JP2016018984A - サーミスタを有する水晶振動子基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】塗布方式で水晶振動子基板にサーミスタを固着することにより、サーミスタを強固に固定することができる上、水晶振動子基板又は水晶振動子パッケージ構造の平坦性を高め、応用範囲及び信頼性を高めることができるサーミスタを有する水晶振動子基板の製造方法を提供する。【解決手段】本発明のサーミスタを有する水晶振動子基板の製造方法Ｓ１００は、基板を準備するステップＳ１０と、貫通孔を形成するステップＳ２０と、サーミスタを形成するステップＳ３０と、貫通孔に充填を行うステップＳ４０と、少なくとも２つの導線、複数の金属パッド及び複数の導電パッドを形成するステップＳ５０と、保護層を形成するステップＳ６０と、表面に電極を鍍金するステップＳ７０と、抵抗値を調整するステップＳ８０と、を含む。【選択図】図１

Description

本発明は、水晶振動子基板の製造方法に関し、特に、サーミスタを有する水晶振動子基板の製造方法に関する。

水晶振動子は、電子製品に多く使用されている。略すべての電子製品には、電子製品中のすべての能動素子に所定のクロック周波数を提供する水晶振動子が使用されている。一般に、水晶振動子を使用する際、環境温度が変化した場合にクロック周波数の修正及び微調整を行う少なくとも１つのサーミスタが必要である。

従来のサーミスタが使用される電子製品の構造を見てみると、サーミスタは、基板の水晶振動子の位置とは異なる表面に、外付け方式で半田接続又はＳＭＴ接着される。この構造の欠点としては、基板全体の半田接続に影響を及ぼす点と、異なる表面の温度が測定されるために、誤差が生じやすい点と、が挙げられる。このため、サーミスタと水晶振動子とが異なる表面に設置される場合、温度変化に対して周波数を調整する際の誤差が大きくなる。

上述の従来技術の欠点に鑑み、水晶振動子チップの実際の温度を検出して水晶振動子チップのクロック周波数を正確に微調整することができ、強固に接着することができ、便利に使用することができ、耐熱性を有し、半田接続に影響を与えないサーミスタを有する水晶振動子基板の製造方法を案出することは、水晶振動子及び電子製品の設計上の重要な課題である。

特開平５−４８３６３号公報

本発明の目的は、塗布方式で水晶振動子基板にサーミスタを固着することにより、サーミスタを強固に固定することができる上、水晶振動子基板又は水晶振動子パッケージ構造の平坦性を高め、応用範囲及び信頼性を高めることができるサーミスタを有する水晶振動子基板の製造方法を提供することにある。

上述の課題を解決するために、本発明のサーミスタを有する水晶振動子基板の製造方法は、基板を準備するステップと、貫通孔を形成するステップと、サーミスタを形成するステップと、貫通孔に充填を行うステップと、少なくとも２つの導線、複数の金属パッド及び複数の導電パッドを形成するステップと、保護層を形成するステップと、表面に電極を鍍金するステップと、抵抗値を調整するステップと、を含む。

本発明は、サーミスタを有する水晶振動子基板の製造方法を提供するものであり、水晶振動子基板は、水晶振動子チップを載置するために用いられる。基板を準備するステップにおいて、基板は、第１の表面と、第１の表面と反対側の第２の表面と、を有する。貫通孔を形成するステップにおいて、基板に第１の表面及び第２の表面を貫通する複数の貫通孔(via)を形成する。サーミスタを形成するステップにおいて、第１の表面に抵抗材料を塗布方式で固着する上、抵抗材料を固化してサーミスタ(thermistor)を形成する。
貫通孔に充填を行うステップにおいて、複数の貫通孔に金属ペーストを充填する。少なくとも２つの導線、複数の金属パッド及び複数の導電パッドを形成するステップにおいて、第１の表面に複数の導線を形成する上、少なくとも１つの導線及びサーミスタによって回路を形成し、第１の表面に複数の金属パッドを形成し、第２の表面に複数の導電パッドを形成し、複数の金属パッド及び複数の導電パッドを複数の貫通孔に電気的に接続する。保護層を形成するステップにおいて、サーミスタ表面に保護グレーズを印刷する上、保護グレーズを固化して保護層を形成する。表面に電極を鍍金するステップにおいて、複数の金属パッド及び複数の導電パッドに鍍金を行う。抵抗値を調整するステップにおいて、サーミスタの幅を調整してサーミスタの抵抗値を調整する。

本発明を実施することにより、以下（１）〜（５）の効果を実現することができる。
（１）検出温度の誤差を低減することができるため、外部制御ＩＣは、サーミスタが提供する温度変化値に基づき、水晶振動子が出力するクロック周波数に対して正確な微調整を行うことができる。
（２）サーミスタのＳＭＴ接着工程を簡素化することができる。
（３）サーミスタを確実に固定することができ、脱落することがない。
（４）水晶振動子基板全体の平坦性を高め、応用範囲を高めることができる。
（５）水晶振動子基板全体の信頼性を高めることができる。

本発明のサーミスタを有する水晶振動子基板の製造方法を示す流れ図である。 本発明のサーミスタを有する水晶振動子基板の製造方法によって貫通孔が形成された基板を示す斜視図である。 本発明のサーミスタを有する水晶振動子基板の製造方法によって貫通孔及びサーミスタが形成された基板を示す斜視図である。 本発明のサーミスタを有する水晶振動子基板の製造方法によって貫通孔に金属ペーストが充填された状態を示す斜視図である。 本発明のサーミスタを有する水晶振動子基板の製造方法によって貫通孔、サーミスタ、回路導線、金属パッド及び導線パッドが形成された基板を示す斜視図である。 本発明のサーミスタを有する水晶振動子基板の製造方法によって製造されたサーミスタを有する水晶振動子基板を示す斜視図である。 本発明のサーミスタを有する水晶振動子基板の製造方法によって製造されたサーミスタを有する水晶振動子基板を示す断面図である。

当業者が本発明の技術内容を理解して実施でき、本明細書に開示する内容、特許請求の範囲及び図面に基づき、当業者が本発明の目的及び長所を容易に理解できるように、本発明の詳細な実施形態を以下に示す。

図１及び図７に示すように、本発明は、サーミスタを有する水晶振動子基板の製造方法Ｓ１００を提供するものであり、本発明のサーミスタを有する水晶振動子基板の製造方法Ｓ１００によって製造される水晶振動子基板１００は、水晶振動子チップ９０を載置するために用いられる。
本発明のサーミスタを有する水晶振動子基板の製造方法Ｓ１００は、基板を準備するステップＳ１０と、貫通孔を形成するステップＳ２０と、サーミスタを形成するステップＳ３０と、貫通孔に充填を行うステップＳ４０と、少なくとも２つの導線、複数の金属パッド及び複数の導電パッドを形成するステップＳ５０と、保護層を形成するステップＳ６０と、表面に電極を鍍金するステップＳ７０と、抵抗値を調整するステップＳ８０と、を含む。

図１、図２及び図７に示すように、基板を準備するステップＳ１０において、基板１０は、サーミスタを有する水晶振動子基板１００のベースとされる。基板１０は、第１の表面１１と、第１の表面１１と反対側の第２の表面１２と、を有する。使用される基板１０は、セラミック基板１０でもよく、堅固で、耐熱性を有し、変形しにくい長所を有する。

図１及び図２に示すように、貫通孔を形成するステップＳ２０において、基板１０に第１の表面１１及び第２の表面１２を貫通する複数の貫通孔２０（ｖｉａ）を形成する。貫通孔２０の形成は、レーザーパンチングによって行う。

図１及び図３に示すように、サーミスタを形成するステップＳ３０において、温度に応じて抵抗値が変化する抵抗材料を塗布方式で第１の表面１１に固着する上、抵抗材料を固化してサーミスタ３０(thermistor)を形成する。サーミスタ３０を形成する際、複数の貫通孔２０を避け、サーミスタ３０が複数の貫通孔２０に接触しないようにする。

サーミスタを形成するステップＳ３０において、スクリーン印刷を使用し、第１の表面１１上に抵抗材料を塗布して固着し、その後、焼結によって抵抗材料を固化してサーミスタ３０を形成する。抵抗材料は、負温度係数抵抗材料によって形成する。負温度係数抵抗材料とは、負温度係数抵抗材料によって形成される抵抗であり、温度上昇に伴って抵抗値が減少する。

図１及び図４に示すように、貫通孔に充填を行うステップＳ４０において、複数の貫通孔２０に金属ペースト４０を充填する。これにより、複数の貫通孔２０は、良好な電気的導通を確保することができる上、貫通孔２０中にガスが充満し、ガスが熱によって膨張又は収縮することにより、サーミスタを有する水晶振動子基板１００に影響を与えたり、貫通孔２０に隙間ができ、外部空気又は湿気が浸入してサーミスタを有する水晶振動子基板１００の信頼性が影響を受けたりするのを防止することができる。

貫通孔に充填を行うステップＳ４０は、ドクターブレードによる加圧及び真空吸引によって行う。貫通孔に充填を行うステップＳ４０において、金属ペースト４０を基板１０の一方の面にドクターブレードで加圧し、基板１０の他方の面を真空吸引して金属ペースト４０を貫通孔２０に導引して充填させる。

図１及び図５に示すように、少なくとも２つの導線、複数の金属パッド及び複数の導電パッドを形成するステップＳ５０において、第１の表面１１に少なくとも２つの導線５０を形成する上、少なくとも１つの導線５０及びサーミスタ３０によって直列回路を形成する。また、第１の表面１１に複数の金属パッド６０を形成し、第２の表面１２に複数の導電パッド７０を形成する。また、複数の金属パッド６０及び複数の導電パッド７０を複数の貫通孔２０に電気的に接続する。

少なくとも２つの導線、複数の金属パッド及び複数の導電パッドを形成するステップＳ５０は、表面に電極を印刷し、電極を焼結固化する方法によって行い、第１の表面１１及び第２の表面１２上に、複数の導線５０、複数の金属パッド６０及び複数の導電パッド７０をそれぞれ形成する。

また、図５に示すように、複数の金属パッド６０と複数の導電パッド７０とは、互いに１対１に対応し、各金属パッド６０と対応する各導電パッド７０とは、貫通孔２０を介して電気的に接続される。

図１、図６及び図７に示すように、保護層を形成するステップＳ６０において、サーミスタ表面３０に保護グレーズを印刷する上、保護グレーズを固化して保護層８０を形成する。保護層８０により、サーミスタ３０と水晶振動子チップ９０との間でショートが発生するのを防止することができる上、サーミスタ３０が損壊して正確性が影響を受けるのを防止することができる。

保護層を形成するステップＳ６０において、スクリーン印刷によってサーミスタ３０の表面上に保護グレーズを印刷し、焼結によって保護グレーズを固化する。これにより、保護機能を高めることができる。

図１、図５、図６及び図７に示すように、表面に電極を鍍金するステップＳ７０において、複数の金属パッド６０及び複数の導電パッド７０に鍍金を行う。これにより、金属パッド６０及び導電パッド７０の安定性及び導電性を確保し、湿度変化又は温度変化の影響を受けるのを防止することができる。

表面に電極を鍍金するステップＳ７０において、多層鍍金によって複数の金属パッド６０及び複数の導電パッド７０に１回以上の鍍金を行う。これにより、複数の金属パッド６０及び複数の導電パッド７０に微小な隙間が形成されてガスが浸入するのを防止することができる。

図１及び図６に示すように、抵抗値を調整するステップＳ８０において、サーミスタ３０の幅ｄを調整してサーミスタ３０の抵抗値を調整する。これにより、必要に応じてサーミスタ３０の抵抗値を調整することができる。

図１及び図６に示す抵抗値を調整するステップＳ８０において、レーザー切断によって第１の表面１１上のサーミスタ３０の幅ｄを変更することにより、サーミスタ３０の抵抗値を変更する。

本発明のサーミスタを有する水晶振動子基板の製造方法Ｓ１００によって製造されるサーミスタを有する水晶振動子基板１００は、検出温度の誤差を低減し、サーミスタ３０の微調整の正確性を高めることができるため、外部制御ＩＣ（図示せず）は、サーミスタ３０の温度変化値に基づき、水晶振動子チップ９０が出力するクロック周波数に対して正確な微調整を行うことができる。
また、サーミスタ３０のＳＭＴ接着工程を簡素化することができ、サーミスタ３０を基板１０上に確実に固定することができ、脱落することがない。また、サーミスタを有する水晶振動子基板１００全体の平坦性を高め、信頼性を大幅に高めることができる。

上述の実施形態は、本発明の特徴を説明するためのものであり、その目的は、当業者が本発明の内容を理解し、実施できるようにすることであり、本発明を限定するものではない。即ち、本発明の主旨を逸脱しない範囲における同等効果である修飾又は変更は、特許請求の範囲に含まれる。

１００ サーミスタを有する水晶振動子基板
１０ 基板
１１ 第１の表面
１２ 第２の表面
２０ 貫通孔
３０ サーミスタ
４０ 金属ペースト
５０ 導線
６０ 金属パッド
７０ 導電パッド
８０ 保護層
９０ 水晶振動子チップ
ｄ 幅
Ｓ１００ サーミスタを有する水晶振動子基板の製造方法
Ｓ１０ 基板を準備するステップ
Ｓ２０ 貫通孔を形成するステップ
Ｓ３０ サーミスタを形成するステップ
Ｓ４０ 貫通孔に充填を行うステップ
Ｓ５０ 少なくとも２つの導線、複数の金属パッド及び複数の導電パッドを形成するステップ
Ｓ６０ 保護層を形成するステップ
Ｓ７０ 表面に電極を鍍金するステップ
Ｓ８０ 抵抗値を調整するステップ

Claims (10)

1. サーミスタを有する水晶振動子基板の製造方法であって、
   前記水晶振動子基板は、水晶振動子チップを載置するために用いられ、
   前記製造方法は、基板を準備するステップと、貫通孔を形成するステップと、サーミスタを形成するステップと、貫通孔に充填を行うステップと、少なくとも２つの導線、複数の金属パッド及び複数の導電パッドを形成するステップと、保護層を形成するステップと、表面に電極を鍍金するステップと、抵抗値を調整するステップと、を含み、
   前記基板を準備するステップにおいて、前記基板は、第１の表面と、前記第１の表面と反対側の第２の表面と、を有し、
   前記貫通孔を形成するステップにおいて、前記基板に前記第１の表面及び前記第２の表面を貫通する複数の貫通孔（ｖｉａ）を形成し、
   前記サーミスタを形成するステップにおいて、前記第１の表面に抵抗材料を塗布方式で固着する上、前記抵抗材料を固化してサーミスタ(thermistor)を形成し、
   前記貫通孔に充填を行うステップにおいて、前記複数の貫通孔に金属ペーストを充填し、
   前記少なくとも２つの導線、複数の金属パッド及び複数の導電パッドを形成するステップにおいて、前記第１の表面に前記複数の導線を形成する上、前記少なくとも１つの導線及び前記サーミスタによって回路を形成し、前記第１の表面に前記複数の金属パッドを形成し、前記第２の表面に前記複数の導電パッドを形成し、前記複数の金属パッド及び前記複数の導電パッドを前記複数の貫通孔に電気的に接続し、
   前記保護層を形成するステップにおいて、前記サーミスタ表面に保護グレーズを印刷する上、前記保護グレーズを固化して保護層を形成し、
   前記表面に電極を鍍金するステップにおいて、前記複数の金属パッド及び前記複数の導電パッドに鍍金を行い、
   前記抵抗値を調整するステップにおいて、前記サーミスタの幅を調整して前記サーミスタの抵抗値を調整することを特徴とするサーミスタを有する水晶振動子基板の製造方法。
2. 前記基板は、セラミック基板であることを特徴とする請求項１に記載のサーミスタを有する水晶振動子基板の製造方法。
3. 前記サーミスタを形成するステップにおいて、前記第１の表面にスクリーン印刷によって前記抵抗材料を固着する上、焼結によって前記抵抗材料を固化することを特徴とする請求項１に記載のサーミスタを有する水晶振動子基板の製造方法。
4. 前記抵抗材料は、負温度係数抵抗材料から形成されることを特徴とする請求項１に記載のサーミスタを有する水晶振動子基板の製造方法。
5. 前記貫通孔に充填を行うステップは、ドクターブレードによる加圧及び真空吸引によって行うことを特徴とする請求項１に記載のサーミスタを有する水晶振動子基板の製造方法。
6. 前記少なくとも２つの導線、複数の金属パッド及び複数の導電パッドを形成するステップは、前記基板表面に電極を印刷し、電極を焼結固化する方法によって行うことを特徴とする請求項１に記載のサーミスタを有する水晶振動子基板の製造方法。
7. 前記複数の金属パッドと前記複数の導電パッドとは、互いに１対１に対応し、前記各金属パッドと前記各金属パッドに対応する前記各導電パッドとは、前記貫通孔を介して電気的に接続されることを特徴とする請求項１に記載のサーミスタを有する水晶振動子基板の製造方法。
8. 前記保護層を形成するステップにおいて、スクリーン印刷によって前記サーミスタの表面上に保護グレーズを印刷し、焼結によって前記保護グレーズを固化することを特徴とする請求項１に記載のサーミスタを有する水晶振動子基板の製造方法。
9. 前記表面に電極を鍍金するステップにおいて、多層鍍金によって前記複数の金属パッド及び前記複数の導電パッドに鍍金を行うことにより、前記複数の金属パッド及び前記複数の導電パッドに微小な隙間が形成されてガスが浸入するのを防止することを特徴とする請求項１に記載のサーミスタを有する水晶振動子基板の製造方法。
10. 前記抵抗値の調整ステップにおいて、レーザー切断によって前記サーミスタの幅を変更することを特徴とする請求項１に記載のサーミスタを有する水晶振動子基板の製造方法。

Images