step of arranging a metal pin on the inner peripheral surface of the through-hole so as to spread from the inside toward the outside;
A filling step of filling the gap between the inner circumferential surface of the through hole and the outer circumferential surface of the metal pin with a paste material and sealing the gap;
A curing step of curing the paste material filled in the through hole;
A package manufacturing method characterized by comprising:
前記複数の基板のうち、第1基板を厚さ方向に貫通し、前記第1基板の内側と前記第1基板の外側に設けられた外部電極とを導通する複数の貫通電極を形成する貫通電極形成工程を備え、
前記貫通電極形成工程は、
前記第1基板に、貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
前記貫通孔の内周面に、前記内側から前記外側に向かって末広がりとなるように金属ピンを配置する金属ピン配置工程と、
前記第1基板を加圧しながら加熱し、前記第1基板の一部を溶融して第1基板材料とし、前記貫通孔の内周面を、この内周面と前記金属ピンとの間隙を埋めるように座屈変形させて前記間隙を封止する封止工程と、
前記間隙を埋めた前記第1基板材料を硬化させる硬化工程と、
を有することを特徴とするパッケージ製造方法。 A packaging method for manufacturing a package capable of enclosing an electronic component in a cavity formed between a plurality of substrates bonded to each other,
Among the plurality of substrates, a through electrode that forms a plurality of through electrodes that penetrate the first substrate in the thickness direction and that conducts between the inside of the first substrate and the external electrode provided on the outside of the first substrate With a forming process,
The through electrode forming step includes:
A through hole forming step of forming a through hole in the first substrate;
A metal pin arrangement step of arranging a metal pin on the inner peripheral surface of the through-hole so as to spread from the inside toward the outside;
The first substrate is heated while being pressurized, a part of the first substrate is melted to form a first substrate material, and the inner peripheral surface of the through hole is filled with a gap between the inner peripheral surface and the metal pin. Sealing step of buckling and sealing the gap,
A curing step of curing the first substrate material filling the gap;
A package manufacturing method characterized by comprising:
6. The piezoelectric vibrator according to claim 1, wherein a piezoelectric vibrating piece is enclosed as the electronic component inside the cavity. 7.
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