JP5075417B2 - Method for manufacturing piezoelectric oscillator - Google Patents
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Description
本発明は、電子機器等に用いられる圧電発振器の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing a piezoelectric oscillator used in electronic equipment and the like.
図9は、従来の圧電発振器を示す断面図である。尚、紙面に対して奥側を「上」、手前側を「下」として説明する。
図9に示すように従来の圧電発振器は、容器体201の内部に圧電振動素子202が収容され、蓋体により圧電振動素子202及び気密封止されている圧電振動子の下面側に導電性接合材によって導電体204と集積回路素子203とが接合されている構造が知られている。この導電体204は、外部接続用電極端子として用いられる(例えば、特許文献1を参照)。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a conventional piezoelectric oscillator. In the following description, the back side is “up” and the near side is “bottom”.
As shown in FIG. 9, in the conventional piezoelectric oscillator, a
尚、前記容器体201は、通常、アルミナセラミックス等のセラミック材料から成り、その内部及び表面には所定の配線パターンが形成され、従来周知のグリーンシート積層法等を採用することによって製作されている。そして、このような容器体201の下面側には導電体接続用電極端子が設けられており、これらの導電体接続用電極端子と導電体204を、導電性接着剤や半田等の導電性接合材を介して導通固着することにより、容器体201に導電体204が接合されていた。
導電体204を容器体201に接合する方法としては、前記容器体201の下面側に形成されている導電体接続用電極端子に導電性接着剤や半田等の導電性接合材を塗布し、 導電体204を容器体201の各導電体接続用電極端子に1つずつ搭載して、熱処理をすることで、導電体接続用電極端子に導電体204が接合されていた。
The
As a method of joining the
前記のような形態の圧電発振器については、以下のような先行技術が開示されている。
尚、前記した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献以外を、本件出願時までに発見するに至らなかった。 In addition, other than the prior art documents specified by the prior art document information described above, other than the prior art documents related to the present invention have not been found by the time of filing of the present application.
前記した従来の圧電発振器の製造方法においては、容器体の下面側に形成されている導電体接続用電極端子に導電性接着剤や半田等の導電性接合材を塗布し、導電体を容器体の各導電体接続用電極端子に1つずつ搭載して、すべてを搭載後に熱処理をすることで、導電体接続用電極端子に導電体が接合されるので、個々の容器体に導電体を1つずつ搭載するような煩雑な工程が必要となり、生産性が低下してしまうといった課題があった。 In the above-described conventional method for manufacturing a piezoelectric oscillator, a conductive bonding material such as a conductive adhesive or solder is applied to the electrode terminal for connecting a conductor formed on the lower surface side of the container body, and the conductor is placed in the container body. One conductor is mounted on each conductor connection electrode terminal, and the conductor is joined to the conductor connection electrode terminal by performing a heat treatment after mounting all of the conductor connection electrode terminals. There is a problem that a complicated process of mounting one by one is required and productivity is lowered.
本発明は前記課題に鑑み案出されたもので、その目的は、製造時の取り扱いが簡便で、生産性を向上させる圧電発振器の製造方法を提供することにある。 The present invention has been devised in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a piezoelectric oscillator that is easy to handle at the time of manufacture and improves productivity.
本発明の圧電発振器の製造方法は、前記課題を解決するために成されたものであり、容器体内に圧電振動素子を搭載して、蓋体で気密封止した圧電振動子に集積回路素子を搭載し、圧電振動子に搭載用の端子部を設けた圧電発振器の製造方法であって、平板状の絶縁基板に設けられた複数の開口部の側面から延出して容器体の下面に形成された端子部接続用電極端子に対応した位置に設けられる複数の端子部の絶縁基板の両主面と同一方向を向く面に金属膜層を形成する端子部形成工程と、圧電振動素子が収容された容器体の下面側に形成された集積回路素子搭載パッドに対応する接続パッドを向かい合わせた形態で集積回路素子を電気的且つ機械的に接続することで搭載する集積回路素子接続工程と、圧電振動素子が収容され且つ集積回路素子が取着搭載されている容器体と絶縁基板とを、絶縁基板の開口部に集積回路素子が挿入するように合わせ、端子部の金属膜層と容器体の端子部接続用電極端子とを接続する端子部接続工程と、 絶縁基板の開口部と端子部との境目で切断して複数個の圧電発振器を同時に得る切断分離工程と、を具備することを特徴とするものである。 A method for manufacturing a piezoelectric oscillator according to the present invention is made to solve the above-described problems. An integrated circuit element is mounted on a piezoelectric vibrator that is mounted in a container and hermetically sealed with a lid. A method of manufacturing a piezoelectric oscillator having a mounting portion provided on a piezoelectric vibrator, wherein the piezoelectric oscillator is formed on a lower surface of a container body extending from side surfaces of a plurality of openings provided in a flat insulating substrate. and a terminal forming step of forming a metal film layer on the terminal portion connection electrode terminals on both principal surfaces and the surface facing the same direction of the insulating substrate of the plurality of terminal portions provided at positions corresponding the piezoelectric vibrating element is housed An integrated circuit element connecting step for mounting the integrated circuit element electrically and mechanically in a form in which the connection pads corresponding to the integrated circuit element mounting pad formed on the lower surface side of the container body face each other, and piezoelectric An oscillating element is housed and an integrated circuit The container body child has been taken deposition mounting an insulating substrate, combined as an integrated circuit device is inserted into the opening of the insulating substrate, and a terminal portion for connecting the electrode terminals of the metal film layer and the container body of the terminal portion A terminal part connecting step of connecting, and a cutting and separating step of simultaneously obtaining a plurality of piezoelectric oscillators by cutting at the boundary between the opening of the insulating substrate and the terminal part.
また、集積回路素子の周囲を絶縁性樹脂により覆う工程を端子部接合工程後に具備しても良い。 Further, a step of covering the periphery of the integrated circuit element with an insulating resin may be provided after the terminal portion bonding step.
更に、圧電発振器の前記複数の端子部のうち少なくとも2つをデータ書込端子とすると共に、前記データ書込端子を介して前記集積回路素子に温度補償データを入力し、前記集積回路素子内のメモリに前記温度補償データを格納する工程を前記切断分離工程後に具備しても良い。 Furthermore, at least two of the plurality of terminal portions of the piezoelectric oscillator are used as data write terminals, and temperature compensation data is input to the integrated circuit element via the data write terminal, A step of storing the temperature compensation data in a memory may be provided after the cutting and separating step.
また更に、絶縁基板の端子部の一部がデータ書込端子となり、データ書込端子となる端子部の高さが他の端子部の高さより低くても良い Furthermore, a part of the terminal portion of the insulating substrate may be a data write terminal, and the height of the terminal portion that becomes the data write terminal may be lower than the height of the other terminal portions.
更にまた、絶縁基板の材質がシリコン、ガラス、ガラスエポキシ樹脂のうちいずれか1つであっても良い。 Furthermore, the material of the insulating substrate may be any one of silicon, glass, and glass epoxy resin.
本発明の圧電発振器の製造方法によれば、平板状の絶縁基板に設けられた複数の開口部の側面から延出して容器体の下面に形成された端子部接続用電極端子に対応した位置に設けられる複数の端子部に形成された金属膜層と容器体の端子部接続用電極端子とを接続することによって、すべての端子部を容器体へ同時に搭載するので、個々の容器体に導電体を1つずつ搭載するような煩雑な工程が必要なく、生産性が向上されるようになる。 According to the method for manufacturing a piezoelectric oscillator of the present invention, a position corresponding to the terminal portion connection electrode terminal formed on the lower surface of the container body extending from the side surface of the plurality of openings provided in the flat insulating substrate. By connecting the metal film layer formed on the plurality of provided terminal portions and the electrode terminal for connecting the terminal portion of the container body, all the terminal portions are mounted on the container body at the same time. This eliminates the need for cumbersome processes for mounting one by one, improving productivity.
また、端子部の表面の一部を含む集積回路素子の周囲を絶縁性樹脂で充填することにより、端子部を絶縁基板から切断分離する際に、絶縁性樹脂が切断時に端子部に生じるストレスの緩衝材となるので、切断時のストレスによる端子部と端子部接続用電極端子との剥がれなどの不具合を更に低減することが可能となる。 Further, by filling the periphery of the integrated circuit element including a part of the surface of the terminal portion with an insulating resin, when the terminal portion is cut and separated from the insulating substrate, the stress generated in the terminal portion at the time of cutting the insulating resin is reduced. Since it becomes a buffer material, it becomes possible to further reduce problems such as peeling between the terminal portion and the terminal portion connecting electrode terminal due to stress during cutting.
また、圧電発振器の端子部の一部がデータ書込端子となり、データ書込端子となる端子部の高さが他の端子部の高さより低くしたことから、圧電発振器とマザーボード等の外部の電気回路に搭載した場合でも、マザーボード表面に形成されている配線パターンとデータ書込端子が不要に接触することがなくなるため、安定した発振周波数を出力することが可能となる。 In addition, since a part of the terminal portion of the piezoelectric oscillator becomes a data write terminal and the height of the terminal portion that becomes the data write terminal is lower than the height of the other terminal portions, the piezoelectric oscillator and the external electric Even when mounted on a circuit, the wiring pattern formed on the surface of the mother board and the data write terminal are not unnecessarily brought into contact with each other, so that a stable oscillation frequency can be output.
よって、本発明は、取り扱いが簡便で、生産性に優れ、更に低背化に対応可能な圧電発振器の製造方法を提供する効果を奏する。 Therefore, the present invention has an effect of providing a method for manufacturing a piezoelectric oscillator that is easy to handle, has excellent productivity, and can cope with a low profile.
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。尚、圧電材料を水晶として説明する。よって圧電振動子を水晶振動子として説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, the piezoelectric material is quartz. Therefore, the piezoelectric vibrator is described as a crystal vibrator.
(第一の実施形態)
図1は、本発明の実施形態に係る圧電発振器の製造方法で形成された圧電発振器の一例を示す分解斜視図である。図2は、本発明の実施形態に係る圧電発振器の製造方法で形成された圧電発振器の一例を示す断面図である。図3(a)は、圧電振動子を集積回路素子搭載側主面(一方の主面)よりみた斜視図である。図3(b)は、本発明の圧電発振器の製造方法で形成された圧電発振器を実装側よりみた斜視図である。
尚、図1〜図3では、紙面に対して、紙面に対して奥側を「上」、手前側を「下」として説明する。また、各図では、同じ構成要素には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。説明を明りょうにするため説明に不必要な構造体の一部は図示していない。さらに図示した寸法も一部誇張して示している。
(First embodiment)
FIG. 1 is an exploded perspective view showing an example of a piezoelectric oscillator formed by a method for manufacturing a piezoelectric oscillator according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of a piezoelectric oscillator formed by a method for manufacturing a piezoelectric oscillator according to an embodiment of the present invention. FIG. 3A is a perspective view of the piezoelectric vibrator as viewed from the integrated circuit element mounting side main surface (one main surface). FIG. 3B is a perspective view of the piezoelectric oscillator formed by the piezoelectric oscillator manufacturing method of the present invention as seen from the mounting side.
In FIG. 1 to FIG. 3, the explanation will be made assuming that the back side is “up” and the near side is “down” with respect to the page. Moreover, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the same component and the overlapping description is abbreviate | omitted. For the sake of clarity, some of the structures that are unnecessary for the description are not shown. Further, the illustrated dimensions are partially exaggerated.
図1〜図3に示す圧電発振器100は、主面外形形状が矩形状の容器体10の内部に水晶振動素子20を収容されており、この容器体10の一方の主面には、集積回路素子50が接続されると共に、外部接続用電極端子41aやデータ書込端子41bとなる端子部41が接続されている。
A
容器体10は、例えば、アルミナセラミックス、ガラス−セラミックス等のセラミック材料から成り、前記のとおり一方の主面(図2では下主面)には、集積回路素子50内に搭載した電子回路網との電気的接続を取ると共に集積回路素子50を機械的に接合するための集積回路素子搭載パッド15が容器体10の中央部に、また端子部41を機械的に接合するための端子部接続用電極端子12が容器体10の4隅に設けられている。また、他方の主面(図2では上主面)には、その中央域に矩形状に凹部空間14が形成されている。凹部空間14を囲繞する側壁の頂面には、環状の封止用導体パターン11が形成されている。
The
また、端子部41を容器体10の端子部接続用電極端子12に取着固定する際は、端子部41の上面に形成された金属膜層43aと、容器体10に設けられている端子部接続用電極端子12とが、半田や導電性接着剤等の導電性接合材60によって機械的且つ電気的に接合している。更に、容器体10は、凹部空間14の内部に水晶振動素子20を収容するためのものであり、凹部空間14内の底面には、水晶振動素子20の表裏両主面に形成された励振用電極21と各個電気的に接続される圧電振動素子搭載パッド13が被着形成されている。
When the
また、容器体10の側壁部の凹部空間14開口部側頂面に形成された封止用導体パターン11は、例えば、タングステン(W)、モリブデン(Mo)、等から成る基層の表面にニッケル(Ni)層及び金(Au)層を順次、凹部空間14開口部を環状に囲繞する形態で被着させることによって、10μm〜25μmの厚みに形成されている。また、その封止用導体パターン11の内周側縁部は凹部空間14の内壁面に、外周側縁部は容器体10の外側面にそれぞれ露出されている。この封止用導体パターン11は、後述する蓋体30を、蓋体30に形成された封止部材31の濡れ性を良好とし、圧電振動素子搭載空間の気密信頼性及び生産性を向上させることができる。
In addition, the
かかる容器体10の側壁部の凹部空間14内底面に設けられている圧電振動素子搭載パッド13は、容器体10に設けられた端子部接続用電極端子12の一部と容器体10に構成されている各層表面の配線パターンや各層を貫通するビア導体を介して電気的に接続されている。また圧電振動素子搭載パッド13は、その上面側で、後述する水晶振動素子20の励振用電極21に導電性接着剤70を介して電気的且つ機械的に接続されている。
The piezoelectric vibration
容器体10の凹部空間14内に収容される水晶からなる圧電振動素子20は、人工水晶体から所定のカットアングルで切断し外形加工を施した概略平板状で主面形状が四角形の水晶素板を主構造体としている。その水晶素板の表裏両主面に一対の励振用電極21を被着・形成することで、外部からの交番電圧が励振用電極21を介して水晶素板に印加されると、所定の振動モード及び周波数で励振を起こさせることができる。このような水晶振動素子20は、その両主面に被着されている励振用電極21から水晶素板の一方の短辺側に引き出した引き出し電極と、凹部空間14内底面の対応する圧電振動素子搭載パッド13とを導電性接接着剤70を介して電気的・機械的に接続することによって容器体10の凹部空間14内底面に搭載される。
The
導電性接着剤70は、シリコン樹脂やポリイミド樹脂等から成る樹脂材料中にAg等から成る導電性粒子を所定量、添加、混合してなるものである。
The
また、容器体10上に配置される蓋体30は、従来周知の金属加工法を採用し、42アロイ等の金属を所定形状に整形することによって製作される。蓋体30の上面には、ニッケル(Ni)層が形成され、更にニッケル(Ni)層の上面に少なくとも封止用導体パターン11に相対する箇所に封止部材31である金錫(Au−Sn)層が形成される。金錫(Au−Sn)層の厚みは、10μm〜40μmである。例えば、成分比率が、金が80%、錫が20%のものが使用されている。また、このような封止部材31は、封止用導体パターン11表面の凹凸を緩和し、気密性の低下を防ぐことが可能となる。このような蓋体30を水晶振動素子20が内部に搭載された凹部空間14を囲繞する側壁部頂部に形成した封止用導体パターン11上に、凹部空間14の開口部を覆う形態で配置され、封止部材31と封止用導体パターン11とを溶融接合することにより、凹部空間14内を気密に封止し、圧電振動子90を構成している。
Further, the
端子部41は、シリコンやガラス、ガラスエポキシ樹脂等の一枚板である絶縁基板40を従来周知の打ち抜き加工法やエッチング加工法等により一体で形成する。
端子部41は、集積回路素子50の高さ寸法よりも高い高さ寸法を有する柱状形状となっている。
端子部41は、平板状の絶縁基板に設けられた複数の開口部の側面から延出して、圧電振動子80の前記容器体10の下面に形成された端子部接続用電極端子12に対応した位置に設けられる複数の端子部41の前記絶縁基板の両主面と同一方向を向く面にNiメッキ、Auメッキを施した金属膜層43a、43bを形成し、前記端子部41を切り離して形成される。
The
The
The
尚、金属膜層43aと金属膜層43bは、端子部41の内部又は、表面に形成された配線やビアホールにより、導通がとられている。
又、各端子部41の上面に形成された金属膜層43aと、容器体10に設けられた端子部接続用電極端子12は半田や導電性接着剤等の導電性接合材60によって接合されている。
The
Further, the
このように端子部41は絶縁基板を加工して形成されたものであるため、容器体の外部接続用電極端子として、マザーボード等の外部電気回路に搭載する際、半田等の導電性接合材によって外部電気回路の回路配線と電気的に接続されても、導電性接合材が端子部41の表面に這い上がらないため、他の端子部や集積回路素子50と短絡を防止することが可能となる。
As described above, since the
また、各端子部41は、機能毎に外部接続用電極端子41a(電源電圧端子、グランド端子、発振出力端子、発振制御端子)の他にデータ書込端子41bとして用いられる。外部接続用電極端子41aは、圧電発振器をマザーボード等の外部電気回路に搭載する際、半田付け等によって外部電気回路の回路配線と電気的に接続されることとなる。また、データ書込端子41bは、温度補償データ書込装置のプローブ針を当て、水晶振動素子20の温度特性に応じた温度補償データを書き込むことによって集積回路素子50のメモリ内に温度補償データが格納される。尚、それぞれの電極端子として使用される端子部41は、その電極端子の用途によって外形形状に差異が設けられている。
Each
ここで、4つの外部接続用電極端子41aのうち、グランド端子と発振出力端子を近接に配置するようにすれば、発振出力端子より出力される発振信号にノイズが干渉するのを有効に防止することができる。従って、グランド端子と発振出力端子は近接させて配置することが好ましい。
Here, of the four external
集積回路素子50は、例えば容器体10の実装面側の集積回路素子搭載パッド15と1対1に対応する複数個の接続パッドを一方の主面に有した矩形状のフリップチップ型集積回路素子等が用いられ、その回路形成面には水晶振動素子20に接続されて所定の発振出力を生成する発振回路等が設けられ、この発振回路で生成された発振出力は、外部に出力された後、例えば、クロック信号等の基準信号として利用されることとなる。
The
又、集積回路素子50に設けた接続パッドを集積回路素子搭載パッド15に導電性接合材60を介して個々に接合させることによって集積回路素子50が容器体10に取着され、これによって集積回路素子50内の電子回路が水晶振動素子20や端子部41に電気的に接続される。
In addition, the
次に前記圧電発振器の製造方法について図6〜図8を用いて説明する。
ここで、図6(a)は、圧電発振器の製造方法の端子部形成工程を示す断面図であり、(b)は、圧電発振器の製造方法の集積回路素子接続工程を示す断面図であり、(c)は、圧電発振器の製造方法の端子部接続工程を示す断面図であり、(d)は、圧電発振器の製造方法の切断分離工程を示す断面図である。図7は、絶縁基板に圧電振動子を搭載する前を示す外観斜視図である。また図8は、絶縁基板に圧電振動子を搭載した後を示す平面図である。
Next, a method for manufacturing the piezoelectric oscillator will be described with reference to FIGS.
Here, FIG. 6A is a cross-sectional view showing a terminal portion forming step of the piezoelectric oscillator manufacturing method, and FIG. 6B is a cross-sectional view showing an integrated circuit element connecting step of the piezoelectric oscillator manufacturing method. (C) is sectional drawing which shows the terminal part connection process of the manufacturing method of a piezoelectric oscillator, (d) is sectional drawing which shows the cutting | disconnection isolation | separation process of the manufacturing method of a piezoelectric oscillator. FIG. 7 is an external perspective view showing a state before the piezoelectric vibrator is mounted on the insulating substrate. FIG. 8 is a plan view showing a state after the piezoelectric vibrator is mounted on the insulating substrate.
(端子部形成工程)
まず、図6(a)、図7、図8に示す端子部形成工程は、平板状の絶縁基板40に設けられた複数の開口部42の側面から延出して前記容器体41の下面に形成された端子部接続用電極端子12に対応した位置に設けられる複数の端子部41の前記絶縁基板40の両主面と同一方向を向く面に金属膜層43a、43bを形成する。
絶縁基板40は、ウエハ形状であり、端子部41を有する基板領域Xと、捨代領域Yとを相互に隣接させて、これらをマトリクス状に複数個ずつ配置した形態を有しており、前記絶縁基板40の基板領域Xには、開口部42が設けられる。
集積回路素子50の高さ寸法よりも高い高さ寸法hを有する直方体形状をした端子部41を、容器体10の下面側に形成された端子部接続用電極端子12に対応した位置に端子部41が位置するように、前記開口部42の側面に接続した形態で複数個直列に配置されており、各端子部41の上面及び下面に金属膜層43a、43bが形成されている。
尚、図6(a)に示した絶縁板40の断面図は、図7に記載の仮想切断線A−Aで切断した場合の部分断面図である。
(Terminal part formation process)
First, in the terminal portion forming step shown in FIGS. 6A, 7, and 8, it is formed on the lower surface of the
The insulating
A
The cross-sectional view of the insulating
このような絶縁基板40は、シリコンやガラス、ガラスエポキシ樹脂等の絶縁材料で形成された一枚板である絶縁基板40を従来周知の打ち抜き加工法やフォトエッチング加工法等により形成される。端子部41の上面及び下面には、Niメッキ、Auメッキを施した金属膜層43a、43bが形成されている。
この絶縁基板40のうちの少なくとも端子部41の高さ寸法hは、集積回路素子50の高さ寸法よりも高くなるように形成されている。このようにすることにより、集積回路素子50がマザーボード等に接触することがなくなる。
この端子部41の上面及び下面に金属膜層43a、43bを形成し、配線やビアホールによって上面に形成した金属膜層43aと下面に形成した金属膜層43bを電気的に接続している。
また、この実施形態においては、この絶縁基板40を、後述する工程で、端子部41と捨代領域Yとを切断することになる。
Such an insulating
The height dimension h of at least the
Metal film layers 43a and 43b are formed on the upper and lower surfaces of the
Moreover, in this embodiment, the
絶縁基板40がシリコンから成る場合は、単結晶シリコンのインゴットを所定厚みにスライスしてシリコンウエハを形成する。前記シリコンウエハの各基板領域Xの端子部41には、貫通孔が設けられ、前記端子部の上面と下面に金属膜層43a、43bが形成される。
この場合端子部41の上面と下面に形成した金属膜層43a、43bは、貫通孔により導通接続する。前記貫通孔には、金錫(Au−Sn)等の導体ペーストを充填することによって形成することができる。
When the insulating
In this case, the metal film layers 43a and 43b formed on the upper and lower surfaces of the
絶縁基板40がホウケイ酸ガラス、ソーダガラスのガラス材料から構成されている場合は、絶縁基板40の各基板領域Xの端子部41に対応した耐蝕膜を予め形成し、次にフォトエッチング加工法等により、開口部42を形成する。
各基板領域Xの端子部41に対応した耐蝕膜を剥離して、貫通孔が設けられ、前記端子部41の上面と下面に金属膜層43a、43bが形成される。
When the insulating
The corrosion resistant film corresponding to the
絶縁基板40がガラス布基材エポキシ樹脂から成る場合は、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、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、ベースに貼着される銅箔等の金属箔を従来周知のフォトエッチング加工法を採用し、所定パターンに加工することによって金属箔からなる金属膜層43a、43bが形成される。その後、従来周知の打ち抜き加工等で、絶縁基板40の基板領域Xに開口部42を形成する。
When the insulating
(集積回路素子接続工程)
図6(b)に示すように、前記容器体10の下面側に形成された集積回路素子搭載パッド15に決められた機能に対応する接続パッドを向かい合わせた形態で集積回路素子50を電気的且つ機械的に接続することで搭載する。
集積回路素子50としては、接合面に複数個の接続パッドを有した矩形状のフリップチップ型集積回路素子が用いられる。前記集積回路素子50は、その接合面に設けられている複数個の接続パッドが、容器体10の各集積回路素子搭載パッド15に導電性接合材を介して当接されるようにして載置され、しかる後、この導電性接合材を熱の印加によって溶融した後冷却固化し、接続パッドと集積回路素子搭載パッド15とを導電性接合材を介して接合することによって集積回路素子50が容器体10に取着搭載される。
(Integrated circuit element connection process)
As shown in FIG. 6B, the
As the
(端子部接続工程)
図6(c)、図7、図8に示す如く、前記端子部41の金属膜層43aと容器体10の端子部接続用電極端子と12を接続する。
水晶からなる圧電振動素子20が収容され、集積回路素子50が取着搭載されている容器体10を、絶縁基板40の開口部42に取着搭載された集積回路素子50が挿入するようにして、圧電振動子90を構成する容器体10の下面に形成された端子部接続用電極端子12と絶縁基板40に形成された個々の端子部41の上面の金属層43aとを、金属膜層43aに印刷手段により一括で形成した半田や導電性接着剤などの導電性接合材60で接合することにより、絶縁基板40の所定の複数の端子部41に圧電振動子を搭載する。
(Terminal connection process)
As shown in FIGS. 6C, 7, and 8, the
The
(切断分離工程)
図6(d)及び図8に示す如く、前記絶縁基板40の前記開口部42と前記端子部41との境目で切断して複数個の圧電発振器100を同時に得る。
各絶縁基板40の捨代領域Yと基板領域Xの端子部41との接続部分(二点鎖線部分)を切断することにより、各端子部41を捨代領域Yより切り離し、複数個の圧電発振器100を同時に得る。絶縁基板40の切断は、ダイサーを用いたダイシング等によって行なわれ、かかる切断工程を経て、端子部41が外部接続用電極端子41aやデータ書込端子41bの各種機能をなす形態の複数個の圧電発振器100が同時に得られる。
(Cutting and separation process)
As shown in FIGS. 6D and 8, a plurality of
A plurality of piezoelectric oscillators are formed by cutting each
尚、圧電発振器100に温度補償機能を有する場合は、各端子部41を捨代領域Yより切断分離した端子部41のうちのデータ書込端子41bを介して集積回路素子50に温度補償データを入力し、集積回路素子50内のメモリに温度補償データを格納する。このような温度補償データの書込作業は、温度補償データ書込装置のプローブ針をデータ書込端子41bに当てて、水晶振動素子20の温度特性に応じて作成された温度補償データを集積回路素子50の温度補償回路内に設けられているメモリに入力し、これを記憶させることによって行なわれる。尚、ここで集積回路素子50に書き込まれる温度補償データは、水晶振動素子20毎の温度特性バラツキを補正するためのものであり、その温度補償型水晶発振器に使用される水晶振動素子20の温度特性を事前に測定しておくことにより得られるものである。
In the case where the
(第二の実施形態)
図4は、本発明の第二の実施形態となる圧電発振器の製造方法で形成された圧電発振器の一例を示す断面図である。
端子部形成工程時の絶縁基板に開口を形成した後、データ書き込み端子となる端子部41bのみに再度フォトエッチング加工法等を行なっている点で、第一の実施形態とは異なる。よって、データ書込端子となる端子部41bの高さが他の端子部41aの高さより低くなる。
このようにすることで、圧電発振器とマザーボード等の外部の電気回路に搭載した場合でも、マザーボード表面に形成されている配線パターンとデータ書込端子が不要に接触することがなくなるため、安定した発振周波数を出力することが可能となる。
(Second embodiment)
FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of a piezoelectric oscillator formed by the method for manufacturing a piezoelectric oscillator according to the second embodiment of the present invention.
The first embodiment is different from the first embodiment in that after the opening is formed in the insulating substrate during the terminal portion forming step, only the
In this way, even when mounted on an external electric circuit such as a piezoelectric oscillator and a mother board, the wiring pattern formed on the mother board surface and the data writing terminal are not unnecessarily contacted, so stable oscillation It becomes possible to output the frequency.
(第三の実施形態)
図5は、本発明の第三の実施形態となる圧電発振器の製造方法で形成された圧電発振器の一例を示す断面図である。
端子部接続工程と切断分離工程との間に絶縁性樹脂形成工程を行っている点で、第一の実施形態とは異なる。
絶縁性樹脂形成工程は、前記絶縁性樹脂80を前記絶縁基板41の開口部42内に塗布し、硬化させることによって、集積回路素子50の周囲が絶縁性樹脂80により覆われているようになる。
絶縁性樹脂80は、エポキシやポリイミドなどが多く用いられ、加熱により軟化あるいは溶融することで流動する特性を持つ熱可塑性樹脂により構成されている。
このように絶縁性樹脂80により集積回路素子50の周囲を被覆保護されることになるので、異物等の影響により周波数が変動することを防止することが可能となる。
また、端子部41を絶縁基板40の捨代領域Yから切断分離する際に、集積回路素子50の周囲を絶縁性樹脂80で覆うようにしたことから、絶縁性樹脂80が切断時に端子部41に生じるストレスの緩衝材となるので、切断時のストレスによる端子部41と端子部接続用電極端子12との剥がれなどの不具合を更に低減することが可能となる。
(Third embodiment)
FIG. 5 is a cross-sectional view showing an example of a piezoelectric oscillator formed by the method for manufacturing a piezoelectric oscillator according to the third embodiment of the present invention.
It differs from the first embodiment in that an insulating resin forming step is performed between the terminal portion connecting step and the cutting and separating step.
In the insulating resin forming step, the periphery of the
The insulating
As described above, since the periphery of the
Further, since the periphery of the
尚、本発明は前記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。
尚、前記した本実施例では、圧電振動素子を構成する圧電素材として水晶を用いた水晶振動素子を説明したが、他の圧電素材として、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウムまたは、圧電セラミックスを圧電素材として用いた圧電振動素子でも構わない。
また、集積回路素子接続工程と端子部接続工程の順序を入れ替えても良く、端子部接続工程を先にすることで、集積回路素子搭載用のキャリアは不要になり、基板の分割によって得られた個々の基体をキャリアに搭載するといった煩雑な作業も一切不要となる。これによっても、圧電発振器の生産性が向上されるようになる。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes and improvements can be made without departing from the gist of the present invention.
In the above-described embodiment, the quartz resonator element using quartz as the piezoelectric material constituting the piezoelectric resonator element has been described. However, as other piezoelectric materials, lithium niobate, lithium tantalate, or piezoelectric ceramics is used as the piezoelectric material. The piezoelectric vibration element used as the above may be used.
Further, the order of the integrated circuit element connection step and the terminal portion connection step may be changed. By carrying out the terminal portion connection step first, the carrier for mounting the integrated circuit element becomes unnecessary, and it is obtained by dividing the substrate. There is no need for complicated operations such as mounting individual substrates on the carrier. This also improves the productivity of the piezoelectric oscillator.
10・・・容器体
11・・・封止用導体パターン
12・・・端子部接続用電極端子
13・・・圧電振動素子搭載パッド
14・・・凹部空間
15・・・集積回路素子搭載パッド
16・・・モニタ用電極端子
20・・・圧電振動素子
21・・・励振用電極
30・・・蓋体
31・・・封止部材
40・・・絶縁基板
41・・・端子部
41a・・・外部接続用電極端子
41b・・・データ書込端子
42・・・開口部
43a、43b・・・金属膜層
50・・・集積回路素子
60・・・導電性接合材
70・・・導電性接着剤
80・・・絶縁性樹脂
90・・・圧電振動子
100・・・圧電発振器
X・・・基板領域
Y・・・捨代領域
DESCRIPTION OF
Claims (5)
平板状の絶縁基板に設けられた複数の開口部の側面から延出して前記容器体の下面に形成された端子部接続用電極端子に対応した位置に設けられる複数の端子部の前記絶縁基板の両主面と同一方向を向く面に金属膜層を形成する端子部形成工程と、
前記圧電振動素子が収容された前記容器体の下面側に形成された集積回路素子搭載パッドに対応する接続パッドを向かい合わせた形態で集積回路素子を電気的且つ機械的に接続することで搭載する集積回路素子接続工程と、
前記圧電振動素子が収容され且つ前記集積回路素子が取着搭載されている前記容器体と前記絶縁基板とを、前記絶縁基板の前記開口部に前記集積回路素子が挿入するように合わせ、前記端子部の金属膜層と前記容器体の端子部接続用電極端子とを接続する端子部接続工程と、
前記絶縁基板の前記開口部と前記端子部との境目で切断して複数個の圧電発振器を同時に得る切断分離工程と、
を具備することを特徴とする圧電発振器の製造方法。 A piezoelectric oscillator manufacturing method in which a piezoelectric vibration element is mounted in a container body, an integrated circuit element is mounted on a piezoelectric vibrator hermetically sealed with a lid, and a terminal portion for mounting is provided on the piezoelectric vibrator.
The insulating substrate of the plurality of terminal portions provided from the side surfaces of the plurality of openings provided in the flat insulating substrate and provided at positions corresponding to the terminal portion connecting electrode terminals formed on the lower surface of the container body. A terminal portion forming step of forming a metal film layer on a surface facing the same direction as both main surfaces;
Mounting is performed by electrically and mechanically connecting the integrated circuit elements in a form in which the connection pads corresponding to the integrated circuit element mounting pads formed on the lower surface side of the container body in which the piezoelectric vibration element is accommodated are opposed to each other. An integrated circuit element connecting step;
The container body in which the piezoelectric vibration element is accommodated and the integrated circuit element is attached and mounted are aligned with the insulating substrate so that the integrated circuit element is inserted into the opening of the insulating substrate, and the terminal a terminal portion connecting step of connecting the metal film layer parts and the terminal part connecting electrode terminals of said container body,
A cutting and separating step of simultaneously cutting a plurality of piezoelectric oscillators by cutting at the boundary between the opening and the terminal portion of the insulating substrate;
A method for manufacturing a piezoelectric oscillator, comprising:
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