JP2014107416A - 電子デバイス、電子機器、移動体及び電子デバイスの製造方法 - Google Patents
電子デバイス、電子機器、移動体及び電子デバイスの製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】製造し易く、製造歩留まりの高い電子デバイスや電子デバイスの製造方法を提供する。
【解決手段】電子部品と、前記電子部品を支持する第1の基板と、前記電子部品を覆う第2の基板と、を含み、前記第1の基板と前記第2の基板とが、平面視で、前記電子部品を囲むように設けられている接合部材により接合され、前記接合部材の中に少なくとも1つのスペーサーを含む電子デバイスとする。
【選択図】図1
【解決手段】電子部品と、前記電子部品を支持する第1の基板と、前記電子部品を覆う第2の基板と、を含み、前記第1の基板と前記第2の基板とが、平面視で、前記電子部品を囲むように設けられている接合部材により接合され、前記接合部材の中に少なくとも1つのスペーサーを含む電子デバイスとする。
【選択図】図1
Description
本発明は、電子デバイス、電子機器、移動体及び電子デバイスの製造方法に関する。
従来から、電子機器の小型化、薄型化に伴い、圧電デバイスなどの電子部品はより一層の小型化、薄型化が要求されると共に、回路基板等への実装に適した表面実装型のものが多用されている。一般に表面実装型の圧電デバイスは、セラミックなどの絶縁材料で形成したパッケージに圧電振動片を封止する構造が広く採用されている。
例えば、このようなパッケージとして、セラミック材料のシート材を積層した箱型ベースのキャビティ内に圧電振動片を実装し、このベースにリッドを接合して気密に封止したものが知られている。一般にベースとリッドとは、それらの間に低融点ガラスのようなろう材を配置し、これを加熱溶融させることによって気密に接合する。いずれも個片化されたベースとリッドとを個別に接合するものである。そのため、個々のベースとリッドとを正確に接合するためには、それらを個別に位置決めするための治具を用いる必要がある。更に、そのような位置決めや搬送などの作業には、多大の手間及び労力を要するので生産性が低下し、且つ製造コストが増大するという問題があった。
このような問題を解決するため特許文献1において、複数のベースからなるベース板と、複数の圧電振動片などの電子部品を配置した基板と、複数のリッドからなるリッド板と、を重ねて一括して接合封止する製造方法が開示されている。これにより、個々の電子部品をそれぞれベースへ搭載することや個々のベースとリッドとを個別に位置合わせする必要が無くなり、ベース、電子部品及びリッドの取り扱い、封止作業が簡単になるため、生産性が向上し、且つ製造コストを低減することができる。
例えば、このようなパッケージとして、セラミック材料のシート材を積層した箱型ベースのキャビティ内に圧電振動片を実装し、このベースにリッドを接合して気密に封止したものが知られている。一般にベースとリッドとは、それらの間に低融点ガラスのようなろう材を配置し、これを加熱溶融させることによって気密に接合する。いずれも個片化されたベースとリッドとを個別に接合するものである。そのため、個々のベースとリッドとを正確に接合するためには、それらを個別に位置決めするための治具を用いる必要がある。更に、そのような位置決めや搬送などの作業には、多大の手間及び労力を要するので生産性が低下し、且つ製造コストが増大するという問題があった。
このような問題を解決するため特許文献1において、複数のベースからなるベース板と、複数の圧電振動片などの電子部品を配置した基板と、複数のリッドからなるリッド板と、を重ねて一括して接合封止する製造方法が開示されている。これにより、個々の電子部品をそれぞれベースへ搭載することや個々のベースとリッドとを個別に位置合わせする必要が無くなり、ベース、電子部品及びリッドの取り扱い、封止作業が簡単になるため、生産性が向上し、且つ製造コストを低減することができる。
しかし、特許文献1の製造方法では、複数の圧電振動片などの電子部品が一体的に形成された基板を用いているので、電極の形成不良や基板の欠損などによる特性不良となっている電子部品も前記基板に含まれているまま一緒に製造されてしまうため、製造歩留まりを低下させ、製造コストを上昇させてしまうという問題があった。
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、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
[適用例1]本適用例に係る電子デバイスは、電子部品と、前記電子部品を支持する第1の基板と、前記電子部品を覆う第2の基板と、を含み、前記第1の基板と前記第2の基板とが、平面視で、前記電子部品を囲むように設けられている接合部材により接合され、前記接合部材の中に少なくとも1つのスペーサーを含むことを特徴とする。
本適用例によれば、複数のキャビティを有するベースとなる第1の基板の各キャビティに良品の電子部品のみを搭載し、スペーサーを含む接合部材によって、リッドとなる第2の基板を接合することにより、特性不良の電子部品を製造することが無いので、製造歩留まりの低下を防止し、製造コストを低減することができる。また、接合部材にスペーサーを含めることで、スペーサーの高さによって電子部品より高いキャビティの高さを確保することができるので、電子部品とリッドとなる第2の基板や接合部材とが接触して生じる特性不良を回避でき、且つ個々のベースとリッドとを個別に位置合わせする必要が無くなり、生産性が向上するので、製造コストを低減することができるという効果がある。
[適用例2]上記適用例に記載の電子デバイスにおいて、前記スペーサーは、平面視で、対角上の2箇所に配置されていることを特徴とする。
本適用例によれば、接合部材で囲まれた複数のキャビティにおいて、キャビティの対角上に2個のスペーサーを配置することで、キャビティの高さをより一定に保つことができるので、電子部品とリッドとなる第2の基板や接合部材との接触によって生じる特性不良を回避でき、安定な特性を有する電子デバイスを得ることができるという効果がある。
[適用例3]上記適用例に記載の電子デバイスにおいて、前記スペーサーは、前記第1の基板と一体的に設けられていることを特徴とする。
本適用例によれば、第1の基板にスペーサーを一体的に設けることで、製造工程において、スペーサーを配置する工程が省かれ、電子デバイスの低コスト化が図れるという効果がある。
[適用例4]上記適用例に記載の電子デバイスにおいて、前記第1の基板は、一方の面に設けられている接続電極と、他方の面に設けられている実装端子と、前記接続電極と前記実装端子とを接続する貫通電極と、を含むことを特徴とする。
本適用例によれば、電子部品を搭載し導通を図るためにベースとなる第1の基板に設けられた接続電極が、基板を貫通し形成された貫通電極を介して実装端子と接続し導通が図れることで、リッドとなる第2の基板やアース端子との導通を回避することができるため、複数のキャビティを有する大型基板から複数の電子デバイスを一括して製造することができ、大量生産による低コスト化が図れるという効果がある。
[適用例5]上記適用例に記載の電子デバイスにおいて、前記第2の基板は、いずれかの面に導電層を含み、前記導電層は、前記電子部品と絶縁され、且つ、アース端子と接続されていることを特徴とする。
本適用例によれば、リッドとなる第2の基板に設けられた導電層がキャビティ内に実装された電子部品と絶縁され、ベースとなる第1の基板に設けられたアース端子と接続されていることで、電気的な外乱の影響を回避でき、安定な特性を有する電子デバイスを得ることができるという効果がある。
[適用例6]本適用例に係る電子機器は、上記適用例に記載の電子デバイスを備えていることを特徴とする。
本適用例によれば、電気的な外乱の影響を回避でき、安定な特性を有する電子デバイスを備えた電子機器が構成できるという効果がある。
[適用例7]本適用例に係る移動体は、上記適用例に記載の電子デバイスを備えていることを特徴とする。
本適用例によれば、電気的な外乱の影響を回避でき、安定な特性を有する電子デバイスを備えた移動体が構成できるという効果がある。
[適用例8]本適用例に係る電子デバイスの製造方法は、第1の基板及び第2の基板を用意する工程と、前記第1の基板及び前記第2の基板の少なくともいずれか一方に、接合部材で囲まれた凹部を形成する工程と、前記凹部内に、電子部品を配置する工程と、前記接合部材にスペーサーを配置する工程と、前記第1の基板及び前記第2の基板を重ねるように配置して接合する工程と、を含むことを特徴とする。
本適用例によれば、ベース又はリッドに相当する基板のどちらか一方に、接合部材により凹部を形成することで、電子部品を搭載することができるキャビティが確保でき、接合部材にスペーサーを配置することで、スペーサーの高さによって電子部品より高いキャビティの高さを確保できるため、電子部品とリッドとなる第2の基板や接合部材との接触によって生じる特性不良を回避でき、安定な特性を有する電子デバイスを得ることができるという効果がある。
[適用例9]上記適用例に記載の電子デバイスの製造方法において、前記第1の基板の一方の面に接続電極を形成する工程と、前記第1の基板の他方の面に実装端子を形成する工程と、前記接続電極と前記実装端子とを接続する貫通電極を形成する工程と、を含むことを特徴とする。
本適用例によれば、電子部品を搭載し導通を図るためにベースとなる第1の基板に設けられた接続電極と、外部との導通を図るための実装端子と、を接続し導通するための貫通電極を形成することにより、リッドとなる第2の基板やアース端子との導通を回避することができるため、複数のキャビティを有する大型基板から複数の電子デバイスを一括して製造することができ、大量生産による低コスト化が図れるという効果がある。
[適用例10]上記適用例に記載の電子デバイスの製造方法において、前記第2の基板のいずれかの面に導電層を形成する工程を含むことを特徴とする。
本適用例によれば、リッドとなる第2の基板に導電層を設けることで、キャビティ内に実装された電子部品を覆うことができるので、電気的な外乱の影響を回避でき、安定な特性を有する電子デバイスを得ることができるという効果がある。
[適用例11]上記適用例に記載の電子デバイスの製造方法において、前記スペーサーを配置する工程は、前記接合部材に少なくとも2つのスペーサーを対角上に配置することを特徴とする。
本適用例によれば、接合部材で囲まれた複数のキャビティにおいて、キャビティの対角上に2個のスペーサーを配置することで、キャビティの高さをより一定に保つことができるので、電子部品とリッドとなる第2の基板や接合部材との接触によって生じる特性不良を回避でき、安定な特性を有する電子デバイスを得ることができるという効果がある。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
<電子デバイス>
<第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態に係る電子デバイスの構造を示した概略図であり、図1(a)は電子デバイスの平面図、図1(b)は図1(a)のA−A線断面図、図1(c)は裏面の平面図である。なお、図1(a)において、電子デバイスの内部の構成を説明する便宜上、蓋に相当する第2の基板12を取り外した状態を図示している。
<第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態に係る電子デバイスの構造を示した概略図であり、図1(a)は電子デバイスの平面図、図1(b)は図1(a)のA−A線断面図、図1(c)は裏面の平面図である。なお、図1(a)において、電子デバイスの内部の構成を説明する便宜上、蓋に相当する第2の基板12を取り外した状態を図示している。
図1に示す電子デバイス1は、第1の基板10と、第2の基板12と、電子部品である振動片30と、第1の基板10と第2の基板12とを接合する接合部材20と、で構成されている。なお、本実施形態では、電子部品の一例として振動片30を用いて説明する。
第1の基板10は、従来のセラミックパッケージにおけるベースに相当するものであり、一方の面15に振動片30を搭載するための接続電極50,52と、電極配線54とを備え、他方の面16に実装端子58と、アース端子59とを備えている。また、接続電極50及び電極配線54と他方の面16に形成された実装端子58とを電気的に接続するための貫通電極56と、接続電極52と他方の面16に形成されたアース端子59とを電気的に接続するための貫通電極57とを有している。
第2の基板12は、従来のセラミックパッケージにおけるリッドに相当するものであり、振動片30と対向する面に導電層28が形成されている。
振動片30は、主面の表裏に励振電極32と、リード電極34と、パッド電極36とが形成されている。励振電極32は振動片30のほぼ中央に、パッド電極36は振動片30の端部に配置されており、励振電極32とパッド電極36とはリード電極34により電気的に接続されている。また、振動片30のパッド電極36の部分は、例えば、金属あるいは半田などからなるバンプや導電性接着剤などの接合部材40により、第1の基板10の一方の面15に設けられた接続電極50に接合されている。
振動片30は、主面の表裏に励振電極32と、リード電極34と、パッド電極36とが形成されている。励振電極32は振動片30のほぼ中央に、パッド電極36は振動片30の端部に配置されており、励振電極32とパッド電極36とはリード電極34により電気的に接続されている。また、振動片30のパッド電極36の部分は、例えば、金属あるいは半田などからなるバンプや導電性接着剤などの接合部材40により、第1の基板10の一方の面15に設けられた接続電極50に接合されている。
接合部材20は、第1の基板10と第2の基板12とを接合し、且つ振動片30を搭載するためのキャビティとなる第1の凹部24を形成している。また、振動片30を格納する第1の凹部24の高さを確保するために、接合部材20の中にスペーサー22が、平面視で、対角上の2箇所に配置されている。なお、本実施形態では、スペーサー22を2個配置しているが、少なくとも1個配置されていればよい。また、配置する位置は、振動片30の周辺であればどこでも構わないが、接合部材20の幅寸法を狭め小型化を図る場合には、気密不良を回避するために四隅の何れかに配置するのが好ましい。
本実施形態における第1の基板10と第2の基板12は、絶縁性を有する材料で構成されている。このような材料としては、特に限定されず、例えば、アルミナ、シリカ、ジルコニア等の酸化物系セラミック、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化チタン等の窒化物系セラミック、炭化ケイ素等の炭化物系セラミックなどのセラミック材料や石英ガラス、ケイ酸アルカリガラス、ソーダ石灰ガラス、カリ石灰ガラス、鉛(アルカリ)ガラス、バルウムガラス、ホウケイ酸ガラスのようなガラス材料を用いることができる。また、第1の基板10に設けられた各電極、端子、あるいはそれらを電気的に接続する電極配線や貫通電極などは、一般的に、タングステン(W)、モリブデン(Mo)などの金属配線材料を基板上にスクリーン印刷して焼成し、その上にニッケル(Ni)、金(Au)などのめっきを施すことにより形成されている。
なお、リッドとして用いる第2の基板12については、セラミックやガラス材料以外に、金属材料であっても構わない。なお、金属材料の場合には導電層28を形成する必要がないので低コスト化を図る上で有利である。
接合部材20としては、導電性を有する低融点ガラスであれば構わず、例えば、P2O5−CuO−ZnO系低融点ガラス、P2O5−SnO系低融点ガラス、B2O3−ZnO−Bi2O3−Al2O3系低融点ガラス等を用いることができる。
スペーサー22は、接合部材20の融点では溶解しない高融点であるものがよい。また、スペーサー22の形状は、球状に限定されず、例えば、楕円球状、矩形状などでもよい。
スペーサー22の構成材料としては、特に限定されず、例えば、Al、Au、Cr、Nb、Ta、Tiのような金属材料や、石英ガラス、ケイ酸アルカリガラス、ソーダ石灰ガラス、カリ石灰ガラス、鉛(アルカリ)ガラス、バルウムガラス、ホウケイ酸ガラスのようなガラス材料や、アルミナ、ジルコニア、フェライト、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化チタン、炭化ケイ素、炭化ホウ素、炭化チタン、炭化タングステンのようなセラミック材料が挙げられる。
次に、本発明の第1実施形態に係る電子デバイスの3つの製造方法について説明する。
<第1の製造方法>
図2は、本発明の第1実施形態に係る電子デバイスに用いる第1の基板の概略図であり、図2(a)は第1の基板の平面図、図2(b)は図2(a)のB−B線断面図である。図3は、本発明の第1実施形態に係る電子デバイスに用いる第2の基板の概略図であり、図3(a)は第2の基板の平面図、図3(b)は図3(a)のC−C線断面図である。
また、図4は、本発明の第1実施形態に係る電子デバイスの第1の製造方法を説明する模式図で、図2のA部を拡大したものであり、図4(a)は電子デバイスの平面図、図4(b)は接合前の図4(a)のD−D線断面図、図4(c)は接合後の図4(a)のD−D線断面図である。なお、図4(a)において、電子デバイスの内部の構成を説明する便宜上、リッドに相当する第2の基板12aを取り外した状態を図示している。
<第1の製造方法>
図2は、本発明の第1実施形態に係る電子デバイスに用いる第1の基板の概略図であり、図2(a)は第1の基板の平面図、図2(b)は図2(a)のB−B線断面図である。図3は、本発明の第1実施形態に係る電子デバイスに用いる第2の基板の概略図であり、図3(a)は第2の基板の平面図、図3(b)は図3(a)のC−C線断面図である。
また、図4は、本発明の第1実施形態に係る電子デバイスの第1の製造方法を説明する模式図で、図2のA部を拡大したものであり、図4(a)は電子デバイスの平面図、図4(b)は接合前の図4(a)のD−D線断面図、図4(c)は接合後の図4(a)のD−D線断面図である。なお、図4(a)において、電子デバイスの内部の構成を説明する便宜上、リッドに相当する第2の基板12aを取り外した状態を図示している。
第1の基板10aは、図2に示すように、平板状の第1の基板10aの一方の面15に、電子部品を搭載するキャビティとなる複数の第1の凹部24と、スペーサー22を配置するキャビティとなる複数の第2の凹部26と、が接合部材20により形成されている。また、接合部材20はスクリーン印刷などの方法で第1の基板10aに形成することができる。なお、第1の基板10aの表裏面15,16や基板内部に設けられた接続電極50,52、電極配線54、実装端子58、アース端子59及び貫通電極56,57は図示を省略している。
第2の基板12aは、図3に示すように、平板状の第2の基板12aの一方の面に、導電層28が形成されている。また、導電層28は、蒸着やスパッタリングなどによって成膜され、第2の基板12aに形成することができる。なお、導電層28の構成材料としては、特に限定されず、例えば、金(Au)、金合金、白金(Pt)、アルミニウム(Al)、アルミニウム合金、銀(Ag)、銀合金、クロム(Cr)、クロム合金、銅(Cu)、モリブデン(Mo)、ニオブ(Nb)、タングステン(W)、鉄(Fe)、チタン(Ti)、コバルト(Co)、亜鉛(Zn)、ジルコニウム(Zr)等の金属材料を用いることができる。
本発明の第1実施形態に係る電子デバイス1の第1の製造方法は、先ず、平板状の第1の基板10aと平板状の第2の基板12aとを用意する。第1の基板10aの一方の面15に接続電極50,52と電極配線54を、他方の面16に実装端子58とアース端子59を形成する。また、接続電極50と実装端子58とを電気的に接続する貫通電極56と、電極配線54と実装端子58とを電気的に接続する貫通電極57とを形成する。その後、この第1の基板10aの接続電極50,52と電極配線54とが形成された面上に、複数の第1の凹部24と複数の第2の凹部26とを構成する接合部材20をスクリーン印刷などの方法で形成する。次に、第2の基板12aの一方の面に、導電層28を蒸着やスパッタリングなどの方法で形成する。
その後、図4(a)〜(c)に示すように、第1の基板10aに形成された複数の第1の凹部24内部に設けられた接続電極50に接合部材40を塗布し、その上に、振動片30のパッド電極36部分を位置合わせして搭載し接合する。次に、第1の基板10aに形成された複数の第2の凹部26の内部にスペーサー22を配置する。なお、本実施形態ではスペーサー22を、平面視で、対角上の2箇所に配置しているが、振動片30を格納する第1の凹部24の高さを確保するために、少なくとも1個配置されていればよい。
その後、第1の基板10aと第2の基板12aとを重ねるように配置して接合する。なお、接合は封止装置などにより真空又は窒素雰囲気中で加熱し、接合部材20を溶融させることで行われる。次に、ダイシングなどの方法で切断線60に沿って切断し個片化することで、気密に封止された電子デバイス1が得られる。
<第2の製造方法>
次に、本発明の第1実施形態に係る電子デバイス1の第2の製造方法について説明する。
図5は、第2の製造方法を説明する模式図で、図2のA部に相当する部分を拡大したものであり、図5(a)は電子デバイスの平面図、図5(b)は接合前の図5(a)のE−E線断面図、図5(c)は接合後の図5(a)のE−E線断面図である。なお、図5(a)において、電子デバイスの内部の構成を説明する便宜上、導電層28と接合部材20とが形成され、スペーサー22が配置された第2の基板12bを取り外した状態を図示している。
次に、本発明の第1実施形態に係る電子デバイス1の第2の製造方法について説明する。
図5は、第2の製造方法を説明する模式図で、図2のA部に相当する部分を拡大したものであり、図5(a)は電子デバイスの平面図、図5(b)は接合前の図5(a)のE−E線断面図、図5(c)は接合後の図5(a)のE−E線断面図である。なお、図5(a)において、電子デバイスの内部の構成を説明する便宜上、導電層28と接合部材20とが形成され、スペーサー22が配置された第2の基板12bを取り外した状態を図示している。
第2の製造方法では、先ず、接続電極50,52、電極配線54、貫通電極56,57、実装端子58及びアース端子59が設けられた第1の基板10bと、導電層28が形成された第2の基板12bを用意する。次に、第2の基板12bの導電層28上に、複数の第1の凹部24bと複数の第2の凹部26bとを構成する接合部材20をスクリーン印刷などの方法で形成する。その後、図5(a)〜(c)に示すように、第1の基板10bに設けられた接続電極50に接合部材40を塗布し、その上に、振動片30のパッド電極36部分を位置合わせして搭載し接合する。
次に、第2の基板12bに形成された複数の第2の凹部26bの内部にスペーサー22を配置する。なお、本実施形態ではスペーサー22を、平面視で、対角上の2箇所に配置しているが、振動片30を格納する第1の凹部24bの高さを確保するために、少なくとも1個配置されていればよい。その後、第1の基板10bに搭載した振動片30が第2の基板12bに形成された第1の凹部24b内に収まるように、第1の基板10bと第2の基板12bとを重ね合わせて配置して接合する。なお、接合は封止装置などにより真空又は窒素雰囲気中で加熱し、接合部材20を溶融させることで行われる。その後、ダイシングなどの方法で切断線60に沿って切断し個片化することで、気密に封止された電子デバイス1が得られる。
<第3の製造方法>
次に、本発明の第1実施形態に係る電子デバイス1の第3の製造方法について説明する。
図6は、第3の製造方法を説明する模式図で、図2のA部に相当する部分を拡大したものであり、図6(a)は電子デバイスの平面図、図6(b)は接合前の図6(a)のF−F線断面図、図6(c)は接合後の図6(a)のF−F線断面図である。なお、図6(a)において、電子デバイスの内部の構成を説明する便宜上、導電層28と接合部材20とが形成された第2の基板12cを取り外した状態を図示している。
次に、本発明の第1実施形態に係る電子デバイス1の第3の製造方法について説明する。
図6は、第3の製造方法を説明する模式図で、図2のA部に相当する部分を拡大したものであり、図6(a)は電子デバイスの平面図、図6(b)は接合前の図6(a)のF−F線断面図、図6(c)は接合後の図6(a)のF−F線断面図である。なお、図6(a)において、電子デバイスの内部の構成を説明する便宜上、導電層28と接合部材20とが形成された第2の基板12cを取り外した状態を図示している。
第3の製造方法では、先ず、複数の接続電極50,52、電極配線54、貫通電極56,57、実装端子58及びアース端子59が設けられた第1の基板10cと、導電層28が形成された第2の基板12cを用意する。次に、第1の基板10cの接続電極50,52と電極配線54とが設けられた面上に、接合部材20によって囲まれる複数の第1の凹部24dと複数の第2の凹部26dをスクリーン印刷などの方法で形成する。その後、第2の基板12cの導電層28上に、複数の第1の凹部24cと複数の第2の凹部26cとを構成する接合部材20をスクリーン印刷などの方法で形成する。
次に、図6(a)〜(c)に示すように、第1の基板10cに設けられた接続電極50に接合部材40を塗布し、その上に、振動片30のパッド電極36部分を位置合わせして搭載し接合する。その後、第1の基板10cに形成された複数の第2の凹部26d内部にスペーサー22を配置する。なお、本実施形態ではスペーサー22を、平面視で、対角上の2箇所に配置しているが、振動片30を格納する第1の凹部24eの高さを確保するために、少なくとも1個配置されていればよい。
次に、第1の基板10cに搭載した振動片30が第2の基板12cに形成された第1の凹部24c内に、また、第1の基板10cの第2の凹部26dに配置されたスペーサー22が第2の基板12cに形成された第2の凹部26c内に、収まるように第1の基板10cと第2の基板12cとを重ね合わせて配置して接合する。なお、接合は封止装置などにより真空又は窒素雰囲気中で加熱し、接合部材20を溶融させることで行われる。この接合により第2の基板12cの第1の凹部24cと第1の基板10cの第1の凹部24dとによって構成された第1の凹部24eが形成される。その後、ダイシングなどの方法で切断線60に沿って切断し個片化することで、気密に封止された電子デバイス1が得られる。
従って、第1実施形態に係る電子デバイス1は、複数の第1の凹部24を有するベースとなる第1の基板10の各第1の凹部24に良品の振動片30のみを搭載し、スペーサー22を含む接合部材20によって、リッドとなる第2の基板12を接合することにより、特性不良の振動片30を搭載した電子デバイスを製造することが無いので、製造歩留まりの低下を防止し、製造コストを低減することができる。
また、接合部材20にスペーサー22を含めることで、スペーサー22の高さによって振動片30より高い第1の凹部24の高さを確保することができるので、振動片30とリッドとなる第2の基板12や接合部材20とが接触することによって生じる特性不良を回避でき、且つ従来の個々のベースとリッドとを個別に位置合わせする必要が無くなり、生産性が向上し、且つ製造コストを低減することができるという効果がある。
更に、リッドとなる第2の基板12に導電層28を設け、導電性の接合部材20を用いることで、振動片30を覆う第2の基板12の導電層28がベースとなる第1の基板10に設けられたアース端子59と接続できるため、電気的な外乱の影響を回避でき、安定な特性を有する電子デバイス1を得ることができるという効果がある。
以上、本発明の第1実施形態に係る電子デバイス1の製造方法について説明したが、これは一例であって、他の製造方法によって電子デバイス1を製造してもよい。
<第2実施形態>
次に、本発明の第2実施形態に係る電子デバイスについて説明する。
図7は、本発明の第2実施形態に係る電子デバイスの構造を示した概略図であり、図7(a)は電子デバイスの平面図、図7(b)は図7(a)のG−G線断面図、図7(c)は裏面の平面図である。なお、図7(a)において、電子デバイスの内部の構成を説明する便宜上、リッドに相当する第2の基板12を取り外した状態を図示している。
以下、第2実施形態について、前述した第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
次に、本発明の第2実施形態に係る電子デバイスについて説明する。
図7は、本発明の第2実施形態に係る電子デバイスの構造を示した概略図であり、図7(a)は電子デバイスの平面図、図7(b)は図7(a)のG−G線断面図、図7(c)は裏面の平面図である。なお、図7(a)において、電子デバイスの内部の構成を説明する便宜上、リッドに相当する第2の基板12を取り外した状態を図示している。
以下、第2実施形態について、前述した第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
図7に示すように、第2実施形態に係る電子デバイス1aは、第1実施形態に係る電子デバイス1と比較すると、スペーサー22が無く、第1の基板11の一方の面15aに凸部23が一体化されて形成されていること以外は、ほぼ同等である。
凸部23は、スペーサー22に代わり、電子部品(振動片30)を格納する第1の凹部24の高さを確保するためのものである。また、第1の基板11に一体化して形成されていることで、製造工程において、スペーサー22を配置する工程を省くことが可能となり、低コスト化に有利である。なお、本実施形態では凸部23を、平面視で、第1の凹部24の対角上の2箇所に形成しているが、振動片30を格納する第1の凹部24の高さを確保するために、少なくとも1個形成されていればよい。また、凸部23を形成する位置は、振動片30の周辺であればどこでも構わないが、接合部材20の幅寸法を狭め小型化を図る場合には、気密不良を回避するために四隅の何れかに形成するのが好ましい。
凸部23は、スペーサー22に代わり、電子部品(振動片30)を格納する第1の凹部24の高さを確保するためのものである。また、第1の基板11に一体化して形成されていることで、製造工程において、スペーサー22を配置する工程を省くことが可能となり、低コスト化に有利である。なお、本実施形態では凸部23を、平面視で、第1の凹部24の対角上の2箇所に形成しているが、振動片30を格納する第1の凹部24の高さを確保するために、少なくとも1個形成されていればよい。また、凸部23を形成する位置は、振動片30の周辺であればどこでも構わないが、接合部材20の幅寸法を狭め小型化を図る場合には、気密不良を回避するために四隅の何れかに形成するのが好ましい。
<製造方法>
次に、本発明の第2実施形態に係る電子デバイス1aの製造方法について説明する。なお、以下に説明する製造方法は、1つの例であって、他の製造方法によって電子デバイス1aを製造してもよい。
図8は、本発明の第2実施形態に係る電子デバイスに用いる第1の基板の概略図であり、図8(a)は第1の基板の平面図、図8(b)は図8(a)のH−H線断面図である。図9は、本発明の第2実施形態に係る電子デバイスの製造方法を説明する模式図で、図8のB部を拡大したものであり、図9(a)は電子デバイスの平面図、図9(b)は接合前の図9(a)のI−I線断面図、図9(c)は接合後の図9(a)のI−I線断面図である。なお、図9(a)において、電子デバイスの内部の構成を説明する便宜上、リッドに相当する第2の基板12aを取り外した状態を図示している。
次に、本発明の第2実施形態に係る電子デバイス1aの製造方法について説明する。なお、以下に説明する製造方法は、1つの例であって、他の製造方法によって電子デバイス1aを製造してもよい。
図8は、本発明の第2実施形態に係る電子デバイスに用いる第1の基板の概略図であり、図8(a)は第1の基板の平面図、図8(b)は図8(a)のH−H線断面図である。図9は、本発明の第2実施形態に係る電子デバイスの製造方法を説明する模式図で、図8のB部を拡大したものであり、図9(a)は電子デバイスの平面図、図9(b)は接合前の図9(a)のI−I線断面図、図9(c)は接合後の図9(a)のI−I線断面図である。なお、図9(a)において、電子デバイスの内部の構成を説明する便宜上、リッドに相当する第2の基板12aを取り外した状態を図示している。
第1の基板10dは、図8に示すように、平板状の第1の基板10dの一方の面15aに、一体化して形成された複数の凸部23と、接合部材20により形成された複数の第1の凹部24と、を備えている。接合部材20はスクリーン印刷などの方法で第1の基板10dに形成することができる。
また、凸部23は、第1の基板10dがセラミック材料の場合には凸部形状のセラミックシートを積層することで、ガラス材料の場合には凸部周辺をエッチングにより溶解することで形成することができる。なお、第1の基板10dの表裏面15a,16aや基板内部に設けられた接続電極50,52、電極配線54、実装端子58、アース端子59及び貫通電極56,57は図示を省略している。
本発明の第2実施形態に係る電子デバイス1aの製造方法は、先ず、複数の接続電極50,52、電極配線54、貫通電極56,57、実装端子58及びアース端子59が設けられ、且つ複数の凸部23と接合部材20で囲まれている複数の第1の凹部24を有する第1の基板10dと、導電層28が形成された平板状の第2の基板12aとを用意する。次に、図9(a)〜(c)に示すように、第1の基板10dに形成された複数の第1の凹部24内部に設けられた接続電極50に接合部材40を塗布し、その上に、振動片30のパッド電極36部分を位置合わせして搭載し接合する。
その後、第1の基板10dと第2の基板12aとを重ねるように配置して接合する。なお、接合は封止装置などにより真空又は窒素雰囲気中で加熱し、接合部材20を溶融させることで行われる。その後、ダイシングなどの方法で切断線60に沿って切断し個片化することで、気密に封止された電子デバイス1aが得られる。
従って、第2実施形態に係る電子デバイス1aは、第1の基板10dにスペーサーに相当する凸部23が一体的に設けられているので、凸部23の高さによって振動片30より高い第1の凹部24の高さを確保することができるので、振動片30とリッドとなる第2の基板12や接合部材20とが接触することによって生じる特性不良を回避でき、且つ従来の個々のベースとリッドとを個別に位置合わせする必要が無くなり、生産性が向上し、且つ製造コストを低減することができるという効果がある。更に、製造工程において、スペーサーを配置する工程が省かれ、低コスト化が図れるという効果がある。
以上、本発明の実施形態における電子デバイス1,1aを個片化する方法として、ダイシングによる方法を用いて説明したが、ダイシング以外に、サンドブラストによる方法や、事前に第1の基板10a,10b,10c,10dや第2の基板12a,12b,12cに切断線60に沿って溝を設け、接合後に溝に沿って分割して個片化する方法でも構わない。
<電子機器>
次いで、本発明の実施形態に係る電子デバイスを適用した電子機器について、図10〜図12に基づき、詳細に説明する。
図10は、本発明の実施形態に係る電子デバイスを備える電子機器としてのモバイル型(又はノート型)のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図である。この図において、パーソナルコンピューター1100は、キーボード1102を備えた本体部1104と、表示部100を備えた表示ユニット1106とにより構成され、表示ユニット1106は、本体部1104に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。このようなパーソナルコンピューター1100には、電子デバイス1が内蔵されている。
次いで、本発明の実施形態に係る電子デバイスを適用した電子機器について、図10〜図12に基づき、詳細に説明する。
図10は、本発明の実施形態に係る電子デバイスを備える電子機器としてのモバイル型(又はノート型)のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図である。この図において、パーソナルコンピューター1100は、キーボード1102を備えた本体部1104と、表示部100を備えた表示ユニット1106とにより構成され、表示ユニット1106は、本体部1104に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。このようなパーソナルコンピューター1100には、電子デバイス1が内蔵されている。
図11は、本発明の実施形態に係る電子デバイスを備える電子機器としての携帯電話機(PHSも含む)の構成を示す斜視図である。この図において、携帯電話機1200は、複数の操作ボタン1202、受話口1204及び送話口1206を備え、操作ボタン1202と受話口1204との間には、表示部100が配置されている。このような携帯電話機1200には、電子デバイス1が内蔵されている。
図12は、本発明の実施形態に係る電子デバイスを備える電子機器としてのデジタルカメラの構成を示す斜視図である。尚、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、デジタルカメラ1300は、被写体の光像をCCD(Charge Coupled Device)などの撮像素子により光電変換して撮像信号(画像信号)を生成する。
デジタルカメラ1300におけるケース(ボディー)1302の背面には、表示部100が設けられ、CCDによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、表示部100は、被写体を電子画像として表示するファインダーとして機能する。また、ケース1302の正面側(図中裏面側)には、光学レンズ(撮像光学系)やCCDなどを含む受光ユニット1304が設けられている。
デジタルカメラ1300におけるケース(ボディー)1302の背面には、表示部100が設けられ、CCDによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、表示部100は、被写体を電子画像として表示するファインダーとして機能する。また、ケース1302の正面側(図中裏面側)には、光学レンズ(撮像光学系)やCCDなどを含む受光ユニット1304が設けられている。
撮影者が表示部100に表示された被写体像を確認し、シャッターボタン1306を押下すると、その時点におけるCCDの撮像信号が、メモリー1308に転送・格納される。また、このデジタルカメラ1300においては、ケース1302の側面に、ビデオ信号出力端子1312と、データ通信用の入出力端子1314とが設けられている。そして、図示されるように、ビデオ信号出力端子1312にはテレビモニター1430が、データ通信用の入出力端子1314にはパーソナルコンピューター(PC)1440が、それぞれ必要に応じて接続される。更に、所定の操作により、メモリー1308に格納された撮像信号が、テレビモニター1430や、パーソナルコンピューター1440に出力される構成になっている。このようなデジタルカメラ1300には、電子デバイス1が内蔵されている。
なお、本発明の実施形態に係る電子デバイスを備える電子機器は、図10のパーソナルコンピューター1100、図11の携帯電話機1200、図12のデジタルカメラ1300の他にも、例えば、インクジェット式吐出装置(例えばインクジェットプリンター)、ラップトップ型パーソナルコンピューター、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャー、電子手帳(通信機能付も含む)、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、POS端末、医療機器(例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡)、魚群探知機、各種測定機器、計器類(例えば、車両、航空機、船舶の計器類)、フライトシュミレーターなどに適用することができる。
<移動体>
図13は、本発明の実施形態に係る電子デバイスを備える移動体としての自動車を概略的に示す斜視図である。この図において、タイヤ2109を制御する電子制御ユニット2108に電子デバイス1が内蔵され、車体2107に搭載されている。
自動車2106には、本発明の実施形態に係る電子デバイス1が搭載されており、例えば、キーレスエントリー、イモビライザー、カーナビゲーションシステム、カーエアコン、アンチロックブレーキシステム(ABS:Antilock Brake System)、エアバック、タイヤプレッシャーモニタリングシステム(TPMS:Tire Pressure Monitoring System)、エンジンコントロール、ハイブリッド自動車や電気自動車の電池モニター、車体姿勢制御システムなどの電子制御ユニット(ECU:electronic control unit)2108に広く適用できる。
図13は、本発明の実施形態に係る電子デバイスを備える移動体としての自動車を概略的に示す斜視図である。この図において、タイヤ2109を制御する電子制御ユニット2108に電子デバイス1が内蔵され、車体2107に搭載されている。
自動車2106には、本発明の実施形態に係る電子デバイス1が搭載されており、例えば、キーレスエントリー、イモビライザー、カーナビゲーションシステム、カーエアコン、アンチロックブレーキシステム(ABS:Antilock Brake System)、エアバック、タイヤプレッシャーモニタリングシステム(TPMS:Tire Pressure Monitoring System)、エンジンコントロール、ハイブリッド自動車や電気自動車の電池モニター、車体姿勢制御システムなどの電子制御ユニット(ECU:electronic control unit)2108に広く適用できる。
1…電子デバイス、10,10a…第1の基板、12,12a…第2の基板、15,16…面、20…接合部材、22…スペーサー、23…凸部、24…第1の凹部、26…第2の凹部、28…導電層、30…振動片、32…励振電極、34…リード電極、36…パッド電極、40…接合部材、50,52…接続電極、54…電極配線、56,57…貫通電極、58…実装端子、59…アース端子、60…切断線、100…表示部、1100…パーソナルコンピューター,1102…キーボード、1104…本体部、1106…表示ユニット、1200…携帯電話機、1202…操作ボタン、1204…受話口、1206…送話口、1300…デジタルカメラ、1302…ケース、1304…受光ユニット、1306…シャッターボタン、1308…メモリー、1312…ビデオ信号出力端子、1314…入出力端子、1430…テレビモニター、1440…パーソナルコンピューター、2106…自動車、2107…車体、2108…電子制御ユニット、2109…タイヤ。
Claims (11)
- 電子部品と、
前記電子部品を支持する第1の基板と、
前記電子部品を覆う第2の基板と、
を含み、
前記第1の基板と前記第2の基板とが、平面視で、前記電子部品を囲むように設けられている接合部材により接合され、
前記接合部材の中に少なくとも1つのスペーサーを含むことを特徴とする電子デバイス。 - 請求項1において、
前記スペーサーは、平面視で、対角上の2箇所に配置されていることを特徴とする電子デバイス。 - 請求項1又は2において、
前記スペーサーは、前記第1の基板と一体的に設けられていることを特徴とする電子デバイス。 - 請求項1乃至3のいずれか一項において、
前記第1の基板は、
一方の面に設けられている接続電極と、
他方の面に設けられている実装端子と、
前記接続電極と前記実装端子とを接続する貫通電極と、
を含むことを特徴とする電子デバイス。 - 請求項1乃至4のいずれか一項において、
前記第2の基板は、いずれかの面に導電層を含み、
前記導電層は、前記電子部品と絶縁され、且つ、アース端子と接続されていることを特徴とする電子デバイス。 - 請求項1乃至5のいずれか一項に記載の電子デバイスを備えていることを特徴とする電子機器。
- 請求項1乃至5のいずれか一項に記載の電子デバイスを備えていることを特徴とする移動体。
- 第1の基板及び第2の基板を用意する工程と、
前記第1の基板及び前記第2の基板の少なくともいずれか一方に、接合部材で囲まれた凹部を形成する工程と、
前記凹部内に、電子部品を配置する工程と、
前記接合部材にスペーサーを配置する工程と、
前記第1の基板及び前記第2の基板を重ねるように配置して接合する工程と、
を含むことを特徴とする電子デバイスの製造方法。 - 請求項8において、
前記第1の基板の一方の面に接続電極を形成する工程と、
前記第1の基板の他方の面に実装端子を形成する工程と、
前記接続電極と前記実装端子とを接続する貫通電極を形成する工程と、
を含むことを特徴とする電子デバイスの製造方法。 - 請求項8又は9において、
前記第2の基板のいずれかの面に導電層を形成する工程を含むことを特徴とする電子デバイスの製造方法。 - 請求項8乃至10のいずれか一項において、
前記スペーサーを配置する工程は、
前記接合部材に少なくとも2つのスペーサーを対角上に配置することを特徴とする電子デバイスの製造方法。
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