JP2012238987A - 振動子の製造方法。 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】トレイ200の収納部200aに載置された複数のパッケージベース2に水晶振動片3を収容し、蓋体部7によって水晶振動片3を収容した封止空間を形成する水晶振動子1の製造方法であって、巻き取られたリール20から引き出されてパッケージベース2上に載置された金属シートとしての蓋基材300を、接合材層51を介してパッケージベース2に蓋体部として接合する封止工程と、前記パッケージベース2に接合された蓋基材300を、パッケージベース2に対応した形状の蓋体部7として切断する切断工程と、を含む振動子の製造方法。
【選択図】図5
Description
そこで、これらの要望に応えるため、例えば特許文献1に記載されているように、電子部品を構成する素子を搭載する凹部を有したパッケージベースと、凹部を封止する蓋体部とが、それぞれ個片化された状態で供給され、パッケージベースと蓋体部との位置合わせを行いながら仮止めを行う仮止め工程の後、封止工程で本封止を行う振動子の製造方法が用いられている。
このように、本適用例に記載の振動子の製造方法を用いることにより、簡易な位置決め方法でパッケージベースの位置決めを行うことができ、且つ一括で蓋体部を接合して連続的に封止することができるため、従来技術では必要であった蓋体部の仮止めを行うことなく連続的に振動子を製造することが可能となる。このように、簡便な方法で振動子を製造することができるため、生産性を大幅に向上させることができ、振動子の製造コストの低減を図ることが可能となる。
水晶振動片3の表面には、電極膜(励振電極)3aが形成され、裏面には電極膜(励振電極)3bが形成されている。この際、水晶振動子1の周波数調整前の周波数が、周波数の狙い値より高めになるように、電極膜3a,3bの厚みを設定する。
導電性接着剤5は、内部電極4a,4bに塗布され、水晶振動片3を内部電極4a,4bに接着し、固定している。さらには、導電性接着剤5によって内部電極4a,4bと、水晶振動片3と、が電気的に導通している。
蓋体部7は、コバールなどの金属で形成されており、レーザー加熱などにより溶融された接合材8によって枠部2bの上面に接続され、パッケージベース内の空間(封止空間)を気密に封止している。
なお、図1では枠部2bの上面に接合材8が形成されている構成を用いているが、接合材8は、パッケージベース2と、蓋体部7との間に設けられていれば良く、枠部2bの上面に形成された構成、或いは蓋体部7のパッケージベース2との対向面に形成された構成のいずれであっても良い。
次に、第1実施形態に係る水晶振動子の製造方法について、図2の製造工程を示すフローチャートを用い、図3から図8を参照しながら説明する。
図3を参照しながら振動片搭載工程としての振動素子搭載工程について説明する。図3は、振動素子搭載工程を示す断面図である。
図2における振動素子搭載工程(ステップS101)では、図3に示すように、電極膜3a,3bが形成された水晶振動片3は、パッケージベース2のベース部2aに形成された内部電極4aに、導電性接着剤5によって固着され収容される。その後、水晶振動片3の振動周波数調整およびエージング(アニールともいう)を行い、次のパッケージベース配置工程(ステップS102)へ移行する。
図4を参照しながらパッケージベース配置工程について説明する。図4は、パッケージベース配置工程を示し、(a)は部分斜視図、(b)は(a)に示すB−B´部の断面図、(c)は(a)に示すC−C´部の断面図である。
図2におけるパッケージベース配置工程(ステップS102)では、図4(a)に示すようにパッケージベース2を整列して収納することが出来る収納部200aを複数備えるトレイ200を準備し、ステップS101を経たパッケージベース2をトレイ200の収納部200aに収納、配置する。
次に、金属シート載置工程(ステップS103)に移行する。
図5および図6を参照しながら金属シート載置工程について説明する。図5は、金属シート載置工程の概略装置構成を示し、(a)は平面図、(b)は正面図である。図6は、金属シート載置工程を示し、(a)は部分的な分解斜視図、(b)は(a)に示すD−D´部の断面図である。
図2における金属シート載置工程(ステップS103)では、図6(a)に示すように、上述のパッケージベース配置工程(ステップS102)によってトレイ200に配列された、パッケージベース2の蓋搭載部2dを覆うように、厚さ50μm程度のコバールから成る長尺の金属シートとしての蓋基材300が載置される。なお、蓋搭載部2dは図1に示した枠部2bの上面(金属シート300と対向する面)である。
給材側のリール20から引き出された蓋基材300は、給材ローラー22を介し、蓋基材300とトレイ200が平面的に重なる領域である金属シート載置領域に連続的に送り出される。
金属シート載置領域において、蓋基材300は、トレイ200に載置された複数のパッケージベース2の蓋搭載部2dを含む接合領域13Aを覆うように載置される。このとき、蓋基材300は、接合領域13Aの幅W2より、蓋基材300の幅W1の方が大きくなるように設定されている。なお、パッケージベース2を載置したトレイ200は、図5(a)中に矢印で示すように、金属シート載置領域から外れた位置より金属シート載置領域に供給することもできる。
載置された蓋基材300は、後述する封止工程(ステップS104)、切断工程(ステップS105)を経て、除材ローラー23を介して除材側のリール21に連続的に巻き取られている。
蓋基材300は、基材50と、接合材としての接合材層51とが形成されている。接合材層51は、基材50の蓋搭載部2dに対向する側の面50aに、ロウ材により形成される。
また、蓋基材300は、基材50、および接合材層51を積層し、同時圧延して形成する、いわゆるクラッド材として得ることができる。
次に封止工程(ステップS104)に移行する。
前述の図5および図7を参照しながら封止工程について説明する。図7は、封止工程を示す断面図である。
図2における封止工程(ステップS104)では、水晶振動片3が収容されるパッケージベース2と蓋基材300とによって形成される空間を、真空もしくは窒素ガスなどの不活性ガスにより気密状態で接合することで封止し、封止空間を形成する工程である。
減圧環境もしくは不活性ガス環境において、図5、および図7に示すように、封止部410に回転可能に備えられた加熱ローラー400を、回転させながら蓋基材300上を移動することで、蓋基材300を介して接合材層51に熱を加える。接合材層51が、例えば金錫ロウであれば約300℃、銀ロウであれば約650℃の融点であるので、この融点を超える温度に加熱するように加熱ローラー400の温度、移動速度を決定する。
次に、切断工程(ステップS105)に移行する。
図8を参照しながら切断工程について説明する。図8(a),(b)は、切断工程を示す断面図である。
封止工程(ステップS104)を終了した時点では、長尺シートの一部分であるシート状の蓋基材300に、前述のトレイ200に収納された複数のパッケージベース2が接合された状態にある。この状態で、接合されたパッケージベース2が次の切断工程(ステップS105)に供給されるが、このとき金属シート載置領域には、給材側のリール20からの新しい蓋基材300と新しいトレイ200が供給される。
切断工程(ステップS105)によって個片となった水晶振動子1は、出荷前の検査工程(ステップS106)に移行する。
図2における検査工程(ステップS106)では気密性検査としてのリーク検査、導通性や振動特性などを検査する電気特性検査などが行われ、良品と判定された水晶振動子1が出荷される。なお、検査に先立って熱処理やマーク印刷を行うこともある。
加えて、給材側のリール20にロール状に巻き取られた状態で供給され、引き出された蓋基材300が除材側のリール21に巻き取られる構成となっているため、蓋基材300の接合を連続的に行うことが可能となる。
第2実施形態に係る水晶振動子1の製造方法について説明する。第2実施形態は、第1実施形態に係る水晶振動子1の製造方法に対して、蓋基材300の形態が異なるだけであるため、第1実施形態と共通する部分は説明を省略する。
図9(a)、(b)に示すように、蓋基材310はパッケージベース2と接合され、後に蓋体部7となる蓋体形成領域310a周辺に貫通孔310bが形成されている。貫通孔310bの一部は、蓋体形成領域310aの一部の領域Lを含んでおり、貫通孔310bによって連接部310cが形成される。
図9(a)に示す蓋基材310は、1つの蓋体形成領域310aに対して4か所の貫通孔310bが形成され、4か所の連接部310cを備える。
図10は、第2実施形態に係る蓋基材310の、その他の形態を示す平面図である。図9に示す蓋基材310は、4つの貫通孔310bによって4か所の連接部310cを備えるものである。これに対し、図10(a)に示す蓋基材320は、貫通孔320aによって蓋体形成領域320bに対して2か所の連接部320cを備え、その他の部分は蓋体形成領域320bの多くの領域L´を含んでいる。
また図10(b)に示す蓋基材330は、貫通孔330aによって蓋体形成領域330bに対して1か所の連接部330cを備えている。そして、連接部320c,330cは、直接或いは間接的にフレーム枠320e,330eに連接されている。
これにより、蓋基材320,330の長尺方向における連接部320c,330cの長さ(幅)が小さくなるため、蓋基材320,330をロール状に巻き取っても、連接部320c,330cが巻き取り曲率の影響(巻き取られることによって生じる連接部320c,330cの変形)を殆んど受けないため、巻き取りによる蓋体形成領域320b,330bの変形を防止することが可能となる。
Claims (5)
- 複数のパッケージベースと、前記パッケージベースに収容される振動片と、前記パッケージベースに接合される蓋体部とを備え、前記パッケージベースと前記蓋体部とを接合して前記振動片を収容する封止空間を形成する振動子の製造方法であって、
前記パッケージベースに前記振動片を搭載する振動片搭載工程と、
トレイの収納部に複数の前記パッケージベースを配置するパッケージベース配置工程と、
前記トレイに収納されている前記パッケージベース上に、巻取部から引き出された金属シートを載置し、該金属シートを前記パッケージベースに接合材を介して接合する封止工程と、
前記パッケージベースに接合された金属シートを、前記パッケージベースに対応した形状の前記蓋体部として切断する切断工程と、を含むことを特徴とする振動子の製造方法。 - 請求項1に記載の振動子の製造方法において、
前記金属シートはフレーム枠と前記蓋体部と連接部を有し、
前記フレーム枠は前記金属シートの長尺方向に延在するように設けられ、
前記蓋体部は前記連接部を介し前記フレーム枠に連接され、且つ前記金属シートの長尺方向に複数設けられ、
前記切断工程では、前記パッケージベースに接合された前記蓋体部が、前記連接部を切断されることによって個片化されることを特徴とする振動子の製造方法。 - 請求項2に記載の振動子の製造方法において、
前記連接部は、前記金属シートの長尺方向に対して交差する方向に沿って前記蓋体部と前記フレーム枠とを連接するように設けられていることを特徴とする振動子の製造方法。 - 請求項2又は請求項3に記載の振動子の製造方法において、
前記金属シートは、前記フレーム枠と、前記連接部と、前記蓋体部とが、一つの連続体として一体成形されていることを特徴とする振動子の製造方法。 - 請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載の振動子の製造方法であって、
前記金属シートは、基材と前記基材の一面に形成された接合材とのクラッド材であることを特徴とする振動子の製造方法。
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