JP2014197617A - 電子デバイス及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 基板とリッドを接着する樹脂の気密性を高め、耐湿性を向上させることができる電子デバイス及びその製造方法を提供する。
【解決手段】 基板２にリッド１を樹脂層４で接着して、リッド１の内部を樹脂封止する電子デバイス及びその製造方法であって、リッド１が基板２に樹脂層４によって接着された部分を封止部とし、その封止部を覆うようにガラス層７が形成されるものであり、リッド１における樹脂層４との接触面で、フィレットなしの構成となっても、ガラス層７の液状ガラスがフィレットのない部分にも充填されるので、リッド１と基板２との間に形成される樹脂層４に対する気密性を向上させ、耐湿性を向上させることができるものである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電子デバイス及びその製造方法に係り、特に、リッド（Lid：蓋）と封止材の樹脂との密着性を向上させることができる電子デバイス及びその製造方法に関する。

［従来の技術］
従来の電子デバイスとして、表面実装の水晶振動子等がある。
［従来の水晶振動子：図６］
従来の水晶振動子について図６を参照しながら説明する。図６は、従来の水晶振動子の断面説明図である。
従来の水晶振動子は、図６に示すように、金属又はセラミックのリッドを、水晶片５が導電性接着剤６で金属電極３に固定された基板２上にリッド１を、樹脂４を介して搭載し、リッド１を基板２に押さえ込んで樹脂４を押し広げ、樹脂封止を行うようになっていた。

［フィレットなしの構成：図７］
樹脂４がリッド１の接触面によって押し広げられ、接触面からはみ出した状態（フィレットありの構成）であれば問題はないが、図７に示すように、樹脂４が広がっていない状態（フィレットなしの構成）となると、水分が浸透しやすくなって、耐湿性が悪くなることがある。
図７は、フィレットなしの構成を示す断面説明図である。

［関連技術］
尚、関連する先行技術として、特許第３１８３０６５号公報「圧電部品の製造方法」（株式会社村田製作所）［特許文献１］、特許第４４７１０１５号公報「電子素子パッケージ」（パナソニック株式会社）［特許文献２］、特開２０１０−２７３２００号公報「圧電部品の製造方法及びこれにより製造した圧電部品」（日本電波工業株式会社）［特許文献３］、特開２０１２−００９９６９号公報「圧電デバイス及びその製造方法」（日本電波工業株式会社）［特許文献４］がある。

特許文献１には、金属製キャップの開口部を、内面側を外面側に向かって傾斜させ、当該開口部に接着剤を塗布して樹脂封止を行うことが示されている。
特許文献２には、電子素子パッケージにおいて、樹脂の接着剤が第１の容器部材と第２の容器部材を接着し、金属膜が第２の容器部材の外側と接着剤の外側を覆うことが示されている。

特許文献３には、圧電部品の保護のために、表面絶縁保護層が形成され、その具体的な製造方法として液状ガラス（ＳＯＧ）を塗布することが示されている。
特許文献４には、接着剤の外側に低融点ガラスが形成された圧電デバイスが示されている。

特許第３１８３０６５号公報 特許第４４７１０１５号公報 特開２０１０−２７３２００号公報 特開２０１２−００９９６９号公報

以上のように、従来の電子デバイスでは、リッドと基板の接合面では樹脂がむき出しになっており、特にフィレットなしの場合に、樹脂の横方向の長さが短いため、密着性が悪く、耐湿性も悪くなって、品質のバラツキが発生するという問題点があった。

本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、基板とリッドを接着する樹脂の気密性を高め、耐湿性を向上させることができる電子デバイス及びその製造方法を提供することを目的とする。

上記従来例の問題点を解決するための本発明は、基板にリッドを樹脂層で接着して、リッドの内部を封止する電子デバイスであって、基板にリッドが搭載される部分には樹脂層が形成されており、樹脂層と、当該樹脂層に接する基板部分及びリッド部分を覆うようにガラス層が形成されていることを特徴とする。

本発明は、上記電子デバイスにおいて、あらわになっている基板部分、ガラス層、リッド部分を覆うようにセラミック層が形成されていることを特徴とする。

本発明は、上記電子デバイスにおいて、あらわになっている基板部分、ガラス層、リッド部分を覆うように金属層が形成されていることを特徴とする。

本発明は、上記電子デバイスにおいて、基板にはスルーホールが形成されており、スルーホール内及びスルーホールの開口部に撥水層が形成されていることを特徴とする。

本発明は、上記電子デバイスにおいて、基板にはスルーホールが形成されており、ガラス層が、スルーホールの開口部の縁まで形成されていることを特徴とする。

本発明は、基板にリッドを樹脂層で接着して、リッドの内部を封止する電子デバイスであって、基板にリッドが搭載される部分には樹脂層が形成されており、リッドが基板に樹脂層によって接着された部分を封止部とし、当該封止部を覆うように撥水層が形成されていることを特徴とする。

本発明は、基板にリッドを樹脂層で接着して、リッドの内部を封止する電子デバイスの製造方法であって、基板にリッドを、樹脂層を介して搭載し、リッドが基板に樹脂層によって接着された部分を封止部とし、当該封止部を覆うようにガラス層を形成することを特徴とする。

本発明は、上記電子デバイスの製造方法において、あらわになっている基板部分、ガラス層、リッド部分を覆うようにセラミック層を形成することを特徴とする。

本発明は、上記電子デバイスの製造方法において、あらわになっている基板部分、ガラス層、リッド部分を覆うように金属層を形成することを特徴とする。

本発明は、上記電子デバイスの製造方法において、基板にはスルーホールが形成され、スルーホール内及びスルーホールの開口部に撥水層を形成して、基板にリッドを、樹脂層を介して搭載することを特徴とする。

本発明は、上記電子デバイスの製造方法において、基板にはスルーホールが形成され、スルーホールの開口部の縁までガラス層を形成することを特徴とする。

本発明は、基板にリッドを樹脂層で接着して、リッドの内部を封止する電子デバイスの製造方法であって、基板にリッドを、樹脂層を介して搭載し、リッドが基板に樹脂層によって接着された部分を封止部とし、当該封止部を覆うように撥水層を形成することを特徴とする。

本発明によれば、基板にリッドを樹脂層で接着して、リッドの内部を封止する電子デバイスであって、基板にリッドが搭載される部分には樹脂層が形成されており、リッドが基板に樹脂層によって接着された部分を封止部とし、当該封止部を覆うようにガラス層が形成されているものであり、基板とリッドを接着する樹脂の気密性を高め、耐湿性を向上させることができる効果がある。

本発明によれば、基板にリッドを樹脂層で接着して、リッドの内部を封止する電子デバイスの製造方法であって、基板にリッドを、樹脂層を介して搭載し、リッドが基板に樹脂層によって接着された部分を封止部とし、当該封止部を覆うようにガラス層を形成するものであり、基板とリッドを接着する樹脂の気密性を高め、耐湿性を向上させることができる効果がある。

第１の水晶振動子の断面説明図である。 第２の水晶振動子の断面説明図である。 第３の水晶振動子の断面説明図である。 第４の水晶振動子の断面説明図である。 第５の水晶振動子の断面説明図である。 従来の水晶振動子の断面説明図である。 フィレットなしの構成を示す断面説明図である。

本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
［実施の形態の概要］
本発明の実施の形態に係る電子デバイス及びその製造方法は、基板にリッドを樹脂層で接着して、リッドの内部を封止するものであり、リッドが基板に樹脂層によって接着された部分を封止部とし、当該封止部を覆うようにガラス層を設けたものであり、基板とリッドを接着する樹脂の気密性を高め、耐湿性を向上させることができる効果がある。

尚、電子デバイスとして、以下、表面実装の水晶振動子を例に説明するが、基板にリッドを樹脂層で接着して、リッドの内部を封止（樹脂封止）する構成の電子デバイスであれば、本発明は適用可能である。

［第１の水晶振動子：図１］
本発明の実施の形態に係る第１の水晶振動子（第１の水晶振動子）について図１を参照しながら説明する。図１は、第１の水晶振動子の断面説明図である。
第１の水晶振動子は、図１に示すように、セラミックの基板２に金属電極３が形成され、水晶片５が導電性接着剤６を解して金属電極３に接続し、水晶片５を覆うように金属又はセラミックのリッド１が搭載される。

基板２とリッド１の基板２に対する搭載面との間には、樹脂層４が設けられ、リッド１を押さえ込んで樹脂封止を行うものである。
樹脂層４としては、例えば、エポキシ樹脂が用いられる。

更に、第１の水晶振動子の特徴として、樹脂層４の外側にガラス層７を形成している。
ガラス層７は、樹脂層４の外側だけでなく、樹脂層４が接する基板２の部分、樹脂層７が接するリッド１の部分も覆うようになっている。つまり、リッド１が基板２に樹脂層４によって接着された部分を封止部とすると、その封止部を覆うようにガラス層７が形成される。特に、リッド１の樹脂層７との接触面の裏面部分を覆うよう形成される。

ガラス層７は、液状ガラス（ＳＯＧ：Spin On Glass）の絶縁膜をディスペンサにより、樹脂層４に接触するリッド１の周辺部分に塗布され、熱処理して固定するものである。
リッド１における樹脂層４との接触面で、フィレットなしの構成（アンダーカットの構成）となっても、ガラス層７の液状ガラスがフィレットのない部分（樹脂層４が形成されず、リッド１と基板２との空間部分）にも充填されるので、リッド１と基板２との間に形成される樹脂層４に対する気密性を向上させ、耐湿性を向上できる効果がある。

［第２の水晶振動子：図２］
次に、本発明の実施の形態に係る第２の水晶振動子（第２の水晶振動子）について図２を参照しながら説明する。図２は、第２の水晶振動子の断面説明図である。
第２の水晶振動子は、図２に示すように、第１の水晶振動子の構成に対して、あらわになっているリッド１の部分、ガラス層７、基板１の部分の全体を、更にセラミック層８で覆うようにしたものである。

セラミック層８として、例えば、非酸化物のセラミックで、窒化ケイ素（Si3N4：シリコンナイトライド）の膜が考えられる。
第２の水晶振動子では、第１の水晶振動子を更にセラミック層８で覆うようにしているので、耐湿性が更に向上し、製品の品質を向上させることができる効果がある。

また、第２の水晶振動子において、セラミック層８の代わりに、金属膜（金属層）を形成してもよい。
金属層としては、例えば、酸化しにくいアルミニウム等が考えられる。

［第３の水晶振動子：図３］
次に、本発明の実施の形態に係る第３の水晶振動子（第３の水晶振動子）について図３を参照しながら説明する。図３は、第３の水晶振動子の断面説明図である。
第３の水晶振動子は、図３に示すように、第１の水晶振動子の構成に対して、基板２にスルーホールが形成されており、当該スルーホール内（内壁）及びスルーホールの開口部（上面開口部）に撥水層９を形成したものである。
撥水層９は、例えば、フッ素系の撥水剤を用いてディスペンサによりコーティングして塗布される。

第１の水晶振動子では、基板２にスルーホールが形成されている場合に、ガラス層７がスルーホール内に流れ込むおそれがあった。
そこで、第３の水晶振動子では、スルーホールの内面とその開口部に撥水層９を形成しているので、その部分にガラス層８が形成されず、スルーホールへのガラス層８の流れ込みを防止できる効果がある。

［第４の水晶振動子：図４］
次に、本発明の実施の形態に係る第４の水晶振動子（第４の水晶振動子）について図４を参照しながら説明する。図４は、第４の水晶振動子の断面説明図である。
第４の水晶振動子は、図４に示すように、第１の水晶振動子の構成に対して、基板２にスルーホールが形成されており、当該スルーホールの開口部（上面開口部）の縁までガラス層７´が形成されているものである。

スルーホールの開口部の縁までガラス層８を形成するには、スルーホールに水（純水）を滴下し、その後に封止部を覆うようにガラス層７´を形成すれば、スルーホールへのガラス層７´の流れ込みを防止できる。その後に、加熱して水分を蒸発させる。
以上の方法により、スルーホールの開口部において、その縁のぎりぎりまでガラス層７´を形成することが可能となる。

第３の水晶振動子では、スルーホールに撥水処理を施して撥水層９を形成しているので、基板２の裏面からスルーホール内への半田の這い上がりが少ないが、第４の水晶振動子では、撥水層９を形成していないので、スルーホール内への半田の這い上がりが多く、基板２の裏面の金属膜との接着の強度を高めることができ、更に、第３の水晶振動子に比べて安価に耐湿性を向上させることができる効果がある。

［第５の水晶振動子：図５］
次に、本発明の実施の形態に係る第５の水晶振動子（第５の水晶振動子）について図５を参照しながら説明する。図５は、第５の水晶振動子の断面説明図である。
第５の水晶振動子は、図５に示すように、第１の水晶振動子の構成に対して、ガラス層７の代わりに、撥水層１０で封止部を覆うようになっている。
撥水層１０は、例えば、フッ素系の撥水剤を用いてディスペンサによりコーティングして塗布される。

第５の水晶振動子では、熱膨張と衝撃に強いものとすることができる効果がある。
また、第５の水晶振動子では、封止部を覆うように撥水層１０を形成しているので、耐湿性を向上させることができる効果がある。

［実施の形態の効果］
第１の水晶振動子によれば、リッド１が基板２に樹脂層４によって接着された部分を封止部とし、その封止部を覆うようにガラス層７が形成されるものであり、リッド１における樹脂層４との接触面で、フィレットなしの構成となっても、ガラス層７の液状ガラスがフィレットのない部分にも充填されるので、リッド１と基板２との間に形成される樹脂層４に対する気密性を向上させ、耐湿性を向上できる効果がある。

第２の水晶振動子によれば、第１の水晶振動子の全体をセラミック層８で覆うようにしているので、耐湿性を更に向上させることができる効果がある。
また、第２の水晶振動子によれば、第１の水晶振動子の全体を金属層で覆うようにしているので、耐湿性を更に向上させることができる効果がある。

第３の水晶振動子によれば、第１の水晶振動子の基板にスルーホールが形成され、スルーホールの内面とその開口部に撥水層９を形成しているので、その部分にガラス層８が形成されず、スルーホールへのガラス層８の液状ガラスの流れ込みを防止できる効果がある。

第４の水晶振動子によれば、第１の水晶振動子の基板にスルーホールが形成され、スルーホールの開口部の縁までガラス層７´が形成されているものであり、スルーホール内への半田の這い上がりがよく、基板２の裏面の金属膜との接着の強度を高めることができ、更に、撥水層９を形成する第３の水晶振動子に比べて安価に耐湿性を向上させることができる効果がある。

第５の水晶振動子によれば、第１の水晶振動子の封止部を撥水層１０で覆うようにしているので、熱膨張と衝撃に強いものとし、耐湿性を向上させることができる効果がある。

本発明は、基板とリッドを接着する樹脂の気密性を高め、耐湿性を向上させることができる電子デバイス及びその製造方法に好適である。

１...リッド、 ２...基板、 ３...金属電極、 ４...樹脂層、 ５...水晶片、 ６...導電性接着剤、 ７，７´...ガラス層、 ８...セラミック層、 ９...撥水層、 １０...撥水層

Claims (12)

1. 基板にリッドを樹脂層で接着して、前記リッドの内部を封止する電子デバイスであって、
   前記基板に前記リッドが搭載される部分には前記樹脂層が形成されており、
   前記リッドが前記基板に前記樹脂層によって接着された部分を封止部とし、当該封止部を覆うようにガラス層が形成されていることを特徴とする電子デバイス。
2. あらわになっている基板部分、ガラス層、リッド部分を覆うようにセラミック層が形成されていることを特徴とする請求項１記載の電子デバイス。
3. あらわになっている基板部分、ガラス層、リッド部分を覆うように金属層が形成されていることを特徴とする請求項１記載の電子デバイス。
4. 基板にはスルーホールが形成されており、
   前記スルーホール内及び前記スルーホールの開口部に撥水層が形成されていることを特徴とする請求項１記載の電子デバイス。
5. 基板にはスルーホールが形成されており、
   ガラス層が、前記スルーホールの開口部の縁まで形成されていることを特徴とする請求項１記載の電子デバイス。
6. 基板にリッドを樹脂層で接着して、前記リッドの内部を封止する電子デバイスであって、
   前記基板に前記リッドが搭載される部分には前記樹脂層が形成されており、
   前記リッドが前記基板に前記樹脂層によって接着された部分を封止部とし、当該封止部を覆うように撥水層が形成されていることを特徴とする電子デバイス。
7. 基板にリッドを樹脂層で接着して、前記リッドの内部を封止する電子デバイスの製造方法であって、
   前記基板に前記リッドを、前記樹脂層を介して搭載し、
   前記リッドが前記基板に前記樹脂層によって接着された部分を封止部とし、当該封止部を覆うようにガラス層を形成することを特徴とする電子デバイスの製造方法。
8. あらわになっている基板部分、ガラス層、リッド部分を覆うようにセラミック層を形成することを特徴とする請求項７記載の電子デバイスの製造方法。
9. あらわになっている基板部分、ガラス層、リッド部分を覆うように金属層を形成することを特徴とする請求項７記載の電子デバイスの製造方法。
10. 基板にはスルーホールが形成され、
    前記スルーホール内及び前記スルーホールの開口部に撥水層を形成して、
    前記基板にリッドを、樹脂層を介して搭載することを特徴とする請求項７記載の電子デバイスの製造方法。
11. 基板にはスルーホールが形成され、
    前記スルーホールの開口部の縁までガラス層を形成することを特徴とする請求項７記載の電子デバイスの製造方法。
12. 基板にリッドを樹脂層で接着して、前記リッドの内部を封止する電子デバイスの製造方法であって、
    前記基板に前記リッドを、前記樹脂層を介して搭載し、
    前記リッドが前記基板に前記樹脂層によって接着された部分を封止部とし、当該封止部を覆うように撥水層を形成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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