JP6315418B1 - 圧電振動素子搭載用の集合基板及びその製造方法、並びに、圧電振動子の製造方法 - Google Patents

圧電振動素子搭載用の集合基板及びその製造方法、並びに、圧電振動子の製造方法 Download PDF

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Abstract

集合基板(10)を用意すること、集合基板にスルーホール(20)及び電極層(400)を形成することを含み、電極層は、スルーホール内に設けられたビア電極と、ビア電極に電気的に接続された裏面電極と、第1配線経路と第2配線経路とを含み、ビア電極は第1方向に配置される第1及び第2ビア電極を有し、第1配線経路は、第1単位領域に設けられ第2単位領域に接する長辺の中央部に至る第1引出電極と、第2単位領域に設けられ第1単位領域に接する長辺の中央部に至る第2引出電極とを含み、第1及び第2ビア電極は、第2方向に配置されるビア電極とは基板配置領域では互いに電気的に絶縁されており、第1引出電極と第2引出電極を長辺の中央部で互いに接続することによって、第1ビア電極に電気的に接続された裏面電極と第2ビア電極に電気的に接続された裏面電極とを互いに電気的に接続することを含む。

Description

本発明は、圧電振動素子搭載用の集合基板及びその製造方法、並びに、圧電振動子の製造方法に関する。
発振装置や帯域フィルタなどに用いられる圧電振動子が知られている(特許文献1及び2参照)。例えば、特許文献1には、圧電振動子における圧電振動素子を搭載するための基板の製造方法として、矩形形状の複数の個片基板が生成される多数個取り配線基板が、各個片基板の長辺及び短辺を越えて各電極を接続する接続用導体と、母基板外周に形成された環状の共通導体枠を備え、当該配線基板に電解めっき工法を施す方法が開示されている。
特開2000−165004号公報 特開2012−222537号公報
しかし、特許文献1に開示される製造方法においては、配線基板の切断において接続用導体の端面が露出するため、特に端子間の距離が短い短辺側においてマイグレーションが発生し得るという問題がある。一方、無電解めっき工法によれば給電用の配線を設けることなくめっきを施すことができるため、マイグレーションの発生は回避できる。しかし、無電解めっき工法は、電解めっき工法に比較してめっきの反応速度が遅いために加工時間が長くなり、加工の制御が複雑となる。また、形成されるめっき電極層の膜厚が電解めっき工法に比較して薄いため、下地の電極がめっき電極層に拡散し、電極の導通の信頼性が劣る。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、基板に形成される電極の信頼性が向上する圧電振動素子搭載用の集合基板及びその製造方法、並びに、圧電振動子の製造方法を提供することを目的とする。
本発明の一側面に係る圧電振動素子搭載用の集合基板の製造方法は、(a)互いに直交する第1方向及び第2方向に格子状に配列された複数の単位領域からなる基板配置領域と、基板配置領域の外側に位置する周辺領域とを含み、それぞれの単位領域が第1方向に沿ってのびる長辺と第2方向に沿ってのびる短辺とを有する矩形状をなしている、集合基板を用意すること、(b)複数の単位領域を区画する境界線が交差する交差位置に、集合基板の表面と裏面を貫通するスルーホールを形成すること、(c)集合基板に電気めっきを含む処理を行い、電極層を形成することを含み、電極層は、交差位置のスルーホール内に設けられたビア電極と、集合基板の裏面において単位領域の4つの角部に対応して設けられ、4つの角部に設けられたビア電極に電気的に接続された裏面電極と、基板配置領域に設けられ、第1方向に電気的に接続されて延在する一群のビア電極を形成するように複数のビア電極を第1方向に電気的に接続する第1配線経路と、周辺領域に設けられ、一群のビア電極を第2方向に電気的に接続する第2配線経路と、を含み、複数の単位領域は、第2方向に互いに隣接する第1単位領域及び第2単位領域を有し、複数のビア電極は、第1単位領域と第2単位領域の間の境界線上において第1方向に並んで配置される第1ビア電極及び第2ビア電極を有し、第1配線経路は、第1単位領域に設けられかつ第1単位領域における第2単位領域に接する長辺の中央部に至る第1引出電極と、第2単位領域に設けられかつ第2単位領域における第1単位領域に接する長辺の中央部に至る第2引出電極とを含み、第1ビア電極及び第2ビア電極は、それぞれ、第2方向に並んで配置される他のビア電極とは、周辺領域のみで互いに電気的に接続されるように基板配置領域では互いに電気的に絶縁されており、(c)において、第1引出電極と第2引出電極をそれぞれ長辺の中央部で互いに接続して形成することによって、第1ビア電極に電気的に接続された裏面電極と、第2ビア電極に電気的に接続された裏面電極とを互いに電気的に接続することを含む。
上記方法によれば、各単位領域の短辺側の境界線上に引出電極を設けることなく、長辺側の境界線の中央部を接続する引出電極によって各電極を電気的に接続することができる。このため、各単位領域の短辺側では、引出電極の存在に起因するマイグレーションの発生を抑制することができ、また、各単位領域の長辺側では、引出電極の切断面と、スルーホール内に設けられたビア電極の切断面との距離が長いため、マイグレーション発生のリスクが低減される。したがって、電気的な接続の信頼性を向上させることができる。
本発明の一側面に係る圧電振動素子搭載用の集合基板は、互いに直交する第1方向及び第2方向に格子状に配列された複数の単位領域からなり、それぞれの単位領域が第1方向に沿ってのびる長辺と第2方向に沿ってのびる短辺とを有する矩形状をなしている、基板配置領域と、基板配置領域の外側に位置する周辺領域と、基板配置領域及び周辺領域に設けられた電極層とを備えた集合基板であって、電極層は、複数の単位領域を区画する境界線が交差する交差位置における集合基板の表面と裏面を貫通するスルーホール内に設けられたビア電極と、集合基板の裏面において単位領域の4つの角部に対応して設けられ、4つの角部に設けられたビア電極に電気的に接続された裏面電極と、基板配置領域に設けられ、第1方向に電気的に接続されて延在する一群のビア電極を形成するように複数のビア電極を第1方向に電気的に接続する第1配線経路と、周辺領域に設けられ、一群のビア電極を第2方向に電気的に接続する第2配線経路と、を含み、複数の単位領域は、第2方向に互いに隣接する第1単位領域及び第2単位領域を有し、複数のビア電極は、第1単位領域と第2単位領域の間の境界線上において第1方向に並んで配置される第1ビア電極及び第2ビア電極を有し、第1配線経路は、第1単位領域に設けられかつ第1単位領域における第2単位領域に接する長辺の中央部に至る第1引出電極と、第2単位領域に設けられかつ第2単位領域における第1単位領域に接する長辺の中央部に至る第2引出電極とを含み、第1ビア電極及び第2ビア電極は、それぞれ、第2方向に並んで配置される他のビア電極とは、周辺領域のみで互いに電気的に接続されるように基板配置領域では互いに電気的に絶縁されており、第1引出電極と第2引出電極はそれぞれ長辺の中央部で互いに接続されることによって、第1ビア電極に電気的に接続された裏面電極と、第2ビア電極に電気的に接続された裏面電極とが互いに電気的に接続される。
上記構成によれば、各単位領域の短辺側の境界線には引出電極を有さず、長辺側の境界線の中央部を接続する引出電極によって各電極が電気的に接続される。このため、各単位領域の短辺側では、引出電極の存在に起因するマイグレーションの発生を抑制することができ、また、各単位領域の長辺側では、引出電極の切断面と、スルーホール内に設けられたビア電極の切断面との距離が長いため、マイグレーション発生のリスクが低減される。したがって、電気的な接続の信頼性を向上させることができる。
本発明によれば、基板に形成される電極の信頼性が向上する圧電振動素子搭載用の集合基板及びその製造方法、並びに、圧電振動子の製造方法を提供することができる。
図1は、本発明の第1実施形態に係る圧電振動子の分解斜視図である。 図2は、本発明の第1実施形態に係る基板の第1面の平面図である。 図3は、本発明の第1実施形態に係る基板の第2面の平面図である。 図4は、本発明の第1実施形態に係る集合基板の製造方法を示すフローチャートである。 図5は、本発明の第1実施形態に係る集合基板の製造方法の手順を示す図である。 図6Aは、本発明の第1実施形態に係る集合基板の製造方法の手順を示す図である。 図6Bは、本発明の第1実施形態に係る集合基板の製造方法の手順を示す図である。 図6Cは、本発明の第1実施形態に係る集合基板の製造方法の手順を示す図である。 図6Dは、本発明の第1実施形態に係る集合基板の製造方法の手順を示す図である。 図6Eは、本発明の第1実施形態に係る集合基板の製造方法の手順を示す図である。 図7は、本発明の第1実施形態に係る集合基板の第1面の平面図である。 図8は、本発明の第1実施形態に係る集合基板の第2面の平面図である。 図9は、本発明の第1実施形態に係る圧電振動子の製造方法を示すフローチャートである。 図10は、本発明の第1実施形態の変形例に係る集合基板の第1面の平面図である。 図11は、本発明の第2実施形態に係る集合基板の第1面の平面図である。 図12は、本発明の第2実施形態に係る集合基板の第2面の平面図である。
以下に本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の構成要素は同一又は類似の符号で表している。図面は例示であり、各部の寸法や形状は模式的なものであり、本願発明の技術的範囲を当該実施の形態に限定して解するべきではない。
==第1実施形態==
<圧電振動子>
図1〜図3を参照しつつ、本実施形態に係る圧電振動子1を説明する。図1は、本発明の第1実施形態に係る圧電振動子の分解斜視図であり、図2は、本発明の第1実施形態に係る基板の第1面の平面図であり、図3は、本発明の第1実施形態に係る基板の第2面の平面図である。
図1に示されるように、本実施形態に係る圧電振動子1は、圧電振動素子(Piezoelectric Resonator)100と、蓋部材200と、基板300とを備える。蓋部材200及び基板300は、圧電振動素子100を収容するための保持器(ケース又はパッケージ)の構成の一部である。
圧電振動素子100は、圧電基板110と、圧電基板110の表裏面にそれぞれ設けられた励振電極(Excitation Electrodes)120,130(以下では、「第1励振電極120及び第2励振電極130」ともいう。)とを含む。第1励振電極120は、圧電基板110の主面である第1面112に設けられ、第2励振電極130は、圧電基板110の第1面112と対向する主面である第2面114に設けられている。
圧電基板110は、所与の圧電材料から形成され、その材料は特に限定されるものではない。図1に示される例では、圧電基板110は、三方晶系(Trigonal CrystalSystem)の結晶構造を有し、所定の結晶方位を有する水晶材料から形成されている。すなわち、圧電振動素子100は、水晶材料からなる水晶片(Quartz Crystal Element)を有する水晶振動素子(Quartz Crystal Resonator)であってもよい。圧電基板110は、例えば、ATカットの水晶片である。ATカットの水晶片は、人工水晶の結晶軸であるX軸、Y軸、Z軸のうち、Y軸及びZ軸をX軸の周りにY軸からZ軸の方向に35度15分±1分30秒分回転させた軸をそれぞれY´軸及びZ´軸とした場合、X軸及びZ´軸によって特定される面(以下、「XZ´面」と呼ぶ。他の軸によって特定される面についても同様である。)と平行な面を主面として切り出されたものである。なお、X軸、Y´軸及びZ´軸は互いに直交する。図1に示される例では、ATカットの水晶片である圧電基板110は、Z´軸に平行な長辺と、X軸に平行な短辺と、Y´軸に平行な厚み方向の辺を有しており、XZ´面の平面視において略矩形形状をなしている。ATカットの水晶片を用いた圧電振動素子は、広い温度範囲で高い周波数安定性を有し、また、経時変化特性にも優れて製造することが可能である。また、ATカット水晶片を用いた圧電振動素子は、主要振動として厚みすべり振動モード(Thickness Shear Mode)を含む。以下、ATカットの軸方向を基準として圧電振動子1の各構成を説明する。
なお、圧電基板は上記構成に限定されるものではなく、例えば、X軸に平行な長辺と、Z´軸に平行な短辺とを有するATカット水晶片を適用してもよい。あるいは、厚みすべり振動モードを含む主要振動であれば、ATカット以外の異なるカット(例えばBTカットなど)の水晶片であってもよい。また、圧電基板の材料は水晶に限定されるものではなく、例えば、圧電セラミック(例えばPZT)や酸化亜鉛などのその他の圧電材料を用いてもよい。また、圧電振動素子は、例えばMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)であってもよく、具体的にはシリコン基板にMEMSが形成されたSi−MEMSを用いてもよい。さらに、圧電振動素子は、AlN、LiTaO、LiNbO、PZTなどの所与の圧電材料を用いた圧電MEMSであってもよい。
第1励振電極120は、矩形状の圧電基板110の第1面112の中央に形成され、第2励振電極130は、圧電基板110の第2面114の中央に形成されている。第1励振電極120及び第2励振電極130は一対の電極としてXZ´面を平面視した場合に略全体が重なり合うように配置されている。
圧電基板110には、第1励振電極120に引出電極122を介して電気的に接続された接続電極124と、第2励振電極130に引出電極132を介して電気的に接続された接続電極134とが形成される。具体的には、引出電極122は、第1面112において第1励振電極120からZ´軸負方向側短辺に向かって引き出され、さらに圧電基板110のX軸負方向側の側面を通って、第2面114に形成された接続電極124に接続される。他方、引出電極132は、第2面114において第2励振電極130からZ´軸負方向側短辺に向かって引き出され、第2面114に形成された接続電極134に接続される。一対の接続電極124,134はZ´軸負方向側短辺に沿って配置され、導電性保持部材340,342を介して基板300に電気的導通を図るとともに機械的に保持される。なお、接続電極124,134及び引出電極122,132の配置やパターン形状は限定されるものではなく、他の部材との電気的接続を考慮して適宜変更することができる。
第1励振電極120及び第2励振電極130を含む上記各電極は、例えば、圧電基板110の表面に接合力を高めるためクロム(Cr)層が形成され、当該クロム層の下地の表面上に金(Au)層が形成されることにより構成される。なお、その材料は限定されるものではない。
蓋部材200は、基板300の第1面302(表面)に対向して開口した凹部を有する。なお、本実施形態において蓋部材200は、基板300に搭載されたときに圧電振動素子100を内部空間に収容することができる形状を備えていればよく、その形状は特に限定されるものではない。蓋部材200の材質は特に限定されるものではないが、例えば金属などの導電材料で構成されていてもよい。これによれば、蓋部材200を接地電位に電気的に接続させることによりシールド機能を付加することができる。あるいは、蓋部材200は、絶縁材料又は導電材料・絶縁材料の複合構造であってもよい。
基板300は、圧電振動素子100を励振可能に支持するものである。図1に示される例では、圧電振動素子100が導電性保持部材340,342を介して基板300の第1面302(表面)に励振可能に支持されている。
図1に示される例では、基板300は、Z´軸に平行な長辺と、X軸に平行な短辺と、Y´軸に平行な厚み方向の辺を有しており、XZ´面の平面視において略矩形形状をなしている。基板300は、例えば単層の絶縁性セラミックで形成されている。別の実施形態として、基板300が、複数の絶縁性セラミックシートを積層して焼成することによって形成されてもよい。あるいは、基板300は、ガラス材料(例えばケイ酸塩ガラス、又はケイ酸塩以外を主成分とする材料であって、昇温によりガラス転移現象を有する材料)、水晶材料(例えばATカット水晶)又はガラス繊維にエポキシ系樹脂を含浸させたガラスエポキシ樹脂などで形成してもよい。基板300は耐熱性材料から構成されることが好ましい。基板300は、単層であっても複数層であってもよく、複数層である場合、第1面302の最表層に形成された絶縁層を含んでもよい。また、基板300は、平板な板状をなしてもよいし、あるいは、蓋部材200に対向する向きに開口した凹状をなしてもよい。なお、基板300の製造方法の詳細については後述する。
図2に示されるように、基板300の第1面302(表面)には、複数の電極から成る電極パターン310が形成されている。電極パターン310は、接続電極320,322と、接続電極320,322から第1面302の外縁に向かって引き出される引出電極320a,322aと、引出電極320a,322aから第1面302の各長辺に向かって引き出される引出電極350,352と、ダミー電極324,326と、を含む。
励振信号を伝送する接続電極320には、導電性保持部材340を介して、圧電振動素子100の接続電極124が接続され、他方、励振信号を伝送する接続電極322には、導電性保持部材342を介して、圧電振動素子100の接続電極134が接続される。導電性保持部材340,342は、例えば導電性接着剤が熱硬化されて形成される。引出電極320aは、接続電極320から基板300のいずれか1つの角部に設けられたビア電極330の近傍に引き出されている。引出電極322aは、接続電極322から基板300におけるビア電極330の対角位置にある角部に設けられたビア電極332に向かって、Z´軸方向に沿って引き出されている。引出電極350は、引出電極320a(接続電極320と電気的に接続されている)からZ´軸正方向側に向かってZ´軸方向の中央部付近まで引き出され、X軸負方向側長辺の中央部に接するように引き出されている。引出電極352は、引出電極322a(接続電極322と電気的に接続されている)のZ´軸方向の中央部付近から、X軸正方向側長辺の中央部に接するように引き出されている。引出電極350,352は後述する電解めっき工法のための電極(第1配線経路)である。
本実施形態においては、残りの角部(接続電極320,322と電気的に接続された引出電極320a,322aが配置された角部以外の角部)にダミー電極324,326(又は浮き電極とも呼ばれる。)が形成されている。ダミー電極324,326は、第1励振電極120及び第2励振電極130のいずれとも電気的に接続されていない電極であり、他の電極と同じ導電材料によって形成されている。またダミー電極は、圧電振動子1が実装される実装基板(不図示)に設けられた端子に接続されてもよい。このようなダミー電極を形成することにより、外部電極を形成するための導電材料の付与が容易になる。
基板300の各角部の端面には、ビア電極330,332,334,336が形成されている(図1参照)。図1に示される例では、引出電極320aがX軸負方向及びZ´軸負方向側の角部に形成されたビア電極330に接続され、引出電極322aがX軸正方向及びZ´軸正方向側の角部に形成されたビア電極332に接続されている。また、ダミー電極324,326が残りの角部においてそれぞれビア電極334,336に接続されている。
図1に示される例では、基板300の角部は、その一部が円筒曲面状(キャスタレーション形状とも呼ばれる。)に切断して形成された切り欠き側面を有しており、ビア電極330,332,334,336は、このような切り欠き側面及び第2面304(裏面)にかけて連続的に形成されている。当該側面は、後述するスルーホールの内壁に対応する(図7参照)。なお、基板300の角部(すなわち、スルーホールの内壁)の形状はこれに限定されるものではなく、切り欠きの形状は平面状であってもよい。
図3に示されるように、基板300の第2面304(裏面)には、複数の電極から成る電極パターン312が形成されている。電極パターン312は、複数の外部電極(裏面電極)360,362,364,366を含む。
外部電極360,362,364,366は、基板300の第2面304上の各角部付近に形成され、各々、当該角部に向かって引き出され、当該角部の端面に形成されたビア電極330,332,334,336に電気的に接続される。これにより、外部電極360,362,364,366は、ビア電極330,332,334,336を介して基板300の第1面302側の電極に電気的に導通可能となる。
具体的には、外部電極360はX軸負方向及びZ´軸負方向側の角部に配置され、外部電極362はX軸正方向及びZ´軸正方向側の角部に配置され、各々、基板300の第1面302において接続電極320,322を介して第1励振電極120及び第2励振電極130に電気的に接続される。また、外部電極364はX軸負方向及びZ´軸正方向側の角部に配置され、外部電極366はX軸正方向及びZ´軸負方向側の角部に配置され、各々、基板300の第1面302においてダミー電極324,326と電気的に接続される。すなわち、外部電極364,366は、圧電振動素子100の第1励振電極120及び第2励振電極130とは電気的に接続されず、例えば、外部から接地電位が供給される接地用電極であってもよい。蓋部材200が導電性材料からなる場合、蓋部材200を接地用電極である外部電極364,366に電気的に接続することによって、蓋部材200にシールド機能を付加することができる。また、全ての角部に外部電極を形成することにより、圧電振動子1を他の部材に電気的に接続する処理工程が容易となる。
なお、基板300の接続電極、引出電極、及び外部電極の各構成は、上述の例に限定されるものではなく、様々に変形して適用することができる。例えば、図1に示される例では、圧電振動素子100は一方端(導電性保持部材340,342が配置される側の端部)が固定端であり他方端が自由端となっているが、接続電極320,322は、一方がZ´軸正方向側に形成され、他方がZ´軸負方向側に形成されるなど、基板300の第1面302上において互いに異なる側に配置されていてもよい。このような構成においては、圧電振動素子100が、長手方向の一方端及び他方端の両方において基板300に支持されることになる。また、外部電極は矩形状に限らず、円形や多角形等の他の形状であってもよい。
上述の蓋部材200及び基板300の両者が接合材250を介して接合されることによって、圧電振動素子100が、蓋部材200の凹部と基板300とによって囲まれた内部空間(キャビティ)に密封封止される。この場合、内部空間の圧力は大気圧力よりも低圧な真空状態であることが好ましく、これにより第1励振電極120及び第2励振電極130の酸化による経時変化などが低減される。
接合材250は、蓋部材200及び基板300のそれぞれの全周に亘って設けられ、蓋部材200の側壁部と、基板300の第1面302との間に介在している。接合材250は絶縁性材料により構成されていてもよい。絶縁性材料としては、低融点ガラス(例えば鉛ホウ酸系や錫リン酸系等)などのガラス接着材料であってもよく、あるいは、樹脂接着剤であってもよい。これらの絶縁性材料によれば、金属接合に比べて低コストであり、また加熱温度を抑えることができ、製造プロセスの簡易化を図ることができる。
上述の構成により、圧電振動子1においては、基板300の外部電極360,362を介して、圧電振動素子100における一対の第1励振電極120及び第2励振電極130の間に交番電界が印加される。これにより、厚みすべり振動モードを含む振動モードによって圧電基板110が振動し、該振動に伴う共振特性が得られる。
<圧電振動素子搭載用の集合基板及びその製造方法>
次に、図4〜図8を参照しつつ、本発明の第1実施形態に係る集合基板及びその製造方法について説明する。ここで、図4は、本発明の第1実施形態に係る集合基板の製造方法を示すフローチャートであり、図5及び図6A〜図6Eは、本発明の第1実施形態に係る集合基板の製造方法の手順を示す図であり、図7は、本発明の第1実施形態に係る集合基板の第1面の平面図であり、図8は本発明の第1実施形態に係る集合基板の第2面の平面図である。なお、図6A〜図6Eは、図5のVI−VI線断面図と同方向の断面図を工程ごとに示したものである。
まず集合基板10を用意する(図4のS10)。集合基板10は、複数の個片基板を形成するための基板である。当該複数の個片基板は、それぞれ、上述の圧電振動子1における圧電振動素子100を搭載するための基板300として適用され得る。集合基板10の材料は、上述の基板300と同様の材料とすることができる。図5に示されるように、集合基板10は、X軸及びZ´軸に平行な辺を有する略矩形形状をなし、Y´軸に平行な厚み方向の辺を有している。また、集合基板10は、Y´軸正方向側のXZ´面に平行な第1面12(表面)、及びY´軸負方向側のXZ´面に平行な第2面14(裏面)を有する。集合基板10は、XZ´面の平面視における中央部に基板配置領域Rinを有し、基板配置領域Rinの外縁部に周辺領域Routを有する(図5参照)。
基板配置領域Rinは、複数(例えば、M×N個(M,N:自然数))の個片基板P1,1,P1,2,・・・,PM,N(以下、これらの個片基板をまとめてPm,n(m=1,2,・・・,M;n=1,2,・・・,N)とも呼ぶ。)が形成される領域に対応する複数の単位領域r1,1,r1,2,・・・,rM,N(以下、これらの単位領域をまとめてrm,n(m=1,2,・・・,M;n=1,2,・・・,N)とも呼ぶ。)を含む。単位領域rm,nは、各々、Z´軸(第1方向)に平行な長辺と、X軸(第2方向)に平行な短辺を有する略矩形形状をなしており、Z´軸方向及びX軸方向に格子状に配列される。ここで、本明細書では、単位領域の長辺及び短辺がそれぞれ対応する軸に対して平行である態様を一例として説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、単位領域の各辺が軸に沿ってのびるものであれば、軸に対して厳密に平行である態様に限られるものではない。このことは、既に説明した圧電基板110、基板300及び集合基板10の各辺と軸との関係についても同様に当てはまることである。なお、以下の図5〜図12においては、説明の便宜上、単位領域が9つ(M=3;N=3)の場合を例として説明するが、単位領域の個数はこれに限られない。周辺領域Routは、個片基板Pm,nが形成されない領域である。
次に、図5及び図6Aに示されるように、集合基板10に、第1面12から第2面14に貫通する複数のスルーホール201,1,201,2,・・・,20M+1,N+1(以下、これらのスルーホールをまとめて20k,l(k=1,2,・・・,M+1;l=1,2,・・・,N+1)とも呼ぶ。)を形成する(図4のS20)。スルーホール20k,lは、集合基板10における基板配置領域Rin内であって、単位領域rm,nを区画する境界線が交差する交差位置に形成され、Z´軸方向及びX軸方向に格子状に配列される。すなわち、スルーホール20k,lは、各単位領域の四隅に形成されつつ、隣接する4つの単位領域(例えば、スルーホール202,2に対し、単位領域r1,1,r1,2,r2,1,r2,2)に囲まれることとなる。なお、スルーホールの形状は特に限定されないが、例えば、略円柱形上であってもよい。
次に、図6Bに示されるように、集合基板10の第1面12及び第2面14と、スルーホール20k,lの内部とに導電ペースト30をスクリーン印刷する(図4のS30)。これにより、集合基板10が備える電極層400の下地が形成される。また、集合基板10に形成されたスルーホール20k,l内には、上述の基板300の側面に形成されるビア電極330,332,334,336に相当する導電ペースト30(以下、単にビア電極とも呼ぶ。)が充填される(図6B参照)。ビア電極がスルーホール20k,l内に設けられることにより、集合基板10の第1面12に形成された導電ペースト30と第2面14に形成された導電ペースト30とが、スルーホール20k,l内のビア電極を介して電気的に接続される。導電ペーストの材料は特に限定されないが、例えば、銀(Ag)、銀パラジウム(AgPd)等を用いることができる。なお、電極層の形成方法はスクリーン印刷によるペースト法に限られず、エッチングレジスト法やフォトレジスト法等を用いてもよい。導電ペーストの配置の詳細については後述する。
次に、図6Cに示されるように、集合基板10のスルーホール内に充填された導電ペーストの一部を吸引し、集合基板10のスルーホール内に筒状の導電ペーストを形成する(図4のS40)。集合基板10のスルーホール20内にスルーホール22を中心部に有する導電ペーストが集合基板10の第1面12から第2面14に貫通することにより、後の電解めっき工法(図4のS60)において、導電ペーストのスルーホール22の表面にもめっき処理を施すことができる。
次に、導電ペーストを焼成する(図4のS50)。これにより、焼結電極層が形成される。
次に、図6Dに示されるように、集合基板10に電解めっき工法を施し、導電ペーストにめっき電極層50を形成する(図4のS60)。電解めっき工法は、めっき槽40内に設けられためっき液42に集合基板10を浸し、集合基板10の周辺領域Routに形成された後述する配線経路にプローブ44等を当接し、電圧を印加することを含む。これにより、集合基板10に形成された下地の導電ペースト30の表面に、上地のめっき電極層50が形成され、導電ペースト30がめっき電極層50により被覆される(図6E参照)。めっき電極層の材料は特に限定されないが、例えば、ニッケル(Ni)及び金(Au)を順に形成してもよい。この場合、集合基板10に形成される電極層400は、例えば、Ag、Ni、Auの三層構造となる。
次に、図7及び図8を参照しつつ、集合基板10に形成される電極層400の配置について、詳細に説明する。集合基板10の第1面12側の基板配置領域Rinには、単位領域rm,nごとに、上述の基板300の第1面302に形成される電極パターン310に相当する電極層(以下、単に電極パターンとも呼ぶ。)が格子状に連続して形成される(図2及び図7参照)。また、集合基板10の第2面14側の基板配置領域Rinには、単位領域rm,nごとに、上述の基板300の第2面304に形成される電極パターン312に相当する電極層(以下、単に電極パターンとも呼ぶ。)が格子状に連続して形成される(図3及び図8参照)。また、本実施形態においては、集合基板10の第1面12側の周辺領域Routに、電解めっき工法のための配線経路に対応する電極層が形成される(図7参照)。
なお、以下においては、個片基板Pm,nに個片化する前の集合基板10に形成される電極層のうち、個片化した後の状態(図1に示される基板300に相当)の電極パターンに対応する電極層は、説明の便宜上、個片化した後の状態における説明において使用した符号に、各単位領域を示す添え字を付した符号を用いて説明する。例えば、単位領域ri,j(i=1,2,・・・,M;j=1,2,・・・,N)(個片基板Pi,jに対応)に形成される電極層のうち、図2に示される接続電極320に対応する電極層は、接続電極320i,jと呼ぶ。
まず、集合基板10の第1面12について説明する。単位領域ごとに着目すると、単位領域ri,jの四隅には、スルーホール20i,j,20i+1,j+1,20i+1,j,20i,j+1が形成されている。各スルーホールにはその内部にビア電極が形成されており、単位領域ri,jには、四隅のビア電極のうち、対応するビア電極にそれぞれ電気的に接続された引出電極又はダミー電極が形成されている。
具体的には、単位領域ri,jには、スルーホール20i,jのビア電極に電気的に接続される引出電極320ai,jと、単位領域ri,jのXZ´面の中心を基準としてスルーホール20i,jとは相対する側のスルーホール20i+1,j+1のビア電極に電気的に接続される引出電極322ai,jとが設けられている。各引出電極320ai,j,322ai,jは、圧電振動素子100を搭載するための接続電極320,322(図2参照)に至るまで引き出されている。また、引出電極320ai,jには、単位領域ri,jの一方の長辺の中央部に至る引出電極350i,jが電気的に接続され、引出電極322ai,jには、単位領域ri,jの他方の長辺の中央部に至る引出電極352i,jが電気的に接続されている。引出電極350i,j及び引出電極352i,jはX軸方向に延在する部分である。
さらに、単位領域ri,jには、スルーホール20i+1,jのビア電極に電気的に接続されるダミー電極324i,jと、スルーホール20i,j+1のビア電極に電気的に接続されるダミー電極326i,jとが設けられている。各ダミー電極324i,j,326i,jは、対応する隅付近に設けられている。
集合基板10においては、上述の単位領域の構成が、それぞれの単位領域が同じ向きを有するように、第1方向(図7のZ´軸方向)及び第2方向(図7のX軸方向)に格子状に配列される。
また、スルーホールごとに着目すると、例えばスルーホール20i,jは、互いに隣接した4つの単位領域ri,j,ri−1,j−1,ri−1,j,ri,j−1を区画する境界線が交差する交差位置に形成され、当該4つの単位領域がそれぞれ備える電極(表面ビア周囲電極)によって囲まれている。具体的には、スルーホール20i,j内に形成されたビア電極に対して、単位領域ri,jの引出電極320ai,j(第1部分)と、当該引出電極320ai,jとビア電極を挟んで相対する単位領域ri−1,j−1の引出電極322ai−1,j−1(第2部分)と、単位領域ri−1,jのダミー電極324i−1,j(第3部分)と、当該ダミー電極324i−1,jとビア電極を挟んで相対する単位領域ri,j−1のダミー電極326i,j−1(第4部分)とが設けられ、それぞれ電気的に接続される(図7参照)。
次に、X軸方向(第2方向)に隣接する単位領域ri,j(第1単位領域)及び単位領域ri,j−1(第2単位領域)に着目する。単位領域ri,jにおいて、接続電極320i,jと引出電極320ai,jを介して電気的に接続される引出電極350i,j(第1引出電極)は、単位領域ri,jにおける単位領域ri,j−1に接する長辺の中央部に向かってZ´軸正方向に引き出された後、L字型に曲げられてX軸負方向に引き出されて形成される。また、単位領域ri,jのX軸負方向側に隣接する単位領域ri,j−1において、接続電極322i,j−1と引出電極322ai,j−1を介して電気的に接続される引出電極352i,j−1(第2引出電極)は、単位領域ri,j−1における単位領域ri,jに接する長辺の中央部に向かって引き出されて形成される。すなわち、引出電極350i,jと引出電極352i,j−1は、単位領域ri,jと単位領域ri,j−1との境界線の中央部において、互いに接続して形成される(図7参照)。
上述の構成により、スルーホール20i,j内に設けられたビア電極(第1ビア電極)は、引出電極320ai,j、接続電極320i,j、引出電極350i,j、引出電極352i,j−1、引出電極322ai,j−1を介して、スルーホール20i+1,j内に設けられたビア電極(第2ビア電極)と電気的に接続される。また、ダミー電極324i,j,326i,j−1もまた、各々、スルーホール20i+1,j,20i,j内に設けられたビア電極と電気的に接続される。このようにして、Z´軸方向に配列されたスルーホール201,j,202,j,・・・,20M+1,j内に設けられたビア電極(一群のビア電極)は、集合基板10の第1面12上に設けられた引出電極3501,j,3502,j,・・・,350M,j及び引出電極3521,j−1,3522,j−1,・・・,352M,j−1(第1配線経路)を介して基板配置領域Rinにおいて単位領域を越えて互いに電気的に接続され、電極群60(h=1,2,・・・,N+1)(図7においては60)を形成する。なお、X軸方向(第2方向)に並んで配置されたスルーホール20i,1,20i,2,・・・,20i,N+1内に設けられたビア電極は、基板配置領域Rin(表面及び裏面を含む。)においては電気的に接続されない。例えば、スルーホール20i,j内に設けられたビア電極は、スルーホール20i,j−1及びスルーホール20i,j+1内に設けられたビア電極とは、基板配置領域Rinにおいては互いに電気的に絶縁されている。
なお、本実施形態においては、スルーホール20i,jに対して、ダミー電極324i−1,j及びダミー電極326i,j−1は、引出電極320ai,j及び引出電極322ai−1,j−1よりもXZ´面の平面視における面積が小さくてもよい。
集合基板10の第1面12側の周辺領域Routには、電極群60同士を互いに電気的に接続するための電極層が形成される。電極層は、配線経路32(第2配線経路)及び配線経路34を含む。本実施形態においては、配線経路32は、第1面12側の周辺領域Routにおいて全周に渡って枠状に形成される。具体的には、Z´軸負方向側の辺に形成された配線経路32は、第1面12においてZ´軸負方向側に配列されたスルーホール201,1,201,2,・・・,201,N+1内に設けられたビア電極と電気的に接続され、Z´軸正方向側の辺に形成された配線経路32は、第1面12においてZ´軸正方向側に配列されたスルーホール20M+1,1,20M+1,2,・・・,20M+1,N+1内に設けられたビア電極と電気的に接続される。これにより、X軸方向に配列された電極群60が、それぞれ、その両端において配線経路32と電気的に接続される。すなわち、各々の電極群60は、基板配置領域Rinにおいては互いに電気的に接続されないが、周辺領域Routにおける配線経路32を介して互いに電気的に接続される。また、基板配置領域Rinに形成された電極層のうち、X軸正方向側又は負方向側の端に配列された電極層は、それぞれ、X軸正方向側又は負方向側の辺に形成された配線経路32に接続される。従って、集合基板10の第1面12に形成された全ての電極層が電気的に接続されることとなる。また、配線経路34は、電解めっき工法(図4のS60)において配線経路32に電圧を印加するための配線経路である。具体的には、配線経路34は、集合基板10の第1面12の隅部(例えば、X軸正方向側の両隅部)に所定の領域(すなわち、プローブ等の当接面)を有し、さらに配線経路34の一部(例えば、Z´軸正負方向側の両辺に形成された配線経路32のうちX軸方向における中央部)に接続されるように引き出されて形成される。これにより、電解めっき工法(図4のS60)において配線経路34にプローブ等を当接することにより、全ての導電ペーストに電圧が印加され、めっき処理を施すことができる。なお、配線経路34が配線経路32のうちX軸方向における中央部に接続されることにより、プローブの当接面から各電極群60までの距離がより均一となり、めっき処理におけるめっきむらが低減される。
なお、本実施形態においては、配線経路32は、集合基板10の周辺領域Routのうち、第1面12において全周に渡って枠状(例えば、四角枠状)に形成されているが、配線経路の配置はこれに限られず、電極群60のいずれもが配線経路によって電気的に接続されるように形成されればよい。例えば、配線経路は、周辺領域Routのうち、Z´軸正方向側及び負方向側の両辺のみに形成されていてもよい。
次に、集合基板10の第2面14について説明する。単位領域ごとに着目すると、例えば単位領域ri,jの四隅に形成される外部電極360i,j,362i,j,364i,j,366i,j(裏面電極)は、各々、当該四隅に形成されているスルーホール20i,j,20i+1,j+1,20i+1,j,20i,j+1内に設けられたビア電極と電気的に接続されている。また、スルーホールごとに着目すると、例えばスルーホール20i,jは、互いに隣接した4つの領域ri,j,ri−1,j−1,ri−1,j,ri,j−1の境界線が交差する交差位置に形成され、当該4つの領域がそれぞれ備える外部電極(裏面電極)によって囲まれている。具体的には、スルーホール20i,j内に形成されたビア電極に対して、単位領域ri,jの外部電極360i,jと、単位領域ri−1,j−1の外部電極362i−1,j−1と、単位領域ri−1,jの外部電極364i−1,jと、単位領域ri,j−1の外部電極366i,j−1とが電気的に接続される(図8参照)。
このようにして、集合基板10の第2面14に形成される全ての外部電極は、各々、いずれかのスルーホール20k,l内に設けられたビア電極と電気的に接続される。また、上述の通り、Z´軸方向(第1方向)に配列されたスルーホール201,j,202,j,・・・,20M+1,j内に設けられたビア電極は、集合基板10の第1面12上の各電極を介して互いに電気的に接続されている(図7参照)。従って、第2面14においても第1面12と同様に、スルーホール20i,j内に設けられたビア電極(第1ビア電極)と電気的に接続された外部電極360i,j,362i−1,j−1,364i−1,j,366i,j−1(裏面電極)と、スルーホール20i+1,j内に設けられたビア電極(第2ビア電極)と電気的に接続された外部電極360i+1,j,362i,j−1,364i,j,366i+1,j−1(裏面電極)とが、互いに電気的に接続される。
上述の電極層の配置により、集合基板10の第1面12、第2面14、及びスルーホール20k,l内に形成される全ての電極層が電気的に接続されることとなる。
上述の製造方法により製造される集合基板10は、複数の単位領域rm,nを備える基板配置領域Rinと、基板配置領域Rinの外側に位置する周辺領域Routと、基板配置領域Rin及び周辺領域Routに設けられた電極層400と、を備える。電極層400は、複数の単位領域rm,nの境界線の交差位置に形成されるスルーホール20k,l内に設けられたビア電極と、集合基板10の第2面における単位領域rm,nの4つの角部に設けられ、対応するビア電極に電気的に接続された外部電極360,362,364,366(裏面電極)と、基板配置領域Rinに設けられ、複数のビア電極をZ´軸方向に電気的に接続し電極群60を形成する引出電極350m,n,352m,n(第1配線経路)と、周辺領域Routに設けられ、電極群60をX軸方向に電気的に接続する配線経路32(第2配線経路)と、を含む。また、単位領域ri,j(第1単位領域)に設けられた引出電極350i,jと、単位領域ri,j−1(第2単位領域)に設けられた引出電極352i,j−1が、それぞれ、他方の単位領域に接する長辺の中央部において接続されることにより、ビア電極20i,j(第1ビア電極)に電気的に接続された外部電極と、ビア電極20i+1,j(第2ビア電極)に電気的に接続された外部電極とが互いに電気的に接続される。なお、X軸方向に配列された複数のビア電極は基板配置領域Rinにおいては互いに電気的に絶縁されている。
上述の製造方法により製造された集合基板10は、各単位領域rm,nにおいて、短辺側の境界線上に引出電極を設けることなく、長辺側の境界線の中央部を接続する引出電極によって各電極を電気的に接続することができる。これにより、引出電極が短辺側にも設けられる場合に比べ、集合基板10の切断後における引出電極の端面(すなわち、導電ペーストがAgの場合はAgの露出部)と、スルーホール内に設けられたビア電極の端面(すなわち、導電ペーストがAgの場合はAgの露出部)との距離を長くとることができ、マイグレーション発生のリスクが低減される。
また、引出電極により電極層を電気的に接続することにより、単位領域ごとに周囲を給電用の配線で囲む必要がなく、集合基板当たりの個片基板の取り個数が増加する。
また、電解めっき工法を適用することにより、無電解めっき工法を適用する場合に比べ、短い加工時間で膜厚が厚いめっき電極層が形成され、下地の電極のめっき電極層への拡散が抑制され、電極の導通の信頼性が向上する。さらに、めっき処理をせずにAg,Au等の金属の焼付けのみにより電極層を形成する場合に比べ、安価に耐酸化性、耐硫化性に優れた電極層を形成することができる。
さらに、本実施形態においては、集合基板10の第1面12(圧電振動素子の搭載面)に引出電極350,352が形成される。すなわち、集合基板10から得られる個片基板を圧電振動子に適用し、当該圧電振動子を実装基板に実装する場合に、引出電極350,352が基板の実装面とは反対側の面に残ることとなる。従って、特許文献1に開示されるように集合基板の第2面(実装基板への実装面)に引出電極が形成される構成に比べて、圧電振動子の実装時における実装基板の表面配線と引出電極との短絡の発生を抑制することができる。これにより、実装基板上の圧電振動子等の設計の自由度が向上する。
<圧電振動子の製造方法>
次に、図1及び図9を参照しつつ、本発明の第1実施形態に係る圧電振動子1の製造方法について説明する。ここで、図9は、本発明の第1実施形態に係る圧電振動子1の製造方法を示すフローチャートである。
まず、電極層400が形成された集合基板10を単位領域rm,nごとに分割し、複数の個片基板Pm,nを得る(図9のS100)。具体的には、集合基板10をダイシング等により切断し、個片基板Pm,nを得るとともに、周辺領域Routを加工除去する。
次に、得られた任意の個片基板(以下、上述の基板300として説明する)の第1面302に、圧電振動素子100を搭載する(図9のS200)。圧電振動素子100は、例えば、導電性保持部材340,342を介して基板300の第1面302(表面)に励振可能に支持される(図1参照)。
次に、接合材250を介して蓋部材200を基板300の第1面302に接合し、圧電振動素子100を蓋部材200と基板300とによって囲まれた内部空間(キャビティ)に密封封止する(図9のS300)。これにより、圧電振動子1が製造される。
==第1実施形態の変形例==
次に、図10を参照して、第1実施形態に係る集合基板の変形例(集合基板10A)を説明する。なお、以降の変形例及び実施形態においては、第1実施形態と共通の事柄についての記述を省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については実施形態毎には逐次言及しない。
図10は、本発明の第1実施形態の変形例に係る集合基板10Aの第1面12Aの平面図である。本実施例では、集合基板10Aは電極層400Aを備える。電極層400Aは、図7に示される集合基板10の第1面12に形成される電極層400に比べ、各単位領域rm,nにおけるダミー電極324m,n,326m,nを有さない点において相違する。
このような構成においても、上述の第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
==第2実施形態==
次に、図11及び図12を参照して、本発明の第2実施形態に係る集合基板(集合基板10B)を説明する。
図11は、本発明の第2実施形態に係る集合基板10Bの第1面12Bの平面図であり、図12は、本発明の第2実施形態に係る集合基板10Bの第2面14Bの平面図である。本実施形態では、図12に示されるように、集合基板10Bの第2面14B(裏面)において、Z´軸方向に並んで配置された複数のビア電極が電気的に接続される点において集合基板10と相違する。
図12に示されるように、集合基板10Bは電極層400Bを備える。電極層400Bは、集合基板10Bの第2面14B(裏面)において、外部電極370,372,374,376、引出電極380,382、及び配線経路36,38が形成されている。外部電極370,372,374,376、及び配線経路36,38の構造は、それぞれ、図8に示される外部電極360,362,364,366、及び図7に示される配線経路32,34と同様であるため、詳細な説明を省略する。
集合基板10の第1面12と同様に、X軸方向(第2方向)に隣接する単位領域ri,j(第1単位領域)及び単位領域ri,j−1(第2単位領域)に着目する。単位領域ri,jにおいて、外部電極374i,jと電気的に接続される引出電極380i,j(第1引出電極)は、Z´軸負方向に引き出された後、単位領域ri,jにおける単位領域ri,j−1に接する長辺の中央部に向かって引き出されて形成される。また、単位領域ri,jのX軸負方向側に隣接する単位領域ri,j−1において、外部電極376i,j−1と電気的に接続される引出電極382i,j−1(第2引出電極)は、Z´軸正方向に引き出された後、単位領域ri,j−1における単位領域ri,jに接する長辺の中央部に向かって引き出されて形成される。すなわち、引出電極380i,jと引出電極382i,j−1は、単位領域ri,jと単位領域ri,j−1との境界線の中央部において、互いに接続して形成される(図12参照)。
上述の構成により、スルーホール20i,j内に設けられたビア電極(第1ビア電極)は、外部電極376i,j−1、引出電極382i,j−1、引出電極380i,j、外部電極374i,jを介して、スルーホール20i+1,j内に設けられたビア電極(第2ビア電極)と電気的に接続される。このようにして、Z´軸方向に配列されたスルーホール201,j,202,j,・・・,20M+1,j内に設けられたビア電極(一群のビア電極)は、集合基板10Bの第2面14B上に設けられた引出電極3801,j,3802,j,・・・,380M,j及び引出電極3821,j−1,3822,j−1,・・・,382M,j−1(第1配線経路)を介して基板配置領域Rinにおいて単位領域を越えて互いに電気的に接続され、電極群62(h=1,2,・・・,N+1)(図12においては62)を形成する。
また、集合基板10Bの第1面12Bに形成される電極については、いずれの電極についても、すでに説明した通り対応するスルーホール内に設けられたビア電極と電気的に接続されている。従って、集合基板10Bに形成される全ての電極層400Bが電気的に接続されている。なお、本実施形態においては、複数のビア電極が第2面14Bに形成された配線経路を介して電気的に接続されるため、集合基板10Bの第1面12Bにおいては、複数のビア電極を電気的に接続する必要がない。そのため、図11に示されるように、集合基板10Bの第1面12Bに形成される電極層400Bは、図7に示される引出電極350m,n,352m,nを有さなくてもよい。
上述の構成により、本実施形態においても、上述の集合基板10と同様の効果を得ることができる。本実施形態においては、集合基板10Bの第2面14Bに引出電極380,382が形成されるが、当該引出電極は、個片基板に分割後、各個片基板の裏面(実装基板への実装面)の周辺領域に残ることとなる。従って、特許文献1に開示されるように個片基板の実装面全体を遮るように対角線上に引出電極が形成される構成に比べて、実装基板の表面配線と引出電極との短絡の発生のリスクが低減される。なお、本実施形態においては、集合基板10Bの第2面14Bにおいて、外部電極374,376(ダミー電極)が引出電極380,382を介して電気的に接続される構成を示しているが、他の外部電極370,372(すなわち、接続電極320,322と電気的に接続される外部電極)が引出電極を介して電気的に接続されていてもよい。また、本実施形態においても、図10に示される集合基板10Aと同様に、第1面12Bにおいてダミー電極324m,n,326m,nを有さない構成としてもよい。
以上、本発明の例示的な実施形態について説明した。圧電振動素子搭載用の集合基板10,10A,10Bの製造方法は、単位領域ri,jに設けられた引出電極350i,j,380i,jと、単位領域ri,j−1に設けられた引出電極352i,j−1,382i,j−1とを、それぞれ、長辺の中央部で互いに接続して形成することによって、単位領域ri,j,ri,j−1の間の境界線上において長辺方向に並んで配置されるビア電極を電気的に接続することを含む。これにより、各単位領域の短辺側では、引出電極の存在に起因するマイグレーションの発生を抑制することができ、また、各単位領域の長辺側では、引出電極の切断面と、スルーホール内に設けられたビア電極の切断面との距離が長いため、マイグレーション発生のリスクが低減される。したがって、電気的な接続の信頼性を向上させることができる。
また、圧電振動素子搭載用の集合基板10,10Aの製造方法は、引出電極350i,j,352i,j−1を集合基板10,10Aの第1面12,12A(圧電振動素子の搭載面)に形成することを含む。これにより、集合基板の第2面14,14A(実装基板への実装面)に引出電極を形成する方法に比べて、圧電振動子の実装時における実装基板の表面配線と引出電極との短絡の発生を抑制することができる。
また、圧電振動素子搭載用の集合基板10,10Aの製造方法は、集合基板10,10Aの第1面12,12Aにおいてビア電極20k,lに対応して表面ビア周囲電極を形成することを含む。
また、圧電振動素子搭載用の集合基板10,10Aの製造方法は、表面ビア周囲電極がビア電極を挟んで相対する単位領域に設けられた引出電極320a,322aを有し、当該引出電極320a,322aは、圧電振動素子を接続する接続電極320,322と接続されることを含む。なお、表面ビア周囲電極の構成はこれに限られない。
また、圧電振動素子搭載用の集合基板10,10Aの製造方法は、表面ビア周囲電極が、当該ビア電極を挟んで相対する他の単位領域に設けられ、引出電極320a,322aよりも面積が小さいダミー電極324,326を有することを含む。なお、表面ビア周囲電極の構成はこれに限られない。
また、集合基板10,10A,10Bに形成される電極層400,400A,400Bは、Agを主成分として含んでいてもよい。
また、圧電振動子1の製造方法は、集合基板10,10A,10Bを分割して複数の個片基板を得ることと、得られた基板300に圧電振動素子100を搭載することと、基板300上で圧電振動素子100を封止するように蓋部材200を基板300に接合することを含む。なお、圧電振動子の製造方法はこれに限られない。
また、圧電振動素子搭載用の集合基板10,10A,10Bは、単位領域ri,jに設けられた引出電極350i,j,380i,jと、単位領域ri,j−1に設けられた引出電極352i,j−1,382i,j−1とが、それぞれ、長辺の中央部で互いに接続して形成されることによって、単位領域ri,j,ri,j−1の間の境界線上において長辺方向に並んで配置されるビア電極が電気的に接続される。これにより、各単位領域の短辺側では、引出電極の存在に起因するマイグレーションの発生を抑制することができ、また、各単位領域の長辺側では、引出電極の切断面と、スルーホール内に設けられたビア電極の切断面との距離が長いため、マイグレーション発生のリスクが低減される。したがって、電気的な接続の信頼性を向上させることができる。
また、圧電振動素子搭載用の集合基板10,10Aは、引出電極350i,j,352i,j−1が集合基板10,10Aの第1面12,12A(圧電振動素子の搭載面)に形成される。これにより、集合基板の第2面14,14A(実装基板への実装面)に引出電極を形成する方法に比べて、圧電振動子の実装時における実装基板の表面配線と引出電極との短絡の発生を抑制することができる。
また、圧電振動素子搭載用の集合基板10,10Aは、集合基板10,10Aの第1面12,12Aにおいてビア電極20k,lに対応した表面ビア周囲電極が形成されていてもよい。
また、圧電振動素子搭載用の集合基板10,10Aは、表面ビア周囲電極がビア電極を挟んで相対する単位領域に設けられた引出電極320a,322aを有し、当該引出電極320a,322aが、圧電振動素子を接続する接続電極320,322と接続されていてもよい。なお、表面ビア周囲電極の構成はこれに限られない。
また、圧電振動素子搭載用の集合基板10,10Aは、表面ビア周囲電極が、当該ビア電極を挟んで相対する他の単位領域に設けられ、引出電極320a,322aよりも面積が小さいダミー電極324,326を有していてもよい。なお、表面ビア周囲電極の構成はこれに限られない。
なお、以上説明した各実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更/改良され得るととともに、本発明にはその等価物も含まれる。すなわち、各実施形態に当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、各実施形態が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、各実施形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
1 圧電振動子
100 圧電振動素子
110 圧電基板
120,130 励振電極
122,132 引出電極
124,134 接続電極
200 蓋部材
250 接合材
300 基板
310,312 電極パターン
320,322 接続電極
320a,322a,350,352,380,382 引出電極
324,326 ダミー電極
330,332,334,336 ビア電極
340,342 導電性保持部材
360,362,364,366,370,372,374,376 外部電極
400,400A,400B 電極層
10,10A,10B 集合基板
20,22 スルーホール
30 導電ペースト
32,34,36,38 配線経路
40 めっき槽
42 めっき液
44 プローブ
50 めっき電極層
60,62 電極群

Claims (13)

  1. (a)互いに直交する第1方向及び第2方向に格子状に配列された複数の単位領域からなる基板配置領域と、前記基板配置領域の外側に位置する周辺領域とを含み、それぞれの前記単位領域が前記第1方向に沿ってのびる長辺と前記第2方向に沿ってのびる短辺とを有する矩形状をなしている、集合基板を用意すること、
    (b)複数の前記単位領域を区画する境界線が交差する交差位置に、前記集合基板の表面と裏面を貫通するスルーホールを形成すること、
    (c)前記集合基板に電気めっきを含む処理を行い、電極層を形成すること
    を含み、
    前記電極層は、前記交差位置の前記スルーホール内に設けられたビア電極と、前記集合基板の前記裏面において前記単位領域の4つの角部に対応して設けられ、前記4つの角部に設けられた前記ビア電極に電気的に接続された裏面電極と、前記基板配置領域に設けられ、前記第1方向に電気的に接続されて延在する一群のビア電極を形成するように複数の前記ビア電極を前記第1方向に電気的に接続する第1配線経路と、前記周辺領域に設けられ、前記一群のビア電極を前記第2方向に電気的に接続する第2配線経路と、を含み、
    複数の前記単位領域は、前記第2方向に互いに隣接する第1単位領域及び第2単位領域を有し、
    複数の前記ビア電極は、前記第1単位領域と前記第2単位領域の間の境界線上において前記第1方向に並んで配置される第1ビア電極及び第2ビア電極を有し、
    前記第1配線経路は、前記第1単位領域に設けられかつ前記第1単位領域における前記第2単位領域に接する長辺の中央部に至る第1引出電極と、前記第2単位領域に設けられかつ前記第2単位領域における前記第1単位領域に接する長辺の中央部に至る第2引出電極と、を含み、
    前記第1ビア電極及び前記第2ビア電極は、それぞれ、前記第2方向に並んで配置される他のビア電極とは、前記周辺領域のみで互いに電気的に接続されるように前記基板配置領域では互いに電気的に絶縁されており、
    前記(c)において、
    前記第1引出電極と前記第2引出電極をそれぞれ長辺の中央部で互いに接続して形成することによって、前記第1ビア電極に電気的に接続された前記裏面電極と、前記第2ビア電極に電気的に接続された前記裏面電極とを互いに電気的に接続することを含む、圧電振動素子搭載用の集合基板の製造方法。
  2. 前記第1引出電極及び前記第2引出電極は、前記集合基板の前記表面に設けられた、請求項1記載の圧電振動素子搭載用の集合基板の製造方法。
  3. 前記電極層は、前記集合基板の前記表面において前記ビア電極に対応して設けられた表面ビア周囲電極をさらに含む、請求項2記載の圧電振動素子搭載用の集合基板の製造方法。
  4. 前記表面ビア周囲電極は、前記ビア電極を挟んで相対する単位領域に設けられた第1及び第2部分を有し、
    前記第1及び第2部分は、圧電振動素子を接続する接続電極と接続された、請求項3記載の圧電振動素子搭載用の集合基板の製造方法。
  5. 前記表面ビア周囲電極は、前記ビア電極を挟んで相対する他の単位領域に設けられた第3及び第4部分を有し、
    前記第3及び第4部分は、前記第1及び第2部分よりも面積が小さい、請求項4記載の圧電振動素子搭載用の集合基板の製造方法。
  6. 前記電極層はAgを主成分として含む、請求項1から5のいずれか一項に記載の圧電振動素子搭載用の集合基板の製造方法。
  7. 請求項1から6のいずれか一項に記載の圧電振動素子搭載用の集合基板の製造方法を含み、
    前記(c)後、前記集合基板を分割して、前記複数の単位領域から圧電振動素子搭載用の複数の個片基板を得ること、
    前記個片基板に圧電振動素子を搭載すること、
    前記個片基板上で前記圧電振動素子を封止するように蓋部材を前記個片基板に接合すること
    を含む、圧電振動子の製造方法。
  8. 互いに直交する第1方向及び第2方向に格子状に配列された複数の単位領域からなり、それぞれの前記単位領域が前記第1方向に沿ってのびる長辺と前記第2方向に沿ってのびる短辺とを有する矩形状をなしている、基板配置領域と、
    前記基板配置領域の外側に位置する周辺領域と、
    前記基板配置領域及び前記周辺領域に設けられた電極層と
    を備えた集合基板であって、
    前記電極層は、複数の前記単位領域を区画する境界線が交差する交差位置における前記集合基板の表面と裏面を貫通するスルーホール内に設けられたビア電極と、前記集合基板の前記裏面において前記単位領域の4つの角部に対応して設けられ、前記4つの角部に設けられた前記ビア電極に電気的に接続された裏面電極と、前記基板配置領域に設けられ、前記第1方向に電気的に接続されて延在する一群のビア電極を形成するように複数の前記ビア電極を前記第1方向に電気的に接続する第1配線経路と、前記周辺領域に設けられ、前記一群のビア電極を前記第2方向に電気的に接続する第2配線経路と、を含み、
    複数の前記単位領域は、前記第2方向に互いに隣接する第1単位領域及び第2単位領域を有し、
    複数の前記ビア電極は、前記第1単位領域と前記第2単位領域の間の境界線上において前記第1方向に並んで配置される第1ビア電極及び第2ビア電極を有し、
    前記第1配線経路は、前記第1単位領域に設けられかつ前記第1単位領域における前記第2単位領域に接する長辺の中央部に至る第1引出電極と、前記第2単位領域に設けられかつ前記第2単位領域における前記第1単位領域に接する長辺の中央部に至る第2引出電極と、を含み、
    前記第1ビア電極及び前記第2ビア電極は、それぞれ、前記第2方向に並んで配置される他のビア電極とは、前記周辺領域のみで互いに電気的に接続されるように前記基板配置領域では互いに電気的に絶縁されており、
    前記第1引出電極と前記第2引出電極はそれぞれ長辺の中央部で互いに接続されることによって、前記第1ビア電極に電気的に接続された前記裏面電極と、前記第2ビア電極に電気的に接続された前記裏面電極とが互いに電気的に接続された、圧電振動素子搭載用の集合基板。
  9. 前記第1引出電極及び前記第2引出電極は、前記集合基板の前記表面に設けられた、請求項8記載の圧電振動素子搭載用の集合基板。
  10. 前記電極層は、前記集合基板の前記表面において前記ビア電極に対応して設けられた表面ビア周囲電極をさらに含む、請求項9記載の圧電振動素子搭載用の集合基板。
  11. 前記表面ビア周囲電極は、前記ビア電極を挟んで相対する単位領域に設けられた第1及び第2部分を有し、
    前記第1及び第2部分は、圧電振動素子を接続する接続電極と接続された、請求項10記載の圧電振動素子搭載用の集合基板。
  12. 前記表面ビア周囲電極は、前記ビア電極を挟んで相対する他の単位領域に設けられた第3及び第4部分を有し、
    前記第3及び第4部分は、前記第1及び第2部分よりも面積が小さい、請求項11記載の圧電振動素子搭載用の集合基板。
  13. 前記電極層はAgを主成分として含む、請求項8から12のいずれか一項に記載の圧電振動素子搭載用の集合基板。
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