JP5240912B2 - Piezoelectric device manufacturing method and piezoelectric vibration element mounting apparatus - Google Patents
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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及び圧電振動素子搭載装置に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a piezoelectric device used in an electronic device or the like and a piezoelectric vibration element mounting apparatus.
ここで圧電デバイスを水晶振動子として説明する。図10に示すように、従来の圧電デバイスは、例えば、圧電材として水晶が用いられている。図10は、従来の圧電デバイスを示す断面図である。
この水晶振動子200は、容器体201と水晶振動素子205と蓋体206とにより主に構成されており、容器体201に形成された凹部空間202内底面には、一対の水晶振動素子搭載用パッド203が設けられている。
この水晶振動素子搭載パッド203上には、導電性接着剤204を介して電気的に接続される一対の励振用電極207を表裏主面に有した平板状で平面視が四角形の水晶振動素子205が搭載されている。
この水晶振動素子205は、励振用電極207と引出電極208と接続電極209とを水晶素板206の表裏主面に有している。
励振用電極207と引出電極208と接続電極209とは、Cr等からなる下地電極膜と、この下地電極膜の上面に設けられたAu電極膜により形成されている。
この水晶振動素子205を囲繞する容器体201の側壁頂面に金属製の蓋体206を被せ、接合することにより、凹部空間202を気密封止した水晶振動子200が知られている(例えば、特許文献1参照)。
Here, the piezoelectric device will be described as a crystal resonator. As shown in FIG. 10, the conventional piezoelectric device uses, for example, quartz as a piezoelectric material. FIG. 10 is a cross-sectional view showing a conventional piezoelectric device.
This
On the crystal resonator
The
The
There is known a
このような従来の圧電デバイスの製造方法は、前記水晶素板に、前記励振用電極207と、前記引出電極208と、前記接続電極209を構成する下地電極膜を形成する下地電極膜形成工程と、前記下地電極膜の上にAu電極膜を形成するAu電極膜形成工程と、Au電極膜の表面にマスクを配置し、エッチングにて、前記接続電極のAu電極膜を除去するAu電極膜除去工程と、前記容器体201の凹部空間202内底面に設けられた水晶振動素子搭載パッド203上に導電性接着剤204を塗布し、前記導電性接着剤204上に水晶振動素子205を搭載する工程と、前記導電性接着剤204を加熱硬化させ、前記水晶振動素子搭載パッド203と、水晶振動素子205とを導通固着する工程と、蓋体206と前記容器体201とを接合するための工程とを含む製造方法が知られている(例えば、特許文献2参照)。
水晶振動素子203の接続電極209のAu電極膜は、導電性接着剤204との接合性が低いため、接続強度が低下してしまう。そこで、接続電極209のAu電極膜をエッチングにて除去することによって、下地金属膜を露出させ、導電性接着剤204との結合性を高めることで、接続強度を向上させていた。
Such a conventional method of manufacturing a piezoelectric device includes a base electrode film forming step of forming a base electrode film constituting the
Since the Au electrode film of the
しかしながら、従来の圧電デバイスの製造方法では、水晶振動素子205にマスクを配置し、エッチングにて接続電極のAu電極膜を除去するので、マスクの位置ずれにより、除去する箇所もずれてしまうといった課題があった。
また、水晶振動素子205の接続電極のAu電極膜を除去した後、下地電極膜が露出したままの状態で保管しているので、下地電極膜が酸化しやすく、不安定なため、発振周波数が変動してしまうといった課題があった。
However, in the conventional method of manufacturing a piezoelectric device, a mask is disposed on the
Further, since the Au electrode film of the connection electrode of the
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、圧電素板にマスクを重ねる際に、マスクの位置ずれを起こすことなく、圧電振動素子の接続電極のAu電極膜を除去でき、発振周波数の変動を防止す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。 The present invention has been made in view of the above problems, and when the mask is overlaid on the piezoelectric element plate, the Au electrode film of the connection electrode of the piezoelectric vibration element can be removed without causing displacement of the mask, and the oscillation frequency can be reduced. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a piezoelectric device that can prevent fluctuations.
本発明の圧電デバイスの製造方法は、凹部空間を有し、その凹部空間内に圧電振動素子搭載パッドが設けられた容器体に、圧電素板に励振用電極と、励振用電極から引き出された引出電極と、その引出電極と接続する接続電極が形成された圧電振動素子を搭載して、蓋体で凹部空間内を気密封止した圧電デバイスの製造方法であって、励振用電極と、引出電極と、接続電極は、下地電極とAu電極からなっており、圧電振動素子搭載パッドと対向する側の圧電振動素子に設けられた接続電極のAu電極膜をレーザにて除去するレーザ除去工程と、導電性接着剤によって容器体に圧電振動素子を搭載し、導電性接着剤を加熱硬化させ、圧電振動素子搭載パッドと圧電振動素子の接続電極とを導通固着する圧電振動素子固着工程と、蓋体と容器体とを接合するための蓋体接合工程とを含むことを特徴とするものである。 In the method for manufacturing a piezoelectric device of the present invention, a container body having a recessed space and provided with a piezoelectric vibration element mounting pad in the recessed space is extracted from the excitation electrode and the excitation electrode on the piezoelectric element plate. A method of manufacturing a piezoelectric device having a lead electrode and a piezoelectric vibration element on which a connection electrode connected to the lead electrode is formed and hermetically sealing the inside of the concave portion with a lid, the excitation electrode, and the lead electrode The electrode and the connection electrode are composed of a base electrode and an Au electrode, and a laser removal step of removing the Au electrode film of the connection electrode provided on the piezoelectric vibration element on the side facing the piezoelectric vibration element mounting pad with a laser, A piezoelectric vibration element fixing step of mounting a piezoelectric vibration element on a container body with a conductive adhesive, heat-curing the conductive adhesive, and electrically connecting and fixing the piezoelectric vibration element mounting pad and the connection electrode of the piezoelectric vibration element; Body and container body It is characterized in that including a lid bonding process for bonding.
本発明の圧電振動素子搭載装置は、凹部空間を有した容器体に圧電振動素子を搭載する圧電振動素子搭載装置であって、容器体が収容されている搬送治具を所定の位置に移動させる第一の搬送手段と、第一の搬送手段により搬送されて所定の位置で停止した搬送治具に収容されている容器体の凹部空間内に設けられた圧電振動素子搭載パッドに導電性接着を付着させる接着剤付着手段と、複数の圧電振動素子が載置された電極膜形成治具を保持する電極膜形成治具供給手段と、電極膜形成治具を電極膜形成治具供給手段から移動させ所定の位置で停止させる第二の搬送手段と、第二の搬送手段により搬送された電極膜形成治具に載置されている複数の圧電振動素子を所定の位置に移動させる素子搭載手段と、素子搭載手段により移動された複数の圧電振動素子が通過する際に、レーザを照射し、圧電振動素子の接続電極のAu電極を除去するためのレーザ手段と、を備えて構成されることを特徴とするものである。 A piezoelectric vibration element mounting apparatus according to the present invention is a piezoelectric vibration element mounting apparatus that mounts a piezoelectric vibration element on a container body having a recessed space, and moves a conveying jig in which the container body is accommodated to a predetermined position. Conductive adhesion is applied to the first conveying means and the piezoelectric vibration element mounting pad provided in the recessed space of the container body accommodated in the conveying jig which is conveyed by the first conveying means and stopped at a predetermined position. Adhesive attaching means for attaching, electrode film forming jig supplying means for holding an electrode film forming jig on which a plurality of piezoelectric vibration elements are mounted, and moving the electrode film forming jig from the electrode film forming jig supplying means And a second transport unit that stops at a predetermined position, and an element mounting unit that moves the plurality of piezoelectric vibration elements mounted on the electrode film forming jig transported by the second transport unit to a predetermined position; The compound moved by the element mounting means When the piezoelectric vibrating element passes, is irradiated with a laser, it is characterized in being configured with a laser means for removing the Au electrodes of the connecting electrodes of the piezoelectric vibrating element.
本発明の圧電デバイスの製造方法によれば、レーザ除去工程で、レーザにて圧電振動素子の接続電極のAu電極膜を除去しているので、従来のようなエッチングにて接続電極のAu電極膜を除去する際に生じるマスクの位置ずれにより、除去する箇所もずれてしまうことを防止することが可能となる。 According to the method for manufacturing a piezoelectric device of the present invention, since the Au electrode film of the connection electrode of the piezoelectric vibration element is removed with a laser in the laser removing step, the Au electrode film of the connection electrode is etched by conventional etching. It is possible to prevent the portion to be removed from being displaced due to the displacement of the mask that occurs when removing the film.
また、レーザ除去工程は、圧電振動素子固着工程中に行うことにより、圧電振動素子の接続電極のAu電極膜を除去した後、下地電極膜が露出したままの状態で保管しておくことがなく、すぐに圧電振動素子を圧電振動素子搭載パッド上の導電性接着剤に搭載されるため、圧電振動素子の下地電極膜が酸化しにくい。よって、圧電振動素子の下地電極膜の酸化による発振周波数の変動を防止することが可能となる。 In addition, the laser removal process is performed during the piezoelectric vibration element fixing process, so that after removing the Au electrode film of the connection electrode of the piezoelectric vibration element, it is not stored in a state where the base electrode film is exposed. Since the piezoelectric vibration element is immediately mounted on the conductive adhesive on the piezoelectric vibration element mounting pad, the base electrode film of the piezoelectric vibration element is hardly oxidized. Accordingly, it is possible to prevent fluctuations in the oscillation frequency due to oxidation of the base electrode film of the piezoelectric vibration element.
また、本発明の圧電振動素子搭載装置によれば、素子搭載手段により移動された複数の前記圧電振動素子が通過する際に、レーザを照射し、圧電振動素子の接続電極のAu電極膜を除去するためのレーザ手段を備えていることより、圧電振動素子の接続電極のAu電極膜を除去した後、すぐに圧電振動素子を圧電振動素子搭載パッド上の導電性接着剤に搭載することができるため、圧電振動素子の下地電極膜の酸化による発振周波数の変動を防止することが可能となる。 Further, according to the piezoelectric vibration element mounting apparatus of the present invention, when the plurality of piezoelectric vibration elements moved by the element mounting means pass, a laser is irradiated to remove the Au electrode film of the connection electrode of the piezoelectric vibration element. Since the laser means is provided, the piezoelectric vibration element can be mounted on the conductive adhesive on the piezoelectric vibration element mounting pad immediately after the Au electrode film of the connection electrode of the piezoelectric vibration element is removed. Therefore, it is possible to prevent fluctuations in the oscillation frequency due to oxidation of the base electrode film of the piezoelectric vibration element.
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る圧電デバイスを示す分解斜視図である。図2は、図1のA−A断面図である。図3は、本発明の実施形態に係る圧電デバイスを構成する圧電振動素子の外観斜視図である。図4は、図3のB−B断面図である。尚、圧電デバイスに用いる圧電振動素子の圧電材に水晶を用いた場合について説明する。
以下、圧電デバイスの一例である水晶振動子について説明する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a piezoelectric device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. FIG. 3 is an external perspective view of the piezoelectric vibration element constituting the piezoelectric device according to the embodiment of the present invention. 4 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. A case where crystal is used as the piezoelectric material of the piezoelectric vibration element used in the piezoelectric device will be described.
Hereinafter, a crystal resonator which is an example of a piezoelectric device will be described.
次に、圧電デバイスは、例えば図1及び図2に示す水晶振動子100であって、容器体10と水晶振動素子20と蓋体30とで主に構成されている。この水晶振動子100は、前記容器体10の一方の主面に形成されている凹部空間11内に、水晶振動素子20が搭載された構造となっている。
Next, the piezoelectric device is, for example, the
水晶振動素子20は、水晶素板21と、励振用電極22と、引出電極23と、接続電極24によって構成されている。
図1〜図4に示すように、水晶素板21に励振用電極22と、その励振用電極22から引き出された引出電極23と、その引出電極23と接続されている接続電極24を被着形成したものである。
前記励振用電極22と、前記引出電極23と、前記接続電極24は、下地電極膜22a、23a、24aとAu電極膜22b、23b、24bからなっている。
前記下地金属膜22a、23a、24aは、例えば、Cr、Ti、NiCrをスパッタにより蒸着することで形成されている。
前記Au電極膜22b、23b、24bは、下地金属膜22a、23a、24aの主面に積層するように形成されている。
The
As shown in FIGS. 1 to 4, an
The
The
The Au
このような水晶振動素子20は、外部からの交番電圧が接続電極24を介して水晶素板21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すようになっている。
水晶素板21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された概略平板状で平面形状が例えば四角形となっている。
励振用電極22は、前記水晶素板21の表裏両主面に被着・形成したものである。
引出電極23は、前記励振用電極22から引き出され、後述する接続電極24と接続されている。
接続電極24は、凹部空間11内底面に形成されている圧電振動素子搭載パッド13と、導電性接着剤40を介して電気的且つ機械的に接続することによって凹部空間11に搭載される。
図3及び図4に示すように、この接続電極24には、Au電極膜24bを削除することで形成された溝部25が設けられている。つまり、溝部25の露出している部分が下地金属膜24aとなっている。
また、このような水晶振動素子20は、表裏主面にそれぞれ設けられた励振用電極22から一辺に延設された引出電極23と接続されている接続電極24を圧電振動素子搭載パッド13に導電性接着剤40で固着することで片持ち固定されている。
Such a
The
The
The
The
As shown in FIGS. 3 and 4, the
In addition, such a
容器体10は、基板部10aと前記基板部10aの一方の主面に設けられた枠部10bによって構成されている。
この基板部10a及び枠部10bは、アルミナセラミックス、ガラス−セラミック等のセラミック材料によって形成されている。
図1及び図2に示すように、基板部10aの一方の主面と枠部10bによって凹部空間11が形成されている。
この容器体10の凹部空間11を囲繞する枠部10bの開口側頂面の全周には、環状の封止用導体パターン12が形成されている。
容器体10の凹部空間11内に露出した基板部10aの一方の主面には、圧電振動素子搭載パッド13が設けられている。
容器体10の基板部10aの他方の主面の4隅には、外部接続用電極端子14が設けられている。
圧電振動素子搭載パッド13と外部接続用電極端子14は、前記容器体10の凹部空間11内の基板部10a内部に形成された配線パターン(図示せず)と基板部10aの内部に形成されたビア導体(図示せず)により接続されている。
The
The
As shown in FIGS. 1 and 2, a recessed
An annular
A piezoelectric vibration
External
The piezoelectric vibration
尚、この封止用導体パターン12は、後述する蓋体30を、容器体10に接合する際に用いられ、蓋体30に形成された封止部材31の濡れ性を良好にして接合し、凹部空間11の気密信頼性及び生産性を向上させることができる。
The sealing
蓋体30は、容器体10の枠部10bの開口側頂面上に凹部空間11の開口部を覆うように配置接合される。この蓋体30は、前記封止用導体パターン12に対応する箇所に封止部材31が設けられている。
また、このような封止部材31は、前記封止用導体パターン12表面の凹凸を緩和し、凹部空間11内の気密性の低下を防ぐことが可能となる。
The
Further, such a sealing
また、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の表面には、ニッケル(Ni)層が形成され、更にニッケル(Ni)層の上の少なくとも封止用導体パターン12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。
The
前記導電性接着剤40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(Al)、モリブデン(Mo)、タングステン(W)、白金(Pt)、パラジウム(Pd)、銀(Ag)、チタン(Ti)、ニッケル(Ni)、ニッケル鉄(NiFe)、のうちのいずれかまたはこれらの組み合わせを含むものが用いられている。 The conductive adhesive 40 contains conductive powder as a conductive filler in a binder such as a silicone resin. As the conductive powder, aluminum (Al), molybdenum (Mo), tungsten (W ), Platinum (Pt), palladium (Pd), silver (Ag), titanium (Ti), nickel (Ni), nickel iron (NiFe), or a combination thereof is used. .
尚、前記容器体10は、例えば、アルミナセラミックスから成る場合、所定のセラミック材料粉末に適当な有機溶剤等を添加・混合して得たセラミックグリーンシートの表面に、封止用導体パターン12、圧電振動素子搭載パッド13、外部接続用電極端子14等となる導体ペーストを、また、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ビア導体となる導体ペーストを従来周知のスクリーン印刷によって塗布するとともに、これを複数枚積層してプレス成形した後、高温で焼成することにより製作される。
When the
また、前記封止用導体パターン12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11を環状に囲繞する形態で枠部10bに被着させることによって、10μm〜25μmの厚みに形成されている。
The sealing
次に本発明の実施形態に係る圧電デバイスの製造方法について図5〜図7を用いて説明する。
図5(a)は、本発明の実施形態に係る圧電デバイスの製造方法の下地電極膜形成工程を示す断面図であり、図5(b)は、本発明の実施形態に係る圧電デバイスの製造方法のAu電極膜形成工程を示す断面図であり、図5(c)は、本発明の実施形態に係る圧電デバイスの製造方法のAu電極膜除去工程を示す段面図である。図6(a)は、本発明の実施形態に係る圧電デバイスの製造方法の圧電振動素子固着工程を示す断面図であり、図6(b)は、本発明の実施形態に係る圧電デバイスの製造方法の蓋体接合工程を示す断面図である。図7は、本発明の圧電デバイスの製造方法で使用される電極膜形成治具の一例を概念的に示す斜視図である。
Next, a method for manufacturing a piezoelectric device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 5A is a cross-sectional view showing the base electrode film forming step of the method for manufacturing a piezoelectric device according to the embodiment of the present invention, and FIG. 5B is the manufacturing of the piezoelectric device according to the embodiment of the present invention. FIG. 5C is a cross-sectional view showing the Au electrode film removing step of the method for manufacturing a piezoelectric device according to the embodiment of the present invention. FIG. 6A is a cross-sectional view illustrating a piezoelectric vibration element fixing step of the piezoelectric device manufacturing method according to the embodiment of the present invention, and FIG. 6B is a manufacturing method of the piezoelectric device according to the embodiment of the present invention. It is sectional drawing which shows the cover body joint process of a method. FIG. 7 is a perspective view conceptually showing an example of an electrode film forming jig used in the method for manufacturing a piezoelectric device of the present invention.
図5(a)に示すように、下地電極膜形成工程は、圧電素板21に、前記励振用電極22と、前記引出電極23と、前記接続電極24を構成する下地電極膜22a、23a、24aを形成する工程である。
圧電素板21を電極膜形成治具50に収容し、例えば、Cr、Ti、NiCrをスパッタにより蒸着し、下地電極膜22a、23a、24aを形成する。
As shown in FIG. 5A, in the base electrode film forming step, the
The
図7に示すように、電極膜形成治具50は、電極膜形成治具本体51と外装体53とから構成されている。
電極膜形成治具本体51と外装体53は、SUS304等のステンレス鋼によって構成された一枚板の金属板により構成されている。
電極膜形成治具本体51は、圧電素板21を挿入可能な収容部52が複数配列された状態で設けられている。この収容部52は、金属板を打ち抜き加工等をすることにより設けられている。
外装体53は、前記電極膜形成治具本体51の両主面に2つ一対でそれぞれに設けられる。この外装体53は、前記圧電素板21と相対し、圧電素板21に設けられる励振用電極22と引出電極23と接続電極24の形状にあった開口が設けられている。
As shown in FIG. 7, the electrode
The electrode film forming jig
The electrode film forming jig
Two
図5(b)に示すように、Au電極膜形成工程は、前記下地電極膜22a、23a、24aの層上にAu電極膜22b、23b、24bを形成する工程である。
つまり、圧電素板21を電極膜形成治具50に収容したままの状態で、スパッタにより蒸着し、下地電極膜22a、23a、24aの主面に積層するように、Au電極膜22b、23b、24bを形成する。
As shown in FIG. 5B, the Au electrode film forming step is a step of forming
That is, the
(レーザ除去工程)
図5(c)に示すように、レーザ除去工程は、圧電振動素子搭載パッド13と対向する側の圧電振動素子に設けられた接続電極のAu電極膜をレーザにて除去する工程である。
圧電素板21に被着形成された接続電極24にレーザを間欠照射し、前記接続電極24のAu電極膜24bを除去する。例えば、この接続電極24の導電性接着剤40と接する箇所に、レーザによって、線状にAu電極膜24bを除去する。
レーザとしては、例えば、炭酸ガスレーザ、YAGレーザ、YVO4レーザ、半導体レーザ、エキシマレーザ等を用いる。
例えば、YVO4レーザの場合には、そのレーザの3倍波で、波長が例えば、300〜400nmのものを用いる。
(Laser removal process)
As shown in FIG. 5C, the laser removing step is a step of removing the Au electrode film of the connection electrode provided on the piezoelectric vibrating element on the side facing the piezoelectric vibrating
The
As the laser, for example, a carbon dioxide laser, a YAG laser, a YVO 4 laser, a semiconductor laser, an excimer laser, or the like is used.
For example, in the case of a YVO 4 laser, the third harmonic of the laser having a wavelength of, for example, 300 to 400 nm is used.
(圧電振動素子固着工程)
図6(a)に示すように、圧電振動素子固着工程は、導電性接着剤40によって、前記容器体10に前記圧電振動素子20を搭載し、前記導電性接着剤40を加熱硬化させ、前記圧電振動素子搭載パッド13と前記圧電振動素子20の前記接続電極24とを導通固着する工程である。
図6(a)に示すように、容器体10の凹部空間11内の基板部10aには一対の圧電振動素子搭載パッド13が設けられており、前記圧電振動素子搭載パッド13上に導電性接着剤40を塗布し、この圧電振動素子搭載パッド13に塗布された導電性接着剤40に圧電振動素子20の表面に形成した励振用電極22から延設した接続電極24を付着させる形態で圧電振動素子20を搭載する。
(Piezoelectric vibration element fixing process)
As shown in FIG. 6A, in the piezoelectric vibration element fixing step, the
As shown in FIG. 6A, a pair of piezoelectric vibration
前記容器体10には、搬送治具60に収容された状態で圧電振動素子20が搭載される。
搬送治具60は、例えば、SUS等の金属材料により形成され、前記容器体10を確実に固定し、各工程を流す際に用いられるものである。また、各工程は、容器体10を搬送治具60に収容した状態で行われる。
前記搬送治具60の厚みは、前記容器体10の厚みよりも厚くなっており、前記容器体10を収容し固定するための収容部が複数形成されている。その収容部内に容器体10を収容している。
The
The
The thickness of the conveying
(蓋体接合工程)
図6(b)に示すように、蓋体接合工程は、蓋体30と前記容器体10とを接合するための工程である。
前記蓋体30を圧電振動素子20が搭載された容器体10の凹部空間11を覆う形態で搭載し、封止部材31を加熱溶融することにより、前記蓋体30と前記容器体10とを接合する。
加熱手段としては、キセノンランプやハロゲンランプ等を用い、これらの熱源から熱光線を、蓋体30が配置された容器体10に照射することによって、蓋体30の封止部材31を溶融し、容器体10の封止用導体パターン12に接合する。
(Cover body joining process)
As shown in FIG. 6B, the lid joining process is a process for joining the
The
As the heating means, a xenon lamp, a halogen lamp or the like is used, and the sealing
本発明の圧電デバイスの製造方法によれば、Au電極膜除去工程で、レーザにて圧電振動素子20の接続電極24のAu電極膜24bを除去しているので、従来のようなエッチングにて接続電極24のAu電極膜24bを除去する際に生じるマスクの位置ずれにより、除去する箇所もずれてしまうことを防止することが可能となる。
また、レーザ除去工程は、圧電振動素子固着工程中に行うことにより、圧電振動素子20の接続電極24のAu電極膜24bを除去した後、下地電極膜24aが露出したままの状態で保管しておくことがなく、すぐに圧電振動素子20を圧電振動素子搭載パッド13上の導電性接着剤40に搭載されるため、圧電振動素子20の下地電極膜24aが酸化しにくい。よって、圧電振動素子20の下地電極膜24aの酸化による発振周波数の変動を防止することが可能となる。
According to the method for manufacturing a piezoelectric device of the present invention, since the
Further, the laser removal process is performed during the piezoelectric vibration element fixing process, so that the
ここで、レーザ除去工程から圧電振動素子固着工程までを行う圧電振動素子搭載装置について説明する。
図8は、本発明の実施形態に係る圧電振動素子搭載装置の一例を概念的に示す斜視図である。図9は、図8のC部分拡大図である。
図8及び図9に示すように、圧電振動素子搭載装置190は、容器体10の凹部空間11内底面に設けられた圧電振動素子搭載パッド13に導電性接着剤40を付着させ、その導電性接着剤40に圧電振動素子20を接触させることで搭載する装置である。
Here, a piezoelectric vibration element mounting apparatus that performs the laser removal process to the piezoelectric vibration element fixing process will be described.
FIG. 8 is a perspective view conceptually showing an example of the piezoelectric vibration element mounting device according to the embodiment of the present invention. FIG. 9 is an enlarged view of part C of FIG.
As shown in FIGS. 8 and 9, the piezoelectric vibration
図8及び図9に示すように、圧電振動素子搭載装置190は、第一の搬送手段110と、接着剤付着手段120と、電極膜形成治具供給手段130と、第二の搬送手段140と、素子搭載手段150と、レーザ手段160とから主に構成されている。
As shown in FIGS. 8 and 9, the piezoelectric vibration
また、この圧電振動素子搭載装置190は、第一の搬送手段110と第二の搬送手段140とが平行となるように備えられ、第一の搬送手段110と第二の搬送手段140との間にレーザ手段160が備えられ、また、第一の搬送手段110と第二の搬送手段140とを跨ぐようにガイドレールRが設けられ、このガイドレールRに接着剤付着手段120と素子搭載手段150とが備えられている。また、第二の搬送手段140の一方の端部側に電極膜形成治具供給手段130が備えられている。
なお、この圧電振動素子搭載装置190において、電極膜形成治具50の移動方向、つまり電極膜形成治具50の搬送方向をY方向、平行となる第一の搬送手段110と第二の搬送手段140とに直交する方向をX方向、このX方向とY方向の両方に直交する方向をZ方向とする。
In addition, the piezoelectric vibration
In the piezoelectric vibration
第一の搬送手段110は、搬送治具60を所定の位置に移動させる役割を果たす。
この第一の搬送手段110上に搬送治具60が載置され、後述する接着剤付着手段120と素子搭載手段150とが移動してくる位置の下に凹部空間11の所定の列が位置するように、搬送治具60を移動させる。つまり、Y方向に搬送治具60を搬送することができる。
ここで、列とは、第一の搬送手段110の移動方向に対して直交する方向に並んだ状態の複数の凹部空間11の集合をいう。
The 1st conveyance means 110 plays the role which moves the
A conveying
Here, the row refers to a set of a plurality of recessed
この第一の搬送手段110は、所定の位置に搬送治具60を移動させた後、搬送治具60の容器体10に形成された凹部空間11で構成される列の間隔ごとに搬送治具60を移動させる役割も果たす。
この列の間隔ごとの移動は、容器体10の凹部空間11底面に設けられた圧電振動素子搭載パッド13に圧電振動素子20が搭載された後に行われる。
The
The movement at intervals of this row is performed after the
接着剤付着手段120は、第一の搬送手段110により搬送されて所定の位置で停止した搬送治具60に搭載されている容器体10の凹部空間11内底面に設けられた圧電振動素子搭載パッド13に導電性接着剤40を付着させる役割を果たす。この接着剤付着手段120には、第一の搬送手段110側に導電性接着剤40を出すための複数のディスペンサーDが、列をなす容器体10の凹部空間11内底面の圧電振動素子搭載パッド13と対向するように設けられている。つまり、X方向に複数のディスペンサーDが設けられている。これらディスペンサーDは、Z方向に往復して移動可能であり、搬送治具60に収容されている容器体10の凹部空間11内底面に設けられた圧電振動素子搭載パッド13に導電性接着剤40を付着させるとき、及び付着させ終わったときにZ方向に移動する。
The adhesive adhering means 120 is a piezoelectric vibration element mounting pad provided on the bottom surface in the recessed
なお、搬送治具60に搭載されている容器体10の凹部空間11内底面に設けられた圧電振動素子搭載パッド13に導電性接着剤40の付着が完了すると、X方向に移動することとなる。
When the
なお、付着とは、圧電振動素子搭載パッド13に導電性接着剤40を付けることをいい、ディスペンサーで導電性接着剤40を圧電振動素子搭載パッド13に塗布することを含む。従って、接着剤付着手段120の第一の搬送手段110側に転写ヘッドが設けられている場合は、導電性接着剤40が圧電振動素子搭載パッド13に転写される場合も含む。
The adhesion means that the
電極膜形成治具供給手段130は、複数の圧電振動素子20が載置された電極膜形成治具50を保持する役割を果たす。
この電極膜形成治具供給手段130は、複数の圧電振動素子20が搭載された電極膜形成治具50を複数保持するようになっている。なお、この電極膜形成治具供給手段130は、他の工程により構成された複数の電極膜形成治具50を自動又は手動で保持しても良い。
The electrode film forming jig supply means 130 plays a role of holding the electrode
The electrode film forming jig supply means 130 holds a plurality of electrode
第二の搬送手段140は、電極膜形成治具50を電極膜形成治具供給手段130から移動させ、所定の位置で停止させる役割を果たす。
この第二の搬送手段140は、例えば、第一の搬送手段110と同一方向に電極膜形成治具50を移動させることができるようになっている。つまり、Y方向に電極膜形成治具50を搬送することができる。この第二の搬送手段140上に電極膜形成治具50が載置され、後述する素子搭載手段150が移動してくる位置の下に圧電振動素子20の所定の列が位置するように、電極膜形成治具50を移動させる。
The
The
ここで、列とは、第二の搬送手段140の移動方向に対して直交する方向に並んだ状態の複数の圧電振動素子20の集合をいう。
また、この第二の搬送手段140は、所定の位置に電極膜形成治具50を移動させた後、電極膜形成治具50に設けられた複数の圧電振動素子20で構成される列の間隔ごとに電極膜形成治具50を移動させる役割も果たす。この列ごとの移動は、電極膜形成治具50に載置された列をなす複数の圧電振動素子20がなくなったときに移動することができる。
Here, the row refers to a set of a plurality of
Further, the second conveying means 140 moves the electrode
素子搭載手段150は、第二の搬送手段140により搬送された電極膜形成治具50に載置されている圧電振動素子20を所定の位置に、つまり、搬送治具60に収容されている容器体10の凹部空間11内底面に設けられた圧電振動素子搭載パッド13に載置する役割を果たす。
この素子搭載手段150は、ガイドレールRに備えられている。また、この素子搭載手段150には、第二の搬送手段140側に圧電振動素子20を吸着するための吸着部V1が、列をなす圧電振動素子20と対向するように設けられている。つまり、X方向に複数の吸着部V1が設けられている。これら吸着部V1は、Z方向に往復して移動可能であり、電極膜形成治具50から圧電振動素子20を吸着するとき、及び搬送治具60に搭載されている容器体10に載置するときにZ方向に移動する。また、新に圧電振動素子20を吸着するときにX方向に移動する。
The element mounting means 150 is configured to place the
The element mounting means 150 is provided on the guide rail R. Further, the element mounting means 150 is provided with an adsorption portion V1 for adsorbing the
また、搬送治具60に収容されている容器体10の凹部空間11底面に設けられた圧電振動素子搭載パッド13に搭載する。この圧電振動素子搭載パッド13には、接着剤付着手段120により導電性接着剤40が付着されている。したがって、素子搭載手段150は、圧電振動素子搭載パッド13上の導電性接着剤40に圧電振動素子20を載せることとなる。これにより、搬送治具60に搭載されている容器体10に圧電振動素子20を搭載することができる。
Further, it is mounted on the piezoelectric vibration
図8及び図9に示すように、レーザ手段160は、素子搭載手段150により移動された複数の圧電振動素子20の接続電極24にレーザを照射し、Au電極膜24bを除去する役割を果たす。
レーザ手段160には、照射口161が設けられており、この照射口161からレーザが照射されることになる。
なお、このとき、搬送治具60に収容されている容器体10に形成されている凹部空間11の列と、レーザ手段160の照射口161と、電極膜形成治具50に形成される圧電振動素子20の列とは、同一直線状に位置している。
これにより、圧電振動素子20を素子搭載手段150により、容器体10に搭載する過程で、レーザ手段160の照射口161上で一時停止し、レーザ手段160により、圧電振動素子20の接続電極24のAu電極膜24bを除去することができる。
As shown in FIGS. 8 and 9, the laser means 160 plays a role of irradiating the
The
At this time, the piezoelectric vibrations formed in the rows of the recessed
Thus, in the process of mounting the
また、第一の搬送手段110と接着剤付着手段120と素子搭載手段150とが制御手段により制御されることにより、搬送治具60を列の間隔ごとに移動させる時期と、導電性接着剤40を圧電振動素子搭載パッド13に付着させる時期と、圧電振動素子20を搬送治具60に収容されている容器体10に搭載する時期とをそれぞれずらして行わせることができる。
Further, when the first conveying
また、第二の搬送手段140と素子搭載手段150とが別途又は同一の制御手段により制御されることで、電極膜形成治具50の列の間隔ごとの移動と、圧電振動素子20を吸着する時期とをずらして行うことができる。
Further, the second transporting
本発明の圧電振動素子搭載装置によれば、素子搭載手段150により移動された複数の前記圧電振動素子20が通過する際に、レーザを照射し、圧電振動素子20の接続電極24のAu電極膜24bを除去するためのレーザ手段160を備えていることより、圧電振動素子20の接続電極24のAu電極膜24bを除去した後、すぐに圧電振動素子20を圧電振動素子搭載パッド13上の導電性接着剤40に搭載することができるため、圧電振動素子20の接続電極24の下地電極膜24aの酸化による発振周波数の変動を防止することが可能となる。
According to the piezoelectric vibration element mounting apparatus of the present invention, when a plurality of the
尚、本発明は上述の実施形態に限定されるものでなく、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。
例えば、上述した実施形態においては、圧電デバイスの1つである水晶振動子を例に説明したが、これに代えて、容器体10内の凹部空間11内に、圧電振動素子20と、この圧電振動素子20と電気的に接続した発振回路を内蔵した集積回路素子とを一緒に、又は、容器体10に別個の凹部空間11を形成し、その凹部空間11内に圧電振動素子20と集積回路素子を別個搭載した形態の圧電発振器や、内部に搭載する圧電振動素子20をフィルタとして機能させた圧電フィルタ等の、他の圧電デバイスを製造する方法においても本発明は適用可能である。
In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, A various change, improvement, etc. are possible in the range which does not deviate from the summary of this invention.
For example, in the above-described embodiment, the crystal resonator which is one of the piezoelectric devices has been described as an example, but instead of this, the
更に、上述した実施形態においては、容器体10の枠部10bをアルミナセラミックスから成る場合について説明したが、枠部10bを42アロイやコバール等の金属から成り、枠状になっているシールリングを用いても構わない。この場合、蓋体の接合方法としては、シーム溶接法が用いられる。
Furthermore, in the above-described embodiment, the case where the
10・・・容器体
10a・・・基板部
10b・・・枠部
11・・・凹部空間
12・・・封止用導体パターン
13・・・圧電振動素子搭載パッド
14・・・外部接続用電極端子
20・・・圧電振動素子
21・・・圧電素板
22・・・励振用電極
23・・・引出電極
24・・・接続電極
22a、23a、24a・・・下地電極膜
22b、23b、24b・・・Au電極膜
25・・・溝部
30・・・蓋体
31・・・封止部材
40・・・導電性接着剤
50・・・電極膜形成治具
60・・・搬送治具
100・・・圧電デバイス
110・・・第一の搬送手段
120・・・接着剤付着手段
130・・・電極膜形成治具供給手段
140・・・第二の搬送手段
150・・・素子搭載手段
160・・・レーザ手段
190・・・圧電振動素子搭載装置
V1・・・吸着部
DESCRIPTION OF
Claims (2)
圧電素板に励振用電極と、前記励振用電極から引き出された引出電極と、その引出電極と接続する接続電極が形成された圧電振動素子を搭載して、蓋体で前記凹部空間内を気密封止した圧電デバイスの製造方法であって、
前記励振用電極と、前記引出電極と、前記接続電極は、下地電極膜とAu電極膜からなっており、
前記圧電振動素子搭載パッドと対向する側の前記圧電振動素子に設けられた前記接続電極のAu電極膜をレーザにて除去するレーザ除去工程と、
導電性接着剤によって前記容器体に前記圧電振動素子を搭載し、前記導電性接着剤を加熱硬化させ、前記圧電振動素子搭載パッドと前記圧電振動素子の前記接続電極とを導通固着する圧電振動素子固着工程と、
前記蓋体と前記容器体とを接合するための蓋体接合工程とを含むことを特徴とする圧電デバイスの製造方法。 In a container body having a recessed space and provided with a piezoelectric vibration element mounting pad in the recessed space,
A piezoelectric vibration element in which an excitation electrode, an extraction electrode drawn from the excitation electrode, and a connection electrode connected to the extraction electrode are mounted on the piezoelectric base plate, and the inside of the recessed space is aired with a lid. A method for manufacturing a hermetically sealed piezoelectric device comprising:
The excitation electrode, the extraction electrode, and the connection electrode are composed of a base electrode film and an Au electrode film,
A laser removal step of removing the Au electrode film of the connection electrode provided on the piezoelectric vibration element on the side facing the piezoelectric vibration element mounting pad with a laser;
A piezoelectric vibration element in which the piezoelectric vibration element is mounted on the container body with a conductive adhesive, the conductive adhesive is heated and cured, and the piezoelectric vibration element mounting pad and the connection electrode of the piezoelectric vibration element are conductively fixed. Fixing process;
A method for manufacturing a piezoelectric device, comprising: a lid body joining step for joining the lid body and the container body.
容器体が収容されている搬送治具を所定の位置に移動させる第一の搬送手段と、
前記第一の搬送手段により搬送されて所定の位置で停止した前記搬送治具に収容されている前記容器体の前記凹部空間内に設けられた圧電振動素子搭載パッドに導電性接着剤を付着させる接着剤付着手段と、
複数の前記圧電振動素子が載置された電極膜形成治具を保持する電極膜形成治具供給手段と、
前記電極膜形成治具を前記電極膜形成治具供給手段から移動させ所定の位置で停止させる第二の搬送手段と、
前記第二の搬送手段により搬送された前記電極膜形成治具に載置されている複数の前記圧電振動素子を所定の位置に移動させる素子搭載手段と、
前記素子搭載手段により移動された複数の前記圧電振動素子が通過する際に、レーザを照射し、圧電振動素子の接続電極のAu電極膜を除去するためのレーザ手段と、を備えて構成されることを特徴とする圧電振動素子搭載装置。 A piezoelectric vibration element mounting apparatus for mounting a piezoelectric vibration element on a container body having a recessed space,
First transport means for moving a transport jig in which a container body is housed to a predetermined position;
A conductive adhesive is attached to the piezoelectric vibration element mounting pad provided in the concave space of the container body accommodated in the conveyance jig that has been conveyed by the first conveyance means and stopped at a predetermined position. Adhesive adhesive means;
An electrode film forming jig supply means for holding an electrode film forming jig on which a plurality of the piezoelectric vibration elements are mounted;
A second conveying means for moving the electrode film forming jig from the electrode film forming jig supply means and stopping it at a predetermined position;
Element mounting means for moving the plurality of piezoelectric vibration elements mounted on the electrode film forming jig transported by the second transport means to a predetermined position;
Laser means for irradiating a laser when a plurality of the piezoelectric vibration elements moved by the element mounting means pass, and for removing the Au electrode film of the connection electrode of the piezoelectric vibration element. The piezoelectric vibration element mounting apparatus characterized by the above-mentioned.
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