JP2017135573A

JP2017135573A - 圧電デバイスの製造方法

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Publication number: JP2017135573A
Application number: JP2016013972A
Authority: JP
Inventors: 正明太田; Masaaki Ota
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2016-01-28
Filing date: 2016-01-28
Publication date: 2017-08-03
Anticipated expiration: 2036-01-28
Also published as: JP6741434B2

Abstract

【課題】一括で実装基体を切断することができるため、生産性を向上させることができる圧電デバイスの製造方法を提供する。【解決手段】圧電デバイスの製造方法は、実装領域Ｍと捨代領域Ｃが平面視して互い違いになるように配置されたシート基板Ｓを準備するシート基板準備工程と、金型治具Ｊにより、実装基体個片化工程は、金型治具Ｊにより、捨代領域Ｃを打ち抜くことで実装基体１６０を個片化する実装基体形成工程と、基板１１０ａの上面に実装された圧電素子１２０を有する圧電部品を実装基体１６０に実装する圧電部品実装工程と、を含んでいる。【選択図】図８

Description

本発明は、電子機器等に用いられる圧電デバイスの製造方法に関するものである。

圧電デバイスは、水晶素子の圧電効果を利用して、特定の周波数を発生させるものである。例えば、基板と、凹部を設けるために基板の上面に設けられた枠体とを有しているパッケージと、基板の下面に設けられた実装基体と、基板の上面に設けられた電極パッドに実装された水晶素子と、を備えた水晶振動子が提案されている（例えば、特許文献１参照）。このような圧電デバイスの製造方法は、シート状の実装基体を個片化する工程と、実装基体をパッケージに接合する工程と、を含んでいる。

特開２００５−２０５４６号公報

上述した圧電デバイスの製造方法は、実装基体がダイシング装置等を用いて切断するため、実装基体を切断するのに手間と時間がかかり生産性が低下してしまう虞があった。

本発明は前記課題に鑑みてなされたものであり、一括で実装基体を切断することができるため、生産性を向上させることができる圧電デバイスの製造方法を提供することを課題とする。

本発明の一つの態様による圧電デバイスの製造方法は、実装領域と捨代領域が平面視して互い違いになるように配置されたシート基板を準備するシート基板準備工程と、金型治具により、捨代領域を打ち抜くことで実装基体を個片化する実装基体個片化工程と、基板の上面に実装された圧電素子を有する圧電部品を実装基体に実装する圧電部品実装工程と、を含む。

本発明の一つの態様による圧電デバイスの製造方法は、実装領域と捨代領域が平面視して互い違いになるように配置されたシート基板を準備するシート基板準備工程と、金型治具により、捨代領域を打ち抜くことで実装基体を個片化する実装基体個片化工程と、基板の上面に実装された圧電素子を有する圧電部品を実装基体に実装する圧電部品実装工程と、を含む。このようにすることにより、圧電デバイスの製造方法は、一括で実装基体を切断することができるため、生産性を向上させることができる。

本実施形態に係る水晶振動子を示す分解斜視図である。（ａ）図１のＡ−Ａ断面図であり、（ｂ）図１のＢ−Ｂ断面図である。（ａ）は、本実施形態に係る水晶振動子を構成するパッケージを上面からみた透視平面図であり、（ｂ）は、本実施形態に係る水晶振動子を構成するパッケージの基板を上面からみた透視平面図である。（ａ）は、本実施形態に係る水晶振動子を構成するパッケージの基板を下面からみた透視平面図であり、（ｂ）は、本実施形態に係る水晶振動子を構成するパッケージを下面からみた透視平面図である。（ａ）は、本実施形態に係る水晶振動子を構成する実装基体を上面からみた透視平面図であり、（ｂ）は、本実施形態に係る水晶振動子を構成する実装基体を下面からみた透視平面図である。本実施形態における圧電デバイスの製造方法で用いられるシート基板を上からた平面図である。本実施形態における圧電デバイスの製造方法の実装基体個片化工程で用いられる金型治具を上からみた平面図である。（ａ）は、本実施形態における圧電デバイスの製造方法の実装基体個片化工程を示す断面図であり、（ｂ）は、本実施形態における圧電デバイスの製造方法の圧電部品実装工程前を示す断面図であり、（ｃ）は、本実施形態における圧電デバイスの製造方法の圧電部品実装工程後を示す断面図であり、（ｄ）は、本実施形態における圧電デバイスの製造方法の絶縁性樹脂形成工程を示す断面図である。（ａ）は、本実施形態の第一変形例における圧電デバイスの製造方法の圧電部品実装工程前を示す断面図であり、（ｂ）は、本実施形態の第一変形例における圧電デバイスの製造方法の圧電部品実装工程後を示す断面図であり、（ｃ）は、本実施形態の第一変形例における圧電デバイスの製造方法の実装基体個片化工程を示す断面図であり、（ｄ）は、本実施形態の第一変形例における圧電デバイスの製造方法の絶縁性樹脂形成工程を示す断面図である。

（圧電デバイス）
本実施形態における圧電デバイスは、図１及び図２に示されているように、パッケージ１１０と、パッケージ１１０の上面に接合された水晶素子１２０とを含んでいる。パッケージ１１０は、基板１１０ａの上面と枠体１１０ｂの内側面によって囲まれた第一凹部Ｋ１が形成されている。また、基板１１０ａの下面と実装基体１６０の内側面によって囲まれた第二凹部Ｋ２が形成されている。このような圧電デバイスは、電子機器等で使用する基準信号を出力するのに用いられる。

基板１１０ａは、矩形状であり、上面に実装された水晶素子１２０を実装するための実装部材として機能するものである。基板１１０ａは、上面に、水晶素子１２０を実装するための電極パッド１１１が設けられている。また、基板１１０ａの一辺に沿って、水晶素子１２０を接合するための一対の電極パッド１１１が設けられている。基板１１０ａの下面の四隅には、接合端子１１２が設けられている。また、四つの接合端子１１２の内の二つが、水晶素子１２０と電気的に接続されている。また、水晶素子１２０と電気的に接続されている第一接合端子１１２ａ及び第二接合端子１１２ｂは、基板１１０ａの下面の対角に位置するように設けられている。

基板１１０ａは、例えばアルミナセラミックス又はガラス−セラミックス等のセラミック材料である絶縁層からなる。基板１１０ａは、絶縁層を一層用いたものであっても、絶縁層を複数層積層したものであってもよい。基板１１０ａの表面及び内部には、上面に設けられた電極パッド１１１と、基板１１０ａの下面に設けられた接合端子１１２とを電気的に接続するための配線パターン１１３及びビア導体１１４が設けられている。

枠体１１０ｂは、基板１１０ａの上面の外周縁に沿って配置され、基板１１０ａの上面に第一凹部Ｋ１を形成するためのものである。枠体１１０ｂは、例えばアルミナセラミックス又はガラス−セラミックス等のセラミック材料からなり、基板１１０ａと一体的に形成されている。

電極パッド１１１は、水晶素子１２０を実装するためのものである。電極パッド１１１は、基板１１０ａの上面に一対で設けられており、基板１１０ａの一辺に沿うように隣接して設けられている。電極パッド１１１は、図３及び図４に示されているように、基板１１０ａの上面に設けられた配線パターン１１３及びビア導体１１４を介して、基板１１０ａの下面に設けられた接合端子１１２と電気的に接続されている。

電極パッド１１１は、図３に示すように、第一電極パッド１１１ａ及び第二電極パッド１１１ｂによって構成されている。また、接合端子１１２は、図４（ａ）に示すように第一接合端子１１２ａ、第二接合端子１１２ｂ、第三接合端子１１２ｃ及び第四接合端子１１２ｄによって構成されている。ビア導体１１４は、第一ビア導体１１４ａ及び第二ビア導体１１４ｂ及び第三ビア導体１１４ｃによって構成されている。また、配線パターン１１３は、第一配線パターン１１３ａ及び第二配線パターン１１３ｂによって構成されている。

第一電極パッド１１１ａは、基板１１０ａに設けられた第一配線パターン１１３ａの一端と電気的に接続されている。また、第一配線パターン１１３ａの他端は、第一ビア導体１１４ａを介して、第一接合端子１１２ａと電気的に接続されている。よって、第一電極パッド１１１ａは、第一接合端子１１２ａと電気的に接続されることになる。第二電極パッド１１１ｂは、基板１１０ａに設けられた第二配線パターン１１３ｂの一端と電気的に接続されている。また、第二配線パターン１１３ｂの他端は、第二ビア導体１１４ｂを介して、第二接合端子１１２ｂと電気的に接続されている。よって、第二電極パッド１１１ｂは、第二接合端子１１２ｂと電気的に接続されることになる。

接合端子１１２は、実装基体１６０の接合パッド１６１と電気的に接合するために用いられている。接合端子１１２は、基板１１０ａの下面の四隅に設けられている。接合端子１１２の内の二つの端子は、基板１１０ａの上面に設けられた一対の電極パッド１１１とそれぞれ電気的に接続されている。また、電極パッド１１１と電気的に接続されている接合端子１１２は、基板１１０ａの下面の対角に位置するように設けられている。また、第三接合端子１１２ｃは、第三ビア導体１１４ｃを介して、封止用導体パターン１１８と電気的に接続されている。

配線パターン１１３は、基板１１０ａの上面に設けられ、電極パッド１１１から近傍のビア導体１１４に向けて引き出されている。また、配線パターン１１３は、図３に示すように、第一配線パターン１１３ａ及び第二配線パターン１１３ｂによって構成されている。

ビア導体１１４は、基板１１０ａの内部に設けられ、その両端は、配線パターン１１３、を介して、封止用導体パターン１１８と電気的に接続されている。ビア導体１１４は、基板１１０ａに設けられた貫通孔の内部に導体を充填することで設けられている。また、ビア導体１１４は、図３に示すように、第一ビア導体１１４ａ、第二ビア導体１１４ｂ及び第三ビア導体１１４ｃによって構成されている。

封止用導体パターン１１８は、蓋体１３０と接合部材１３１を介して接合する際に、接合部材１３１の濡れ性をよくする役割を果たしている。封止用導体パターン１１８は、図３に示すように、第二ビア導体１１４ｂを介して、第二接合端子１１２ｂと電気的に接続されている。封止用導体パターン１１８は、例えばタングステン又はモリブデン等から成る導体パターンの表面にニッケルメッキ及び金メッキを順次、枠体１１０ｂの上面を環状に囲む形態で施すことによって、例えば１０〜２５μｍの厚みに形成されている。

ここで、基板１１０ａの作製方法について説明する。基板１１０ａがアルミナセラミックスから成る場合、まず所定のセラミック材料粉末に適当な有機溶剤等を添加・混合して得た複数のセラミックグリーンシートを準備する。また、セラミックグリーンシートの表面或いはセラミックグリーンシートに打ち抜き等を施して予め穿設しておいた貫通孔内に、従来周知のスクリーン印刷等によって所定の導体ペーストを塗布する。さらに、これらのグリーンシートを積層してプレス成形したものを、高温で焼成する。最後に、導体パターンの所定部位、具体的には、電極パッド１１１、接合端子１１２、配線パターン１１３、ビア導体１１４及び封止用導体パターン１１８となる部位にニッケルメッキ又、金メッキ、銀パラジウム等を施すことにより作製される。また、導体ペーストは、例えばタングステン、モリブデン、銅、銀又は銀パラジウム等の金属粉末の焼結体等から構成されている。

実装基体１６０は、基板１１０ａの下面の外周縁に沿って接合され、基板１１０ａの下面に第二凹部Ｋ２を形成するためのものである。実装基体１６０は、例えばガラスエポキシ樹脂等の絶縁性基板からなり、基板１１０ａの下面と導電性接合材１７０を介して接合される。実装基体１６０の内部には、図５に示すように、上面に設けられた接合パッド１６１と、実装基体１６０の下面に設けられた外部端子１６２とを電気的に接続するための導体部１６３が設けられている。実装基体１６０の上面の四隅には、接合パッド１６１が設けられ、下面の四隅には、外部端子１６２が設けられている。また、四つの外部端子１６２の内の二つが、水晶素子１２０と電気的に接続されて、水晶素子１２０の入出力端子として用いられる。また、水晶素子１２０と電気的に接続されている第一外部端子１６２ａ及び第二外部端子１６２ｂは、実装基体１６０の下面の対角に位置するように設けられている。

接合パッド１６１は、基板１１０ａの接合端子１１２と導電性接合材１７０を介して電気的に接合するためのものである。接合パッド１６１は、図５（ａ）に示すように、第一接合パッド１６１ａ、第二接合パッド１６１ｂ、第三接合パッド１６１ｃ及び第四接合パッド１６１ｄによって構成されている。この内、第二接合パッド１６１ｂは、第二接合端子１１２ｂと電気的に接合され、第四接合パッド１６１ｄは、第四接合端子１１２ｄと電気的に接合されている。

外部端子１６２は、電子機器等の実装基板に実装するためのものである。外部端子１６２は、実装基体１６０の下面の四隅に設けられている。外部端子１６２の内の二つの端子は、基板１１０ａの上面に設けられた一対の電極パッド１１１とそれぞれ電気的に接続されている。また、第二外部端子１６２ｂは、電子機器等の実装基板上の基準電位であるグランド電位と接続されている実装パッドと接続されている。これにより、封止用導体パターン１１８に接合された蓋体１３０がグランド電位となっている第二外部端子１６２ｂに接続される。よって、蓋体１３０による第一凹部Ｋ１内の電磁波シールド性が向上する。

また、外部端子１６２は、図５（ｂ）に示すように第一外部端子１６２ａ、第二外部端子１６２ｂ、第三外部端子１６２ｃ及び第四外部端子１６２ｄによって構成されている。導体部１６３は、第一導体部１６３ａ、第二導体部１６３ｂ、第三導体部１６３ｃ及び第四導体部１６３ｄによって構成されている。第一接合パッド１６１ａは、第一導体部１６３ａを介して、第一外部端子１６２ａと電気的に接続され、第二接合パッド１６１ｂは、第二導体部１６３ｂを介して、第二外部端子１６２ｂと電気的に接続されている。第三接合パッド１６１ｃは、第三導体部１６３ｃを介して、第三外部端子１６２ｃと電気的に接続され、第四接合パッド１６１ｄは、第四導体部１６３ｄを介して、第四外部端子１６２ｂと電気的に接続されている。

導体部１６３は、基板１１０ａの上面の接合パッド１６１と、下面の外部端子１６２を電気的に接続するためのものである。導体部１６３は、実装枠体１６０の四隅に貫通孔を設け、貫通孔の内壁面に導電性接合材を形成し、その上面を接合パッド１６１で塞ぎ、その下面を外部端子１６２で塞ぐことにより形成されている。

第二凹部Ｋ２の開口部の形状は、平面視して、矩形状となっている。ここで基板１１０ａを平面視したときの長辺の寸法が、１．２〜２．５ｍｍであり、短辺の寸法が、１．０〜２．０ｍｍである場合を例にして、第二凹部Ｋ２の開口部の大きさを説明する。第二凹部Ｋ２の長辺の長さは、０．６〜１．２ｍｍであり、短辺の長さは、０．３〜１．０ｍｍとなっている。

実装基体１６０の基板１１０ａへの接合方法について説明する。まず、導電性接合材１７０は、例えばディスペンサ及びスクリーン印刷によって第一接合パッド１６１ａ、第二接合パッド１６１ｂ、第三接合パッド１６１ｃ及び第四接合パッド１６１ｄ上に塗布される。基板１１０ａは、基板１１０ａの接合端子１１２が実装基体１６０の接合パッド１６１上に塗布された導電性接合材１７０上に位置するようにして搬送され、導電性接合材１７０上に載置される。これによって導電性接合材１７０を加熱溶融させることによって、基板１１０ａの接合端子１１２は、接合パッド１６１に接合される。つまり、基板１１０ａの第一接合端子１１２ａは、第一接合パッド１６１ａと接合され、基板１１０ａの第二接合端子１１２ｂは、第二接合パッド１６１ｂと接合される。また、基板１１０ａの第三接合端子１１２ｃは、第三接合パッド１６１ｃと接合され、基板１１０ａの第四接合端子１１２ｄは、第四接合パッド１６１ｄと接合されることになる。

ここで、実装基体１６０の作製方法について説明する。実装基体１６０がガラスエポキシ樹脂である場合は、ガラス繊維から成る基材にエポキシ樹脂の前駆体を含浸させ、このエポキシ樹脂前駆体を所定の温度で熱硬化させることによって製作される。また、導体パターンの所定部位、具体的には、接合パッド１６１及び外部端子１６２は、例えば、ガラスエポキシ樹脂から成る樹脂シート上に、所定の形状に加工した銅箔を転写し、銅箔が転写された樹脂シートを積層して接着剤で接着することによって形成する。また、導体部１６３は、導体ペーストの印刷またはめっき法によって樹脂シートに形成した貫通孔の内面に金属を被着形成するか、貫通孔内に金属を充填して形成する。このような導体部１６３は、例えば金属箔または金属柱を樹脂成形によって一体化させたり、スパッタリング法，蒸着法等を用いて被着させたりすることで形成される。

水晶素子１２０は、図１及び図２に示されているように、導電性接着剤１４０を介して電極パッド１１１上に接合されている。水晶素子１２０は、安定した機械振動と圧電効果により、電子装置等の基準信号を発振する役割を果たしている。

また、水晶素子１２０は、図１及び図２に示されているように、水晶素板１２１の上面及び下面のそれぞれに励振用電極１２２及び引き出し電極１２３を被着させた構造を有している。励振用電極１２２は、水晶素板１２１の上面及び下面のそれぞれに金属を所定のパターンで被着・形成したものである。励振用電極１２２は、上面に第一励振用電極１２２ａと、下面に第二励振用電極１２２ｂを備えている。引き出し電極１２３は、励振用電極１２２から水晶素板１２１の一辺に向かってそれぞれ延出されている。引き出し電極１２３は、上面に第一引き出し電極１２３ａと、下面に第二引き出し電極１２３ｂとを備えている。第一引き出し電極１２３ａは、第一励振用電極１２２ａから引き出されており、水晶素板１２１の一辺に向かって延出するように設けられている。第二引き出し電極１２３ｂは、第二励振用電極１２２ｂから引き出されており、水晶素板１２１の一辺に向かって延出するように設けられている。つまり、引き出し電極１２３は、水晶素板１２１の長辺又は短辺に沿った形状で設けられている。また、本実施形態においては、第一電極パッド１１１ａ及び第二電極パッド１１１ｂと接続されている水晶素子１２０の一端を基板１１０ａの上面と接続した固定端とし、他端を基板１１０ａの上面と間を空けた自由端とした片持ち支持構造にて水晶素子１２０が基板１１０ａ上に固定されている。

ここで、水晶素子１２０の動作について説明する。水晶素子１２０は、外部からの交番電圧が引き出し電極１２３から励振用電極１２２を介して水晶素板１２１に印加されると、水晶素板１２１が所定の振動モード及び周波数で励振を起こすようになっている。

ここで、水晶素子１２０の作製方法について説明する。まず、水晶素子１２０は、人工水晶体から所定のカットアングルで切断し、水晶素板１２１の外周の厚みを薄くし、水晶素板１２１の外周部と比べて水晶素板１２１の中央部が厚くなるように設けるベベル加工を行う。そして、水晶素子１２０は、水晶素板１２１の両主面にフォトリソグラフィー技術、蒸着技術又はスパッタリング技術によって、金属膜を被着させることにより、励振用電極１２２、引き出し電極１２３を形成することにより作製される。

水晶素子１２０の基板１１０ａへの接合方法について説明する。まず、導電性接着剤１４０は、例えばディスペンサによって第一電極パッド１１１ａ及び第二電極パッド１１１ｂ上に塗布される。水晶素子１２０は、導電性接着剤１４０上に搬送され、導電性接着剤１４０上に載置される。そして導電性接着剤１４０は、加熱硬化させることによって、硬化収縮される。水晶素子１２０は、電極パッド１１１に接合される。つまり、水晶素子１２０の第一引き出し電極１２３ａは、第二電極パッド１１１ｂと接合され、第二引き出し電極１２３ｂは、第一電極パッド１１１ａと接合される。これによって、第一接合端子１１２ａと第三接合端子１１２ｃが水晶素子１２０と電気的に接続されることになる。

導電性接着剤１４０は、シリコーン樹脂等のバインダーの中に導電フィラーとして導電性粉末が含有されているものであり、導電性粉末としては、アルミニウム、モリブデン、タングステン、白金、パラジウム、銀、チタン、ニッケル又はニッケル鉄のうちのいずれか、或いはこれらの組み合わせを含むものが用いられている。また、バインダーとしては、例えばシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂又はビスマレイミド樹脂が用いられる。

導電性接合材１７０は、例えば、銀ペースト又は鉛フリー半田により構成されている。また、導電性接合材１７０には、塗布し易い粘度に調整するための添加した溶剤が含有されている。鉛フリー半田の成分比率は、錫が９５〜９７．５％、銀が２〜４％、銅が０．５〜１．０％のものが使用されている。

蓋体１３０は、例えば、鉄、ニッケル又はコバルトの少なくともいずれかを含む合金からなる。このような蓋体１３０は、真空状態にある第一凹部Ｋ１又は窒素ガスなどが充填された第一凹部Ｋ１を気密的に封止するためのものである。具体的には、蓋体１３０は、所定雰囲気で、パッケージ１１０の枠体１１０ｂ上に載置され、枠体１１０ｂの封止用導体パターン１１８と蓋体１３０の接合部材１３１とが溶接されるように所定電流を印加してシーム溶接を行うことにより、枠体１１０ｂに接合される。また、蓋体１３０は、封止用導体パターン１１８及び第二ビア導体１１４ｂを介して基板１１０ａの下面の第二接合端子１１２ｂに電気的に接続されている。第二接合端子１１２ｂは、導電性接合材１７０を介して第二接合パッド１６１ｂ及び第二外部端子１６２ｂｂと電気的に接続されている。る。よって、蓋体１３０は、基板１１０ａの第二接合端子１１２ｂと電気的に接続されている。

接合部材１３１は、パッケージ１１０の枠体１１０ｂ上面に設けられた封止用導体パターン１１８に相対する蓋体１３０の箇所に設けられている。接合部材１３１は、例えば、銀ロウ又は金錫によって設けられている。銀ロウの場合は、その厚みは、１０〜２０μｍである。例えば、成分比率は、銀が７２〜８５％、銅が１５〜２８％のものが使用されている。金錫の場合は、その厚みは、１０〜４０μｍである。例えば、成分比率が、金が７８〜８２％、錫が１８〜２２％のものが使用されている。

（製造方法）
本実施形態の圧電デバイスの製造方法について、図６〜図８を用いて説明する。本実施形態の圧電デバイスの製造方法は、実装領域Ｍと捨代領域Ｃが平面視して互い違いになるように配置されたシート基板Ｓを準備するシート基板準備工程と（図６）、金型治具Ｊにより、実装基体個片化工程は、金型治具Ｊにより、捨代領域Ｃを打ち抜くことで実装基体１６０を個片化する実装基体形成工程と（図８（ａ））、基板１１０ａの上面に実装された圧電素子１２０を有する圧電部品を実装基体１６０に実装する圧電部品実装工程（図８（ｂ）及び図８（ｃ））とを含んでいる。

（シート基板準備工程）
シート基板準備工程は、図６に示すように、実装領域Ｍと捨代領域Ｃが平面視して互い違いになるように配置されたシート基板Ｓを準備する工程である。シート基板Ｓは、貫通孔Ｈを有する複数の実装基体１６０となる実装領域Ｍと、隣り合う実装基体１６０となる実装領域Ｍの間に設けられた捨代領域Ｃを有している。

シート基板Ｓは、図６に示すように、実装領域Ｍと捨代領域Ｃとが交互になるように隣接させて、これらをマトリックス状に配置させている。このようなシート基板Ｓは、ガラス布基材エポキシ樹脂やポリカーボネイト，エポキシ樹脂，ポリイミド樹脂等の樹脂材料、或いは、ガラス−セラミック等の低温焼成基板材料，アルミナセラミックス等のセラミック材料等によって形成されており、例えば、ガラス布基材エポキシ樹脂で形成する場合、ガラス糸を編み込んで形成したガラス布基材にエポキシ樹脂の液状前駆体を含浸させるとともに、該前駆体を高温で重合させることによってベースが形成されている。そのベースの表面には、銅箔等の金属箔を貼着し、これを従来周知のフォトエッチング等を採用し、所定パターンに加工することによって接合パッド１６１や外部端子１６２が形成される。

捨代領域Ｃは、実装領域Ｍの間に隣接するように設けられており、実装領域Ｍを切断する際の余剰部としての役割を果たしている。捨代領域Ｃの幅は、例えば、５０〜１５０μｍであり、後述する金型治具Ｊのシート基板Ｓと接触している箇所の幅の長さと同じとなっている。よって、捨代領域Ｃは、実装基体１６０となる実装領域Ｍが個片化する際に削除されることになる。

また、実装領域Ｍ（実装基体１６０）には、貫通孔Ｈが設けられている。従って、実装基体１６０に応力が加わり、実装基体１６０に歪みが生じ変形するとき、貫通孔Ｈの開口部の縁部に向かって内部応力が加わることなる。このため、実装基体１６０に応力が加わったとき、応力の一部が貫通穴Ｈの開口部の縁部に向かう内部応力となるため、実装基体１６０の接合パッド１６１と基板１１０ａの接合端子１１２とを電気的に接続している導電性接合材１７０に加わる応力を、貫通穴Ｈがない場合と比較して、小さくすることが可能となる。

貫通穴Ｈの開口部は、実装基体１６０の上面を平面視したとき、接合パッド１６１と重ならない位置に配置されている。従って、実装基体１６０の接合パッド１６１とパッケージ１１０の接合端子１１２とを導電性接合材１７０で接合するとき、平面視して、導電性接合材１７０と貫通穴Ｈの開口部とが重ならないようにすることができる。このため、実装基体１６０に応力が加わった場合、貫通穴Ｈの開口部の縁部に向かう向きの内部応力が導電性接合材１７０に加わることを低減させることができる。

また、貫通穴Ｈの開口部は、実装基体１６０の下面を平面視したとき、外部端子１６２と重ならない位置に配置されている。従って、第一実施形態に係る圧電デバイスを電子機器のマザーモードに実装部材（図示せず）により実装するとき、平面視して、実装部材と貫通穴Ｈの開口部とが重ならないようにすることができる。このため、実装基体１６０に応力が加わった場合、貫通穴１６３の開口部の縁部に向かう向きの内部応力が実装部材に加わることを低減させることができる。

また、貫通穴Ｈは、実装基体１６０の上面を平面視したとき、実装基体１６０の上面の中心、または、中心付近に形成されている。例えば、貫通穴Ｈの開口部が円形形状の場合、貫通穴Ｈの開口部の中心が実装基体１６０の上面の中心と重なっている、または、実装基体１６０の上面の中心付近に位置するように、貫通穴Ｈが形成されている。このため、実装基体１６０に応力が加わったとき、貫通穴Ｈの開口部の縁部に向かう向きに内部応力が生じるとき、実装基体１６０の四隅から貫通穴Ｈの縁部までの距離を同じくらいにすることが可能となるので、実装基体１６０の四隅で生じる歪みの量をほぼ均一にすることができる。従って、パッケージ１１０の下面の短辺に沿ってそれぞれ一つずつ設けられている外部端子１１２と、接合パッド１６１とを接合している導電性接合材１７０に加わる応力を同じくらいにすることが可能となる。

また、貫通穴Ｈの開口部は、例えば、円形形状となっている。従って、実装基体１６０に応力が加わったときに、開口部の縁部に向かう向きに生じた内部応力が開口部で分散されることとなり、開口部の縁部に応力が集中し、破損することを低減させることができる。

（実装基体個片化工程）
実装基体個片化工程は、図８（ａ）に示すように、金型治具Ｊにより、捨代領域Ｃを切断し、実装領域Ｍを切り離すことで実装基体１６０を個片化する工程である。実装基体個片化工程は、シート基板Ｓに金型治具Ｊを押圧し、実装基体１６０が金型治具の貫通穴Ｔ内に入り込むようして捨代領域Ｃを切断することで、実装基体１６０を個片化する。

金型治具Ｊは、図７に示すように、金属板ＭＳと、シート基板Ｓ内の各実装基体１６０と対向する位置にある金属板ＭＳに設けられた複数の貫通穴Ｔとによって構成されている。つまり、実装基体１６０が貫通穴Ｔと対向し、捨代領域Ｃと金属板ＭＳが接触するようにして、シート基板Ｓ上に金属治具Ｊが配置される。次に、金属治具Ｊを押圧して、実装基体を打ち抜くようにして実装基体１６０を個片化する。

（圧電部品実装工程）
圧電部品実装工程は、図８（ｂ）及び図８（ｃ）に示すように、基板１１０ａの上面に実装された圧電素子１２０を有する圧電部品１００を実装基体１６０に実装する工程である。圧電部品１００は、基板１１０ａ及び枠体１１０ｂにより構成されたパッケージ１１０と、基板１１０ａの上面に実装された水晶素子１２０と、水晶素子１２０を気密封止するために枠体１１０ｂに接合された蓋体１３０と、を有している。

圧電部品１００の実装基体１６０への実装方法について説明する。まず、導電性接合材１７０は、例えばディスペンサ及びスクリーン印刷によって第一接合パッド１６１ａ、第二接合パッド１６１ｂ、第三接合パッド１６１ｃ及び第四接合パッド１６１ｄ上に塗布される。圧電部品１００は、基板１１０ａの接合端子１１２が実装基体１６０の接合パッド１６１上に塗布された導電性接合材１７０上に位置するようにして搬送され、導電性接合材１７０上に載置される。これによって、導電性接合材１７０を加熱溶融させることによって、基板１１０ａの接合端子１１２は、接合パッド１６１に接合される。つまり、基板１１０ａの第一接合端子１１２ａは、第一接合パッド１６１ａと接合され、基板１１０ａの第二接合端子１１２ｂは、第二接合パッド１６１ｂと接合される。また、基板１１０ａの第三接合端子１１２ｃは、第三接合パッド１６１ｃと接合され、基板１１０ａの第四接合端子１１２ｄは、第四接合パッド１６１ｄと接合されることになる。

（絶縁性樹脂形成工程）
絶縁性樹脂形成工程は、図８（ｄ）に示すように、貫通孔Ｈ内に絶縁性樹脂１８０を形成する工程である。絶縁性樹脂１８０の形成方法は、未硬化状態の絶縁性樹脂１８０を貫通孔Ｈ内に塗布し、貫通孔Ｈ内に充填される。つまり、導電性接着剤１８０は、第二凹部Ｋ２内に塗布され、第二凹部Ｋ２内に充填される。充填は、例えば、ディスペンサによって行われる。その後、常温の雰囲気によって、又は、リフロー炉等による加熱によって、絶縁性樹脂１８０は硬化される。

絶縁性樹脂１８０は、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂又はビスマレイミド樹脂が用いられる。絶縁性樹脂１８０の弾性率は、例えば、エポキシ樹脂の場合には、１〜３ＧＰａである。貫通孔Ｈ内に絶縁性樹脂１８０を形成することによって、実装基体１６０と圧電部品１００とを接合する際に、実装基体１６０にかかる応力をさらに緩和することができる。

また、絶縁性樹脂形成工程の際に、基板１１０ａの下面と実装基体１６０の上面との間に絶縁性樹脂１８０が形成されている。つまり、基板１１０ａの接合端子１１２と実装基体１６０の接合パッド１６１とを導電性接合材１７０を介して接合されることで、基板１１０ａと実装基体１６０との間に導電性接合材１７０の厚みと、接合端子１１２と接合パッド１６１の厚みとを足した分の間隙部が設けられる。この間隙部に絶縁性樹脂１８０が入りこみ満たすことで、基板１１０ａと実装基体１６０との接合強度を向上させることできる。また、実装基体１６０の外形形状が、平面視して、基板１１０ａの外形形状よりも大きくなるように設けられており、絶縁性樹脂１８０は、基板１１０ａの下面の外周縁から実装基体１６０の上面にかけて上下方向の厚みが薄くなるように傾斜が設けられている。このようにすることで、圧電デバイスの全体構造を小型化する場合であっても、基板１１０ａに対する絶縁性樹脂１８０の被着面積を広く確保することができるようになり、これによって実装基体１６０を基板１１０ａに対し強固に接合させることが可能となる。

本実施形態の圧電デバイスの製造方法は、実装領域Ｍと捨代領域Ｃが平面視して互い違いになるように配置されたシート基板Ｓを準備するシート基板準備工程と、金型治具Ｊにより、捨代領域Ｃを切断し、実装領域Ｍを切り離すことで実装基体１６０を個片化する実装基体個片化工程と、基板１１０ａの上面に実装された圧電素子１２０を有する圧電部品１００を実装基体１６０に実装する圧電部品実装工程と、を含んでいる。このような圧電デバイスの製造方法は、一括で実装基体１６０を個片化することができるため、シート基板Ｓの実装基体１６０の個片化するための工程が大幅に簡素化されるようになり、生産性を向上させることができる。

また、本実施形態の圧電デバイスの製造方法は、シート基板準備工程で、実装領域Ｍに貫通孔Ｈが設けられている。このような圧電デバイスの製造方法は、実装基体１６０に応力が加わり、実装基体１６０に歪みが生じ変形するとき、貫通孔Ｈの開口部の縁部に向かって内部応力が加わることなる。このため、実装基体１６０に応力が加わったとき、応力の一部が貫通穴Ｈの開口部の縁部に向かう内部応力となるため、実装基体１６０の接合パッド１６１と基板１１０ａの接合端子１１２とを電気的に接続している導電性接合材１７０に加わる応力を、貫通穴Ｈがない場合と比較して、小さくすることが可能となる。

また、本実施形態の圧電デバイスの製造方法は、貫通穴Ｈ内に絶縁性樹脂１８０を形成する絶縁性樹脂形成工程を備えている。このような圧電デバイスの製造方法は、実装基体１６０と圧電部品１００とを接合する際に、絶縁性樹脂１８０により、実装基体１６０にかかる応力をさらに緩和することができる。

また、本実施形態の圧電デバイスの製造方法は、絶縁性樹脂形成工程の際に、基板１１０ａの下面と実装基体１６０の上面との間に絶縁性樹脂１８０が形成されている。基板１１０ａの下面と実装基体１６０の上面との間に形成された間隙部に絶縁性樹脂１８０が入りこみ満たすことで、基板１１０ａと実装基体１６０との接合強度を向上させることできる。

（第一変形例）
以下、本実施形態の第一変形例における圧電デバイスの製造方法について説明する。なお、本実施形態の第二変形例における圧電デバイスのうち、上述した圧電デバイスと同様な部分については、同一の符号を付して適宜説明を省略する。本実施形態の第一変形例における圧電デバイスの製造方法は、図６及び図９に示されているように、金型治具により、捨代領域Ｃを打ち抜き、圧電部品１００を実装した状態で実装領域Ｍを切断することで実装基体１６０を分割する点において、実施形態と異なる。

本実施形態の第一変形例における圧電デバイスの製造方法は、実装領域Ｍと捨代領域Ｃが平面視して互い違いになるように配置されたシート基板Ｓを準備するシート基板準備工程と、基板１１０ａの上面に実装された圧電素子１２０を有する圧電部品１００を実装基体１６０に実装する圧電部品実装工程と、金型治具Ｊにより、捨代領域Ｃを切断し、圧電部品１００を実装した状態の実装領域Ｍを切り離すことで実装基体１６０を個片化する実装基体分割工程と、を含んでいる。

（圧電部品実装工程）
圧電部品実装工程は、図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように,基板１１０ａの上面に実装された圧電素子１２０を有する圧電部品１００を実装領域Ｍに実装する工程である。圧電部品１００は、基板１１０ａ及び枠体１１０ｂにより構成されたパッケージ１１０と、基板１１０ａの上面に実装された水晶素子１２０と、水晶素子１２０を気密封止するために枠体１１０ｂに接合された蓋体１３０とを有している。

圧電部品１００のシート基板Ｓの実装領域Ｍ（実装基体１６０）への実装方法について説明する。まず、導電性接合材１７０は、例えばディスペンサ及びスクリーン印刷によってシート基板Ｓの各実装領域Ｍ（実装基体１６０）に形成された接合パッド１６１上に塗布される。圧電部品１００は、基板１１０ａの接合端子１１２が実装領域Ｍ（実装基体１６０）の接合パッド１６１上に塗布された導電性接合材１７０上に位置するようにして搬送され、導電性接合材１７０上に載置される。これによって、導電性接合材１７０を加熱溶融させることによって、基板１１０ａの接合端子１１２は、接合パッド１６１に接合される。

（実装基体個片化工程）
実装基体個片化工程は、図９（ｃ）に示すように、金型治具Ｊにより、捨代領域Ｃを切断し、圧電部品１００を実装した状態の実装領域Ｍを切り離すことで実装基体１６０を個片化する工程である。実装基体個片化工程は、シート基板Ｓに金型治具Ｊを押圧し、実装基体１６０が金型治具の貫通穴Ｔ内に入り込むようして捨代領域Ｃを切断することで、実装基体１６０を個片化する。

金型治具Ｊは、金属板ＭＳと、シート基板Ｓ内の各実装基体１６０と対向する位置にある金属板ＭＳに設けられた複数の貫通穴Ｔとによって構成されている。つまり、実装基体１６０が貫通穴Ｔと対向し、捨代領域Ｃと金属板ＭＳが接触するようにして、シート基板Ｓ上に金属治具Ｊが配置される。次に、金属治具Ｊを押圧して、実装領域Ｍを打ち抜くようにしてシート基板Ｓから切り離し、実装基体１６０を個片化する。

（絶縁性樹脂形成工程）
絶縁性樹脂形成工程は、図９（ｄ）に示すように、貫通孔Ｈ内に絶縁性樹脂１８０を形成する工程である。絶縁性樹脂１８０の形成方法は、未硬化状態の絶縁性樹脂１８０を貫通孔Ｈ内に塗布し、貫通孔Ｈ内に充填される。つまり、導電性接着剤１８０は、第二凹部Ｋ２内に塗布され、第二凹部Ｋ２内に充填される。充填は、例えば、ディスペンサによって行われる。その後、常温の雰囲気によって、又は、リフロー炉等による加熱によって、絶縁性樹脂１８０は硬化される。

絶縁性樹脂１８０は、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂又はビスマレイミド樹脂が用いられる。絶縁性樹脂１８０の弾性率は、例えば、エポキシ樹脂の場合には、１〜３ＧＰａである。貫通孔Ｈ内に絶縁性樹脂１８０を形成することによって、実装基体１６０と圧電部品１００との接合時にかかる応力をさらに緩和することができる。

本実施形態の第一変形例における圧電デバイスの製造方法は、実装領域Ｍと捨代領域Ｃが平面視して互い違いになるように配置されたシート基板Ｓを準備するシート基板準備工程と、基板１１０ａの上面に実装された圧電素子１２０を有する圧電部品１００を実装領域Ｍに実装する圧電部品実装工程と、金型治具Ｊにより、捨代領域Ｃを切断し、圧電部品１００を実装した状態の実装領域Ｍを切り離すことで実装基体１６０を個片化する実装基体分割工程と、を含んでいる。このような圧電デバイスの製造方法によれば、シート基板Ｓそのものが圧電部品１００を実装するための搬送治具として機能するようになっていることから、シート基板Ｓより個片化した実装基体１６０を個々に搬送治具に保持させるといった煩雑な作業は一切不要となる。これにより、圧電デバイスの組み立て工程が大幅に簡素化されるようになり、圧電デバイスの生産性向上に供することが可能となる。

１１０・・・パッケージ
１１０ａ・・・基板
１１０ｂ・・・枠体
１１１・・・電極パッド
１１２・・・接合端子
１１３・・・配線パターン
１１４・・・ビア導体
１１７・・・封止用導体パターン
１２０・・・水晶素子
１２１・・・水晶素板
１２２・・・励振用電極
１２３・・・引き出し電極
１３０・・・蓋体
１３１・・・接合部材
１４０・・・導電性接着剤
１６０・・・実装基体
１６１・・・接合パッド
１６２・・・外部端子
１６３・・・導体部
１７０・・・導電性接合材
１８０・・・絶縁性樹脂
Ｋ１・・・第一凹部
Ｋ２・・・第二凹部
Ｓ・・・シート基板
Ｍ・・・実装領域
Ｃ・・・捨代領域
Ｊ・・・金型治具
Ｈ・・・貫通孔
Ｔ・・・貫通穴

Claims

実装領域と捨代領域が平面視して互い違いになるように配置されたシート基板を準備するシート基板準備工程と、
金型治具により、前記捨代領域を切断し、前記実装領域を切り離すことで実装基体を個片化する実装基体個片化工程と、
基板の上面に実装された圧電素子を有する圧電部品を前記実装基体に実装する圧電部品実装工程と、を含む圧電デバイスの製造方法。
請求項１記載の圧電デバイスの製造方法であって、
前記シート基板準備工程で、前記実装領域に貫通孔が設けられていることを特徴とする圧電デバイスの製造方法。
請求項１記載の圧電デバイスの製造方法であって、
前記貫通孔内に絶縁性樹脂を形成する絶縁性樹脂形成工程を備えていることを特徴とする圧電デバイスの製造方法。
請求項３記載の圧電デバイスの製造方法であって、
前記絶縁性樹脂形成工程の際に、前記基板の下面と前記実装基体の上面との間に絶縁性樹脂が形成されていることを特徴とする圧電デバイスの製造方法。
実装領域と捨代領域が平面視して互い違いになるように配置されたシート基板を準備するシート基板準備工程と、
基板の上面に実装された圧電素子を有する圧電部品を前記実装領域に実装する圧電部品実装工程と、
金型治具により、前記捨代領域を切断し、前記圧電部品を実装した状態の前記実装領域を切り離すことで実装基体を個片化する実装基体分割工程と、
を含む圧電デバイスの製造方法。
請求項５記載の圧電デバイスの製造方法であって、
前記シート基板準備工程で、前記実装領域に貫通孔が設けられていることを特徴とする圧電デバイスの製造方法。
請求項６記載の圧電デバイスの製造方法であって、
前記貫通孔内に絶縁性樹脂を形成する絶縁性樹脂形成工程を備えていることを特徴とデバイスの製造方法。
請求項７記載の圧電デバイスの製造方法であって、
前記絶縁性樹脂形成工程の際に、前記基板の下面と前記実装基体の上面との間に絶縁性樹脂が形成されていることを特徴とする圧電デバイスの製造方法。