JPWO2018135650A1 - 電子部品及び電子部品の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1及び図2を参照しつつ、本発明の実施形態によって製造される水晶振動子の一例について説明する。ここで、図1は、本発明の第1実施形態に係る電子部品に相当する水晶振動子の一例を示す分解斜視図である。図2は、図1に示した水晶振動子のII−II線に沿った断面図である。
V1=2×T×A×(L1+W1) …(1)
また、もし接合部材が角部143a〜143dにも形成されていた場合の体積、すなわち閉じた枠状に形成された場合の接合部材ペースト140Pの体積V2は、下記の式(2)で表すことができる。
V2=2×T×A×(W2−2×A)+2×T×A×L2
=2×T×A×(W2+L2−2×A) …(2)
後の工程で接合部材ペースト140Pが軟化して閉じた枠状に変化するためには、体積V1が、例えば、体積V2の80%以上であることが望ましい。また、後の工程で接合部材ペースト140Pが軟化する際に角部143a〜143dに液溜り形成されないようにするためには、体積V1が体積V2の95%以下であることが望ましい。つまり、
0.80≦V1/V2≦0.95
を満たすことが望ましい。なお、上記の不等式は、式(1)及び式(2)を代入して整理すると、下記の不等式で表すことができる。
0.80≦(L1+W1)/(W+L−2×A)≦0.95
さらに、接合力確保と、液溜まり低減のため、下記の範囲であることがより好ましい。 0.86≦(L1+W1)/(W+L−2×A)≦0.92
図16を参照して、第1実施形態の第1変形例に係る水晶振動子301の構成について説明する。このとき、図16は、第1変形例に係る水晶振動子の構成を概略的に示す断面図である。第1変形例は、第2基板320が平板状をなしており第1基板330が凹状をなしている点で、図2に示した構成例と相違している。また、第1基板330と第2基板320とが、下地部材337及び接合部材340を介して接合され、水晶振動素子310を収容する内部空間326を形成する点は、図2に示した構成例と同様である。
図17を参照しつつ、本実施形態の第2変形例に係る水晶振動素子910の構成について説明する。このとき、図17は、第2変形例に係る水晶振動素子の構成を概略的に示す斜視図である。
図18及び図19を参照しつつ、第2実施形態に係る電子部品502の構成について説明する。図18は、第2実施形態に係る電子部品の構成を概略的に示す平面図である。図19は、図18に示した電子部品のXIX−XIX線に沿った断面の構成を概略的に示す平面図である。なお、電子部品502は、第1実施形態の工程S19において接合する前の第1基板130側の部品に相当する。電子部品502は、第1実施形態において説明した製造方法によって形成されている。したがって、上記したのと同様の構成要素には同様の符号を付し、上記したのと共通の構成要素については記述を省略する。上記したのと同様の効果についても、記述を省略する。
図20及び図21を参照しつつ、封止枠としての接合部材540の平面形状に関する評価結果について説明する。図20は、接合部材ペーストの過剰による接合部材の形状不良の発生率を示すグラフである。図21は、接合部材ペーストの不足による接合部材の形状不良の発生率を示すグラフである。図20及び図21において、各々のグラフの横軸は、2400個の接合部材540の質量(以下、「形成量」と呼称する。)を示す。これは、集合基板に2400個の接合部材540を設けたときの質量変化によって算出した。図20及び図21において、各々のグラフの縦軸は、2400個の接合部材540のうち、形状不良と判定されたものの発生率を示す。図20の縦軸は、接合部材540が角部に集まる形状不良の発生率を示すものであり、形状不良率(半田溜りモード)と呼称する。図21の縦軸は、接合部材540が辺部で細くなる又は途切れる形状不良の発生率を示すものであり、形状不良率(枠切れモード)と呼称する。黒丸プロットは比較例のデータを示し、黒三角プロットは実施例のデータを示す。
図22及び図23を参照しつつ、封止枠としての接合部材540の平面形状に関する評価結果について説明する。図22は、図18に示した電子部品のA−B線及びA´−B´線に沿った表面形状を示す図である。図23は、比較例として下地部材の上に接合部材ペーストを塗工乾燥させた構成における、A−B線及びA´−B´線に相当する位置での表面形状を示す図である。図20及び図21において、各々のグラフの横軸は、測定位置を示す。図20及び図21において、各々のグラフの縦軸は、高さの相対値を示す。破線は比較例のデータを示し、実線は実施例のデータを示す。
図24から図26を参照しつつ、接合部材540の断面形状に関する評価結果について説明する。図24は、図18に示した電子部品における接合部材の拡大断面図である。図25は、第2実施形態に係る電子部品における接合部材の断面を撮影した写真である。図26は、比較例として下地部材の上に接合部材ペーストを塗工乾燥させた構成における接合部材の断面を撮影した写真である。図25及び図26は、図24に相当する断面の写真である。
図27を参照しつつ、接合部材540による第1基板530と第2基板との密着性に関する評価結果について説明する。図27は、第2実施形態に係る電子部品において、接合部材によって封止した場合のリーク不良の発生率を示すグラフである。リーク不良の判断は、公知なリーク不良の測定方法を用いて、水晶振動子に周波数特性の変動値を測定して判断した。図27に示すグラフの横軸は、接合部材540の形成量を示す。図27に示すグラフの縦軸は、接合部材540を封止枠として利用した場合において発生したリーク不良率を示す。黒丸プロットは比較例のデータを示し、黒三角プロットは実施例のデータを示す。
図28及び図29を参照しつつ、第3実施形態に係る電子部品の製造方法について説明する。図28は、第3実施形態に係る電子部品の構成を概略的に示す平面図である。図29は、図28に示したXXIX−XXIX線に沿った断面の構成を概略的に示す断面図である。
以下に、本発明の実施形態の一部又は全部を付記として記載する。なお、本発明は以下の付記に限定されるものではない。
前記第1基板の前記第1主面と転写基板の転写主面とによって、前記下地部材及び接合部材ペーストを挟む第2工程と、
前記接合部材ペーストを前記第1基板と前記転写基板とに挟まれた状態のまま、前記下地部材に接合された接合部材を形成する第3工程と、
前記下地部材に接合された前記接合部材から前記転写基板を剥離する第4工程と、
を備えることを特徴とする、電子部品の製造方法。
前記接合部材ペーストを加熱する工程と、
前記加熱する工程の後に、前記接合部材を冷却する工程と、
を備える、電子部品の製造方法。
前記第1基板の前記第1主面と転写基板の転写主面とによって、前記下地部材及び前記下地部材上に設けられた接合部材ペーストを挟む第2工程と、
前記接合部材ペーストを前記第1基板と前記転写基板とに挟まれた状態のまま加熱および冷却することによって、前記接合部材ペーストを軟化および固化させて接合部材を形成する第3工程と、
前記下地部材に接合された前記接合部材から前記転写基板を剥離する第4工程と、
を備えることを特徴とする、電子部品の製造方法。
前記第3工程において、前記複数の下地部材のそれぞれに接触するように、複数の前記接合部材を形成する、電子部品の製造方法。
前記第2工程において、前記接合部材ペーストは、前記第1基板の前記第1主面を平面視したときに、前記下地部材の前記矩形環状の角部を避けて設けられる、電子部品の製造方法。
セラミックのグリーンシートを設ける工程と、
前記グリーンシートの第1主面に密着層ペーストを設ける工程と、
前記グリーンシート及び前記密着層ペーストを焼成して、前記グリーンシートから前記第1基板を形成し且つ前記密着層ペーストから前記密着層を形成する工程と、
前記密着層に下地層をめっき形成する工程と、
を含む、電子部品の製造方法。
前記第1基板の前記第1主面側に設けられ、第2基板と接合されることとなる頂上部を有する接合部材と、
を備え、
前記接合部材の頂上部は平面内に設けられている、電子部品。
前記第1基板の前記第1主面側に設けられ、頂上部を有する接合部材と、
を備え、
前記接合部材の前記頂上部は、露出されており且つ平面形状である、電子部品。
前記第1基板の前記第1主面と前記接合部材との間には、密着層を含む下地部材が設けられている、電子部品。
前記第1基板の前記第1主面側に設けられ、少なくとも3つの頂上部を有する複数の接合部材と、
を備え、
前記少なくとも3つの頂上部の平面度は、前記第1基板の前記第1主面の平面度の40%以下である、電子部品。
前記第1基板の前記第1主面側に設けられ、少なくとも3つの頂上部を有する複数の接合部材と、
を備え、
前記少なくとも3つの頂上部の平面度は、9.0μm以下である、電子部品。
前記第1基板の前記第1主面側に設けられ、少なくとも3つの頂上部を有する複数の接合部材と、
を備え、
前記少なくとも3つの頂上部は、露出されており且つ平面形状である、電子部品。
前記接合部材の前記下地部材に対する接合強度は、前記接合部材の前記第1基板に対する接合強度よりも大きい、電子部品。
前記接合部材は、前記電極パッド上に配置されている、電子部品。
前記接合部材のすくなくとも1つは、前記第1基板の前記第1主面を平面視したとき、前記電子素子を囲む枠状に設けられている、電子部品。
20…第2基板 21…天面部 22…側壁部 23…対向面
30,130…第1基板 31,131…基体
32a,132a…第1主面 32b,132b…第2主面
33a,33b,133a,133b…電極パッド
37,137…下地部材 151…転写基板 152a…転写主面
160…メタルマスク 161…開口部 161a…第1スリット
161b…第2スリット 161c…第3スリット 161d…第4スリット
163a,163b,163c,163d…ブリッジ部 165…スキージ
40,140…接合部材 141a…第1部分 141b…第2部分
141c…第3部分 141d…第4部分
143a,143b,143c,143d…角部
V1=2×T×A×(L1+W1) …(1)
また、もし接合部材が角部143a〜143dにも形成されていた場合の体積、すなわち閉じた枠状に形成された場合の接合部材ペースト140Pの体積V2は、下記の式(2)で表すことができる。
V2=2×T×A×(W2−2×A)+2×T×A×L2
=2×T×A×(W2+L2−2×A) …(2)
後の工程で接合部材ペースト140Pが軟化して閉じた枠状に変化するためには、体積V1が、例えば、体積V2の80%以上であることが望ましい。また、後の工程で接合部材ペースト140Pが軟化する際に角部143a〜143dに液溜り形成されないようにするためには、体積V1が体積V2の95%以下であることが望ましい。つまり、
0.80≦V1/V2≦0.95
を満たすことが望ましい。なお、上記の不等式は、式(1)及び式(2)を代入して整理すると、下記の不等式で表すことができる。
0.80≦(L1+W1)/(W2+L2−2×A)≦0.95
さらに、接合力確保と、液溜まり低減のため、下記の範囲であることがより好ましい。 0.86≦(L1+W1)/(W2+L2−2×A)≦0.92
図18及び図19を参照しつつ、第2実施形態に係る電子部品502の構成について説明する。図18は、第2実施形態に係る電子部品の構成を概略的に示す平面図である。図19は、図18に示した電子部品のXIX−XIX線に沿った断面の構成を概略的に示す断面図である。なお、電子部品502は、第1実施形態の工程S19において接合する前の第1基板130側の部品に相当する。電子部品502は、第1実施形態において説明した製造方法によって形成されている。したがって、上記したのと同様の構成要素には同様の符号を付し、上記したのと共通の構成要素については記述を省略する。上記したのと同様の効果についても、記述を省略する。
図22及び図23を参照しつつ、封止枠としての接合部材540の平面形状に関する評価結果について説明する。図22は、図18に示した電子部品のA−B線及びA´−B´線に沿った表面形状を示す図である。図23は、下地部材の上に接合部材ペーストを塗工乾燥させた構成における、A−B線及びA´−B´線に相当する位置での表面形状を示す図である。図20及び図21において、各々のグラフの横軸は、測定位置を示す。図22及び図23において、各々のグラフの縦軸は、高さの相対値を示す。破線は比較例のデータを示し、実線は実施例のデータを示す。
Claims (59)
- 下地部材を第1基板の第1主面に設ける第1工程と、
前記第1基板の前記第1主面と転写基板の転写主面とによって、前記下地部材及び接合部材ペーストを挟む第2工程と、
前記接合部材ペーストを前記第1基板と前記転写基板とに挟まれた状態のまま、前記下地部材に接合された接合部材を形成する第3工程と、
前記下地部材に接合された前記接合部材から前記転写基板を剥離する第4工程と、
を備えることを特徴とする、電子部品の製造方法。 - 前記第3工程は、
前記接合部材ペーストを加熱する工程と、
前記加熱する工程の後に、前記接合部材を冷却する工程と、
を備える、
請求項1に記載の電子部品の製造方法。 - 下地部材を第1基板の第1主面に設ける第1工程と、
前記第1基板の前記第1主面と転写基板の転写主面とによって、前記下地部材及び前記下地部材上に設けられた接合部材ペーストを挟む第2工程と、
前記接合部材ペーストを前記第1基板と前記転写基板とに挟まれた状態のまま加熱および冷却することによって、前記接合部材ペーストを軟化および固化させて接合部材を形成する第3工程と、
前記下地部材に接合された前記接合部材から前記転写基板を剥離する第4工程と、
を備えることを特徴とする、電子部品の製造方法。 - 前記第2工程は、前記接合部材ペーストを前記転写基板の前記転写主面に設ける工程を備える、
請求項1から3のいずれか1項に記載の電子部品の製造方法。 - 前記第4工程において、前記接合部材に対する前記転写基板の接合強度は、前記接合部材に対する前記下地部材の接合強度よりも小さい、
請求項1から4のいずれか1項に記載の電子部品の製造方法。 - 前記第4工程において、前記接合部材に対する前記転写基板の接合強度は、前記下地部材に対する前記第1基板の接合強度よりも小さい、
請求項1から5のいずれか1項に記載の電子部品の製造方法。 - 前記第4工程において、前記接合部材に対する前記転写基板の接合強度は、前記第1基板と前記転写基板との間の接合強度の中で最も小さい、
請求項1から6のいずれか1項に記載の電子部品の製造方法。 - 前記接合部材ペーストは、金属とフラックスを含む、
請求項1から7のいずれか1項に記載の電子部品の製造方法。 - 前記接合部材は、金属により構成される、
請求項1から8のいずれか1項に記載の電子部品の製造方法。 - 前記第3工程において、前記下地部材と前記接合部材とが金属接合を形成する、
請求項1から9のいずれか1項に記載の電子部品の製造方法。 - 前記第3工程において、前記接合部材ペーストに含まれていたフラックスが、前記接合部材を覆う、
請求項1から10のいずれか1項に記載の電子部品の製造方法。 - 前記フラックスを除去する工程をさらに備える、
請求項11に記載の電子部品の製造方法。 - 前記転写基板の前記転写主面は、非金属材料により構成される、
請求項1から12のいずれか1項に記載の電子部品の製造方法。 - 前記転写基板は、セラミックにより構成される、
請求項13に記載の電子部品の製造方法。 - 前記転写基板は、ガラスにより構成される、
請求項13に記載の電子部品の製造方法。 - 前記転写基板の前記転写主面は、前記第1基板の前記第1主面よりも表面粗さが小さい、
請求項1から15のいずれか1項に記載の電子部品の製造方法。 - 前記転写基板の前記転写主面は、前記第1基板の前記第1主面よりも平面度が小さい、
請求項1から16のいずれか1項に記載の電子部品の製造方法。 - 前記第2工程において、前記転写基板の前記転写主面における、前記接合部材ペーストを介して前記第1基板の前記第1主面と向かい合う領域は、前記第1基板の前記第1主面よりも平面度が小さい、
請求項1から17のいずれか1項に記載の電子部品の製造方法。 - 前記第1工程において、複数の前記下地部材を設け、
前記第3工程において、前記複数の下地部材のそれぞれに接触するように、複数の前記接合部材を形成する、
請求項1から18のいずれか1項に記載の電子部品の製造方法。 - 前記複数の接合部材は、第1接合部材と、前記第1基板の前記第1主面を平面視したときに前記第1接合部材とは形状又は大きさが異なる第2接合部材と、を含む、
請求項19に記載の電子部品の製造方法。 - 前記第2工程において、前記第1基板の前記第1主面を平面視したとき、前記接合部材ペーストは、前記下地部材の形状と重なるように設けられる、
請求項1から20のいずれか1項に記載の電子部品の製造方法。 - 前記接合部材ペーストの前記下地部材に対する濡れ性は、前記接合部材ペーストの前記転写基板の前記転写主面に対する濡れ性より大きい、
請求項1から21のいずれか1項に記載の電子部品の製造方法。 - 前記接合部材ペーストの前記下地部材に対する濡れ性は、前記接合部材ペーストの前記第1基板の前記第1主面に対する濡れ性より大きい、
請求項1から22のいずれか1項に記載の電子部品の製造方法。 - 前記第4工程において、前記接合部材の頂上部には、前記転写基板の前記転写主面の形状が転写されている、
請求項1から23のいずれか1項に記載の電子部品の製造方法。 - 前記第1工程において、前記下地部材は、前記第1基板の前記第1主面を平面視したときに環状に設けられる、
請求項1から24のいずれか1項に記載の電子部品の製造方法。 - 前記第1工程において、前記下地部材は、前記第1基板の前記第1主面を平面視したときに矩形環状に設けられ、
前記第2工程において、前記接合部材ペーストは、前記第1基板の前記第1主面を平面視したときに、前記下地部材の前記矩形環状の角部を避けて設けられる、
請求項1から25のいずれか1項に記載の電子部品の製造方法。 - 前記下地部材及び前記接合部材を介して、前記第1基板を第2基板に接合する第5工程をさらに備える、
請求項1から26のいずれか1項に記載の電子部品の製造方法。 - 前記第5工程において、前記第1基板と前記第2基板との間に前記下地部材及び前記接合部材によって囲まれた内部空間を形成する、
請求項27に記載の電子部品の製造方法。 - 前記第1基板に電子素子を設ける工程をさらに備える、
請求項1から28のいずれか1項に記載の電子部品の製造方法。 - 前記電子素子は、封止された内部空間に配置されている、
請求項29に記載の電子部品の製造方法。 - 前記電子素子は、前記第1基板の前記第1主面を平面視したときに略矩形形状を有する圧電振動素子である、
請求項30に記載の電子部品の製造方法。 - 前記電子素子は、複数の振動腕部を有する音叉型水晶振動素子である、
請求項30に記載の電子部品の製造方法。 - 前記下地部材は、前記第1基板に接触する密着層と、前記密着層と前記接合部材との間に位置する下地層と、を含む、
請求項1から32のいずれか1項に記載の電子部品の製造方法。 - 前記第1工程は、
セラミックのグリーンシートを設ける工程と、
前記グリーンシートの第1主面に密着層ペーストを設ける工程と、
前記グリーンシート及び前記密着層ペーストを焼成して、前記グリーンシートから前記第1基板を形成し且つ前記密着層ペーストから前記密着層を形成する工程と、
前記密着層に下地層をめっき形成する工程と、
を含む、
請求項33に記載の電子部品の製造方法。 - 反り形状の第1主面を有する第1基板と、
前記第1基板の前記第1主面側に設けられ、第2基板と接合されることとなる頂上部を有する接合部材と、
を備え、
前記接合部材の頂上部は平面内に設けられている、電子部品。 - 第1主面を有する第1基板と、
前記第1基板の前記第1主面側に設けられ、頂上部を有する接合部材と、
を備え、
前記接合部材の前記頂上部は、露出されており且つ平面形状である、電子部品。 - 前記頂上部の平面度は、前記第1基板の前記第1主面の平面度の40%以下である、
請求項35又は36に記載の電子部品。 - 前記頂上部の平面度は、9.0μm以下である、
請求項35から37のいずれか1項に記載の電子部品。 - 前記頂上部の平面度は、5.0μm以下である、
請求項38に記載の電子部品。 - 前記接合部材の前記第1基板側の底面の幅に対して、前記頂上部の幅は30%以上である、
請求項35から39のいずれか1項に記載の電子部品。 - 前記第1基板は、焼結体により構成されたセラミック基板であり、
前記第1基板の前記第1主面と前記接合部材との間には、密着層を含む下地部材が設けられている、
請求項35から40のいずれか1項に記載の電子部品。 - 前記密着層は、焼結金属であり、前記セラミック基板と接触している、
請求項41に記載の電子部品。 - 前記第1基板の前記第1主面は、反り形状を有している、
請求項36に記載の電子部品。 - 前記第1基板の前記第1主面の平面度は、10μm以上である、
請求項35から43のいずれか1項に記載の電子部品。 - 前記接合部材は、前記第1基板の前記第1主面を平面視したときに環状に設けられている、
請求項35から44のいずれか1項に記載の電子部品。 - 前記接合部材は、前記第1基板の前記第1主面を平面視したときに矩形環状に設けられている、
請求項45に記載の電子部品。 - 前記第1基板の前記第1主面を平面視したとき、形状又は大きさが異なる複数の前記接合部材を備えている、
請求項35から46のいずれか1項に記載の電子部品。 - 第1主面を有する第1基板と、
前記第1基板の前記第1主面側に設けられ、少なくとも3つの頂上部を有する複数の接合部材と、
を備え、
前記少なくとも3つの頂上部の平面度は、前記第1基板の前記第1主面の平面度の40%以下である、電子部品。 - 第1主面を有する第1基板と、
前記第1基板の前記第1主面側に設けられ、少なくとも3つの頂上部を有する複数の接合部材と、
を備え、
前記少なくとも3つの頂上部の平面度は、9.0μm以下である、電子部品。 - 前記少なくとも3つの頂上部の平面度は、5.0μm以下である、
請求項49に記載の電子部品。 - 第1主面を有する第1基板と、
前記第1基板の前記第1主面側に設けられ、少なくとも3つの頂上部を有する複数の接合部材と、
を備え、
前記少なくとも3つの頂上部は、露出されており且つ平面形状である、電子部品。 - 前記複数の接合部材の前記第1基板側の底面の幅に対して、前記少なくとも3つの頂上部の幅は、30%以上である、
請求項51に記載の電子部品。 - 前記第1基板と前記接合部材との間に設けられた下地部材をさらに備え、
前記接合部材の前記下地部材に対する接合強度は、前記接合部材の前記第1基板に対する接合強度よりも大きい、
請求項35から52のいずれか1項に記載の電子部品。 - 前記接合部材は、前記下地部材と合金を形成している、
請求項53に記載の電子部品。 - 前記接合部材の材料は、金属のみである、
請求項35から54のいずれか1項に記載の電子部品。 - 前記第1基板は、前記第1主面に設けられた電極パッドを備え、
前記接合部材は、前記電極パッド上に配置されている、
請求項35から55のいずれか1項に記載の電子部品。 - 前記第1基板に電子素子が設けられている、
請求項35から56のいずれか1項に記載の電子部品。 - 前記電子素子は、圧電振動素子である、
請求項57に記載の電子部品。 - 前記電子素子は、前記第1基板の前記第1主面側に設けられ、
前記接合部材のすくなくとも1つは、前記第1基板の前記第1主面を平面視したとき、前記電子素子を囲む枠状に設けられている、
請求項58に記載の電子部品。
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