JP2018533869A

JP2018533869A - Ｓｍｄ水晶共振器及びその一枚板パッケージング加工工程

Info

Publication number: JP2018533869A
Application number: JP2018517366A
Authority: JP
Inventors: イーホアン，; ピンリー，
Original assignee: エムディーエイチテクノロジーカンパニーリミテッド
Priority date: 2015-11-05
Filing date: 2016-11-07
Publication date: 2018-11-15
Also published as: CN105305995B; WO2017076361A1; CN105305995A

Abstract

ＳＭＤ水晶共振器の一枚板パッケージング加工工程であって、１）セラミック一枚板（１）上でマトリックス配列された若干の水晶ベース（２）を加工・製造するステップ、２）セラミック一枚板（１）上の各ベース（２）と同じマトリックス形状の若干の金属片（５）を金属一枚板（４）上に形成して、隣接する金属片（５）同士の間を金属連結線（６）を介して連結するステップ、３）セラミック一枚板（１）上に水晶共振子を加工するステップ、４）セラミック一枚板（１）と金属一枚板（４）とをパッケージングするステップ、という加工ステップを含み、最後に個別のＳＭＤ水晶共振器に分割する、加工工程。当該ＳＭＤ共振器は、製造コストが低く、応力が小さく、製品の振動数を長期間安定させるのに有利であり、製造工程も簡便である。【選択図】図１

Description

本発明は、新型のＳＭＤ水晶共振器及びその一枚板パッケージング加工工程に関し、電子部品及びその加工工程の技術分野に属するものである。

現在、従来のＳＭＤ水晶共振器の生産工程フローは、以下の通りとなっている。１．水晶共振器セラミック基板の生産工程に従ってセラミック一枚板の加工を完了してから、分割して取捨選択し、個別のＳＭＤ水晶共振器セラミックベースを形成する。２．ウエハーに洗浄、コーティング、ディスペンスを行ってからベース内に固定し、個別のＳＭＤ水晶共振子を形成する。３．個別の金属片（セラミック片）を加工して、共振子上に覆いかぶせて密封し、個別のＳＭＤ水晶共振器を形成する。このような生産工程では、生産効率が低くなるだけでなく、用材のコストも高くなる。

さらに、ＳＭＤ水晶共振子と金属片との間では、１．平行シール溶接（金属パッケージング）、２．トンネル炉ホットメルトシール溶接（金錫パッケージング）、３．接着剤パッケージング（樹脂接着剤又はガラスセメント）、４．ビームシール溶接（金属パッケージング）といった４通りの方法を用いてシール溶接が行われる。

本発明は、既存の技術に存在する不備な点を解決して、材料のコストが低く、応力が小さく、製品の振動数を長期間安定させるのに有利なＳＭＤ水晶共振器及び当該共振器の加工方法を提供する。当該方法は、ベースを治具に移載して加工することを必要とせず、生産効率が高く、占用スペースも小さく、生産コストが低い。

本発明による新型のＳＭＤ水晶共振器の一枚板パッケージング加工工程は、原材料を生産する際に個別のＳＭＤ水晶共振器セラミックベースと個別の金属片とを用いない代わりに、一枚板のセラミックベースを用いて一枚板の共振子に加工し、さらに、大型金属板と密封して、最後に個別のＳＭＤ水晶共振器に分割するものであること、及び、以下の工程ステップを含むことに、その特徴がある。
１）セラミック一枚板を加工するステップであって、セラミック一枚板１上でマトリックス配列された若干の水晶ベース２を加工・製造し、セラミック一枚板１の各ベースは、金属環に溶接されても、金属環に溶接されなくてもよく、各ベース同士の間は連結されるが導通しないステップ、
２）金属一枚板を加工するステップであって、セラミック一枚板１の寸法、構造に基づいて金属一枚板４を加工し、セラミック一枚板１上の各ベース２と同じマトリックス形状の若干の金属片５を金属一枚板４上に形成して、隣接する金属片５同士の間を金属連結線６を介して連結するステップ、
３）セラミック一枚板上で水晶共振子を加工するステップであって、ウエハーを洗浄し、コーティングにより電極を形成した後に、セラミック一枚板１上の各ベース２内に入れ、ディスペンス、固化を行い、若干の水晶共振子を形成し、セラミック一枚板１上の各共振子をさらに微調整するステップ、
４）セラミック一枚板と金属一枚板とをパッケージングするステップであって、さらに、金属一枚板４をセラミック一枚板１の各共振子上に覆いかぶせて、金属の一枚板４の各金属片５の周りが、対応するセラミックの一枚板１の各ベース２のメタライズ層１１上に乗るようにし、加工してから一体に密封するステップ、
５）水晶共振器に加工するステップであって、さらに、各金属片５同士の間の金属連結線６を切断して、各々が連結されている水晶共振器をセラミック一枚板１上に形成するステップ、及び、
６）検査し、分割し、包装するステップであって、さらに、セラミック一枚板１上で、各々が連結されている水晶共振器に性能テストを行い、不良品に表示を付してから、セラミック一枚板を分割し、合格した水晶共振器を選別してテープリール包装するステップ。

前記ステップ２）で、金属一枚板４を加工する際に、レーザー切断工程を用いて金属一枚板４にくり抜き処理を行い、セラミック一枚板１の各ベースと同じマトリックス形状の金属片５及びそれらの金属連結線６を形成する。前記セラミック一枚板１の長さ方向の両側のいずれにもセラミック一枚板位置決め穴７が４つ設けられ、これに対応して加工される金属一枚板４の同じ位置にも金属一枚板位置決め穴８が設けられる。前記ステップ４）で、セラミック一枚板１と金属一枚板と４をパッケージングする際に、ホルダを利用して位置決め穴を重ね合わせ、金属一枚板４をセラミック一枚板１上に覆いかぶせる。前記ステップ４）で、セラミック一枚板１と金属一枚板４とをパッケージングする際に、金属の一枚板４の各金属片５の周りが、対応するセラミックの一枚板１の各ベース２のメタライズ層１１上に乗るようにし、レーザー溶接法により一体に溶接するか、金属板の材料とベースのメタライズ層とを選んでトンネル炉によりホットメルトするか、或いは、金属一枚板４の各金属片５の周りに樹脂接着剤又はガラスセメントを塗付してからセラミック一枚板１の各ベース２と接着させる。前記５）で、水晶共振器に加工する際に、レーザーで各金属線６を切断して、各々が連結されている水晶共振器を形成する。

本発明による新型のＳＭＤ水晶共振器及びその一枚板パッケージング加工工程は、以下の有益な効果を有する。１．原材料にセラミック一枚板を用いることで、構造がコンパクトになって、分割工程が省略され、仕入コストも低くなる。２．生産中に一枚板をそのまま用いて、個別に治具上に移載する必要がなくなり、占用スペースが小さくなって、生産効率が高くなり、生産コストも低くなる。３．一枚板の金属を購入してレーザー切断して仕上げたものを金属片に用いることで、加工された金属片を仕入れる必要がなくなり、材料のコストが節約される。４．現時点で先進的なレーザー切断、溶接工程を初めて採用することで、製品の形が小さくなり、応力が低減され、製品の振動数を長期間安定させるのに有利になる。これらのことから、本発明による製品は、材料コストと生産コストが従来の製品よりも低く、生産効率が高いので、電子部品の加工分野において良好な応用の見込みがある。

本発明による新型のＳＭＤ水晶共振器のセラミック一枚板の構造模式図。本発明による新型のＳＭＤ水晶共振器のベースの構造模式図。図２の側面図。図２の背面図。本発明による新型のＳＭＤ水晶共振器の金属一枚板の構造模式図。本発明による新型のＳＭＤ水晶共振器の金属片の構造模式図。本発明による新型のＳＭＤ水晶共振デバイスの構造模式図。本発明による新型のＳＭＤ水晶共振器のセラミック一枚板の各共振子と金属一枚板の各金属片との溶接構造模式図。

下記では、本発明の実施例における図面と関連付けて、本発明の実施例における技術的思想について明確かつ網羅的に説明する。説明する実施例は、本発明の実施例の一部にすぎず、実施例のすべてではないことは明らかである。本発明における実施例に基づいて、当業者が創作的努力をしない前提で得られるその他の実施例のいずれもが、本発明によって保護される範囲に属するものである。

実施例１
本実施例による新型のＳＭＤ水晶共振器の一枚板パッケージング加工工程は、図１〜６を参照して、以下の加工ステップを含む。
１．水晶共振器セラミック基板の生産工程に従って加工を行い、各々が連結されている水晶ベース２がマトリックス配列され、かつ導通しないように、セラミック一枚板１を構成する。セラミック一枚板１の各ベース２は、金属環に溶接されても、金属環に溶接されなくてもよい。セラミック一枚板１の両側にセラミック一枚板位置決め穴７を設ける。
２．セラミック一枚板上で若干の水晶共振子の加工を行う。加工過程は、以下の通りである。ウエハー３、電極ホルダを選択して、配列、洗浄、乾燥、コーティングを行う。さらに、ウエハー３をセラミック一枚板１の各ベース２内に配置して、導電ペースト１２でベース２内のディスペンスプラットフォーム９とウエハー３の副電極１０とを連結する。さらに、セラミック一枚板１をトンネル炉に入れて、導電ペーストの固化及びアニール処理を行い、ウエハー３とベース２を連結して、マトリックス配列された若干の水晶共振子がセラミック一枚板１上に形成されるようにする。さらに、セラミック一枚板１をトリマー内に入れて、各水晶共振子を微調整し、目標振動数に到達させる。
３．帯状の金属材料で金属一枚板４を製造する。レーザー切断工程によって、帯状の金属材料を、セラミック一枚板１と寸法、形状、位置決め穴が一致する金属一枚板４に切断し、セラミック一枚板１の各ベース２と同じマトリックス形状の若干の金属片５を形成し、隣接する金属片５同士の間を金属連結線６を介して連結し、切断された金属一枚板４を超音波洗浄する。さらに、各々が連結されている金属片５に、レーザープリントでラベリングする。
４．金属一枚板とセラミック一枚板とのパッケージング
ホルダを用いて、セラミック一枚板位置決め穴７と金属一枚板位置決め穴８とによって位置決めを行い、金属一枚板４をセラミック一枚板１上に覆いかぶせて押圧し、真空庫に入れ、レーザーでホルダの押え板の間を通して２回溶接して、金属一枚板４の各金属片がセラミック一枚板１の各水晶共振子の周りと溶接されるようにする。
５．金属一枚板４の各金属片５同士の間を連結していた金属連結線６をレーザーで切断して、各々が連結されている水晶共振器をセラミック一枚板１上に形成し、さらに、セラミック一枚板４の各水晶共振器のテスト、分割、包装を完了する。具体的には、以下のステップである。密封されたセラミック一枚板１上の各水晶共振器が劣化条件及びリフロー条件を経た後に、リークテストと電気的パラメータテスト、温度振動数テストを行って、不合格製品を識別する（色を吹き付ける）。その後、セラミック一枚板１の、各々が連結されている水晶共振器を分離して、個別のＳＭＤ水晶共振器を形成し、不合格品を取り出してからテープリール包装する。

実施例２
本実施例の、セラミック一枚板１を製造して、若干の水晶共振子を形成し、さらに、帯状の金属材料で金属一枚板４を製造する加工態様は、実施例１のものと同じである。相違は、ステップ４）で、金属一枚板４とセラミック一枚板１とのパッケージングを実現する際に、金属一枚板４の各金属片５の周りに耐高温・耐紫外線の樹脂接着剤又はガラスセメントを塗付してから、セラミック一枚板１の各ベース２と、真空庫内で接着させる点である。

実施例３
本実施例の、セラミック一枚板１を製造して、若干の水晶共振子を形成し、さらに、帯状の金属材料で金属一枚板４を製造する加工態様は、実施例１のものと同じである。相違は、ステップ４）で、金属一枚板４とセラミック一枚板１とのパッケージングを実現する際に、金属一枚板４の材料とセラミック一枚板１のメタライズ層の材料として、融点が摂氏３００〜４００度の合金材料を選択してトンネル炉内でホットメルト密封する点である。

本発明によるＳＭＤ水晶共振器及びその加工方法は、以下の有益な効果を有する。１．原材料にセラミック一枚板を用いることで、構造がコンパクトになって、分割工程が省略され、仕入コストも低くなる。２．生産中に一枚板をそのまま用いて、個別に治具上に移載する必要がなくなり、占用スペースが小さくなって、生産効率が高くなり、生産コストも低くなる。３．一枚板の金属を購入してレーザー切断して仕上げたものを金属片に用いることで、加工された金属片を仕入れる必要がなくなり、材料のコストが節約される。４．現時点で先進的なレーザー切断、溶接工程初めて採用することで、製品の形が小さくなり、応力が低減され、製品の振動数を長期間安定させるのに有利になる。これらのことから、本発明による製品は、材料コストと生産コストが従来の製品よりも低く、生産効率が高いので、電子部品の加工分野において良好な応用の見込みがある。

上記の説明は、本発明の好ましい実施例であるにすぎず、本発明を限定するためのものではないので、本発明の趣旨及び原則の中で行われるいかなる改変、均等な置換、改良なども、すべて本発明の保護範囲内に含まれるべきである。

Claims

一枚板のセラミックベースを用いて一枚板の共振子に加工し、さらに、大型金属板と密封して、最後に個別のＳＭＤ水晶共振器に分割する、新型のＳＭＤ水晶共振器の一枚板パッケージング加工工程であって、
１）セラミック一枚板を加工するステップであって、セラミック一枚板（１）上でマトリックス配列された若干の水晶ベース（２）を加工・製造し、セラミック一枚板（１）の各ベースは、金属環に溶接されても、金属環に溶接されなくてもよく、各ベース（２）同士の間は連結されるが導通しない、ステップと、
２）金属一枚板を加工するステップであって、セラミック一枚板（１）の寸法、構造に基づいて金属一枚板（４）を加工し、セラミック一枚板（１）上の各ベース（２）と同じマトリックス形状の若干の金属片（５）を金属一枚板（４）上に形成して、隣接する金属片（５）同士の間を金属連結線（６）を介して連結する、ステップと、
３）セラミック一枚板上で水晶共振子を加工するステップであって、ウエハー（３）を洗浄し、コーティングにより電極を形成してから、セラミック一枚板（１）上の各ベース（２）内に入れ、ディスペンス、固化を行い、若干の水晶共振子を形成し、セラミック一枚板（１）上の各共振子をさらに微調整する、ステップと、
４）セラミック一枚板と金属一枚板とをパッケージングするステップであって、さらに、金属一枚板（４）をセラミック一枚板（１）上の各共振子上に覆いかぶせて、金属の一枚板４の各金属片５の周りが、対応するセラミックの一枚板１の各ベース２のメタライズ層１１上に乗るようにし、加工してから一体に密封する、ステップと、
を含むことを特徴とする、新型のＳＭＤ水晶共振器の一枚板パッケージング加工工程。
５）水晶共振器に加工するステップであって、さらに、各金属片（５）同士の間の金属連結線（６）を切断して、各々が連結されている水晶共振器をセラミック一枚板（１）上に形成する、ステップと、
６）検査し、分割し、包装するステップであって、さらに、セラミック一枚板（１）上で、各々が連結されている水晶共振器に性能テストを行い、不良品に表示を付してから、セラミック一枚板（１）を分割し、合格した水晶共振器を選別してテープリール包装する、ステップと、
をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の新型のＳＭＤ水晶共振器の一枚板パッケージング加工工程。
前記ステップ２）で、金属一枚板を加工する際に、レーザー切断工程を用いて金属一枚板上でくり抜き処理をし、セラミック一枚板（１）と同じマトリックス形状の金属片（５）を形成することを特徴とする、請求項１又は２に記載のＳＭＤ水晶共振器の一枚板パッケージング加工工程。
前記ステップ４）で、セラミック一枚板（１）と金属一枚板（４）とをパッケージングする際に、金属の一枚板４の各金属片５の周りが、対応するセラミックの一枚板１の各ベース２のメタライズ層１１上に乗るようにし、レーザー溶接法により一体に溶接することを特徴とする、請求項１又は３に記載のＳＭＤ水晶共振器の一枚板パッケージング加工工程。
前記ステップ４）で、セラミック一枚板（１）と金属一枚板（４）とをパッケージングする際に、金属板の材料とベースのメタライズ層（１１）とを選んでトンネル炉により一体にホットメルトすることを特徴とする、請求項１又は３に記載のＳＭＤ水晶共振器の一枚板パッケージング加工工程。
前記ステップ４）で、セラミック一枚板（１）と金属一枚板（４）とをパッケージングする際に、金属一枚板（４）の各金属片（５）の周りに樹脂接着剤又はガラスセメントを塗付してから、セラミック一枚板（１）の各ベース（２）と接着させることを特徴とする、請求項１又は３に記載のＳＭＤ水晶共振器の一枚板パッケージング加工工程。
前記５）で、水晶共振器に加工する際に、レーザーで各金属線（６）を切断して、各々が連結されている水晶共振器を形成することを特徴とする、請求項１又は３に記載のＳＭＤ水晶共振器の一枚板パッケージング加工工程。
請求項１から７のいずれか一項に記載の加工工程によって得られる、新型のＳＭＤ水晶共振器。