WO2006118192A1 - 圧電部品及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

　圧電基板11の両主面に一対の電極20a,20bを形成した圧電振動素子10と、その両主面に取り付けた一対の枠体30ａ，30ｂと、透光性の樹脂材料から成り、枠体30ａ，30ｂを覆うように取り付けた一対の封止基板40ａ，40ｂと、封止基板40ａ，40ｂの上に形成された不透明の被覆層50ａ，50ｂと、一対の電極20a,20bにそれぞれ接続された一対の入出力端子電極61ａ，61ｂとを有する圧電部品１。封止空間の形成状態や枠体30ａ，30ｂによる封止代を目視や画像認識等の外観検査によって確認することができ、信頼性の高い圧電部品１を得ることができる。また、被覆層50ａ，50ｂの上にマーキングできる。

Description

明 細 書

圧電部品及びその製造方法

技術分野

[0001] 本発明は、製造が容易で信頼性に優れた圧電部品及びその製造方法に関するも のである。

背景技術

[0002] 従来から、通信機器や電子機器にはマイクロコンピュータが使用されており、このよ うなマイクロコンピュータのクロック源として、圧電振動素子を内蔵した圧電部品が広 く用いられている。

このような圧電部品としては、圧電基板の両主面に振動電極を形成し、それぞれの 上部に、振動電極が振動するスペースを確保するための封止空間を形成したものが 知られている。

[0003] このような圧電部品においては、封止空間の確保が不充分であれば、振動電極に 封止基板などが接触するおそれがある。こうなれば、振動電極の振動がダンプされて 電気特性が劣化するという問題が生じる。

また、封止空間の気密性が悪いと、空気中の水分や半田付け時のフラックスなどが 封止空間に侵入して、圧電部品の電気特性が劣化するという問題が生じる。

[0004] また従来の圧電部品においては、封止基板によって封止された領域の内部の出来 映えを目視によって確認することができな 、と 、う問題があった。

それを解決するために封止基板を透明な板ガラスを用いて形成した圧電部品が提 案されている（例えば、特許文献 1を参照)。

特許文献 1：特開昭 59— 110217号公報 (第 5図）

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0005] し力しながら、特許文献 1にて提案された圧電部品においては、封止基板に板ガラ スを使用しているため、外力や機械的 ·熱的な衝撃によって封止基板に割れやクラッ クが発生しやす!/、と 、う問題があった。 また、板ガラスが加工性や機械的強度に劣ることから、封止基板の厚みを薄くする ことができな 、と!/、う問題もあった。

[0006] 最近の通信機器や電子機器においては小型化及び薄型化が進んでおり、これら の機器に搭載される部品に対する小型化及び薄型化の要求も益々強くなつている。 また、携帯電話やポータブル MDプレーヤーのような、ユーザーが常に携帯する通 信機器や電子機器においては、落下衝撃などに対する強度向上のため、これらの機 器に搭載される部品に対しても耐衝撃性の向上が強く求められている。

[0007] よって、従来の圧電部品においては、上述した耐衝撃性や薄型化の問題は致命的 なものとなってきている。

本発明の目的は、薄型化が可能で耐衝撃性に優れた圧電部品を提供することにあ る。

また、本発明の他の目的は、目視ゃ画像認識による封止空間の出来映えの確認が 容易であるとともに、本発明の圧電部品を安定して得ることができる圧電部品の製造 方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

[0008] 本発明の圧電部品は、圧電基板の両主面に、該圧電基板を介して少なくとも一部 が互いに対向する一対の電極が形成された圧電振動素子と、前記一対の電極の対 向する領域を包囲するように前記圧電基板の両主面にそれぞれ配置された一対の 枠体と、透光性の榭脂材料から成り、前記一対の枠体の両外面を覆うように配置した 一対の封止基板と、前記一対の電極にそれぞれ接続された一対の入出力端子電極 とを有するちのである。

[0009] このような本発明の圧電部品によれば、封止基板が透光性の榭脂材料力 成ること により、振動電極に枠体が接触していないかどうかや、枠体による封止代が充分に確 保されているかどうか、あるいは封止空間の気密性を低下させる連続した気泡などが 封止基板の内部や封止基板と枠体との界面に生じて 、な 、かどうかを目視ゃ画像認 識等の外観検査によって容易に確認することが可能となり、これによつて信頼性の高

Vヽ圧電部品を得ることができる。

[0010] また、封止基板が榭脂材料から成り、ガラスやセラミックス等に対して加工性に優れ るものであることにより、封止基板の薄型化が容易となり、これによつて薄型の圧電部 品とすることができる。

さらに、封止基板が榭脂材料から成り、封止基板がガラスやセラミックス等に対して 弾性及び靭性 (toughness)に優れて ヽるので、封止基板自体が熱的 '機械的衝撃に 対する強度が高いのみならず、封止基板が外力及び衝撃を吸収'緩和して圧電基板 を保護する効果を奏するので、信頼性に優れた圧電部品とすることができる。

[0011] また、本発明の圧電部品によれば、上記構成において一対の枠体が透光性の榭 脂材料カゝら成るようにしたときは、圧電基板と枠体と封止基板とで構成される封止空 間の気密性を低下させる連続した気泡などが枠体の内部や枠体と圧電基板との界 面に存在するか否かを目視ゃ画像認識等の外観検査によって容易に確認すること が可能となり、さらに信頼性に優れた圧電部品を得ることができる。

[0012] さらに、本発明の圧電部品によれば、上記構成において、一対の封止基板の少な くとも一方の外面に遮光性の榭脂材料カゝら成る被覆層が形成されており、この被覆 層にマークが施されて ヽるようにしたときは、遮光性の榭脂材料からなる被覆層にマ ークが施されていることにより、透光性の榭脂材料力もなる封止基板にマークが施さ れて ヽる場合に比較して、視認性に優れたマーキングを有する圧電部品を得ること ができる。

[0013] また、マークを施す領域にのみ被覆層が形成されているようにすれば、被覆層を限 定された領域に形成することによって、ダイシングするとき、圧電基板の主面に施した ノターンを目印としてダイシングすることが可能となり、製造が容易で、信頼性に優れ た圧電部品を得ることができる。

前記一対の電極は、前記圧電基板を介して互いに対向する振動電極と、該振動電 極を前記入出力端子電極に接続する引き出し電極と、前記振動電極または前記引 き出し電極から、前記圧電基板の側面に形成されたグランド端子電極へ向かって延 出され、該グランド端子電極との間で容量を形成する容量電極とから成るものであれ ば、容量電極とグランド端子電極との間に形成された容量を、この圧電部品を用いて 構成される発振回路における負荷容量として利用することが可能となるため、負荷容 量を別に形成するための容量素子が不要となり、圧電振動素子と負荷容量とを内蔵 した小型の圧電部品とすることができるものとなる。

[0014] また、前記一対の封止基板の少なくとも一方の外面に、誘電体基板と、該誘電体基 板の内部及び表面の少なくとも一方に形成されて前記一対の入出力端子電極にそ れぞれ接続された一対のホット側容量電極と、前記誘電体基板の内部及び表面の 少なくとも一方に形成されてグランド端子電極に接続され、前記ホット側容量電極と の間に容量を形成するグランド側容量電極とから成る容量素子が取り付けられている ものであれば、誘電体基板を介して対向するホット側容量電極とグランド側容量電極 との間に形成される大きな容量を、この圧電部品を用いて構成される発振回路にお ける負荷容量として利用することが可能となり、圧電振動素子と大きな負荷容量とを 内蔵した小型の圧電部品とすることができるものとなる。

[0015] 本発明の圧電部品の製造方法は、両主面に電極が形成され、それぞれ圧電振動 素子となる複数の素子領域を有する圧電母基板を準備する工程と、前記圧電母基 板の両主面に、前記素子領域の境界に沿って前記素子領域とともに分割されて、前 記圧電振動素子上で個々の枠体となる格子体を、透光性の榭脂材料を用いて形成 する工程と、前記格子体を覆うように、透光性の榭脂材料から成る封止母基板を一主 面側で取り付けて、前記圧電母基板と前記格子体の前記枠体となる部分と前記封止 母基板との間に複数の封止空間を形成する工程とを備えるものである。

[0016] このような本発明の圧電部品の製造方法によれば、封止空間の形成状態や、封止 空間の気密性を低下させる格子体中の連続した気泡の有無などを外観検査によつ て確認して、製造工程の途中で不良品を取り除くことができるので、信頼性に優れた 圧電部品を効率よく製造することが可能となる。

前記複数の前記封止空間を形成する工程の後に、前記封止母基板の外面に遮光 性の樹脂から成る被覆層を形成し、当該被覆層にマークを施すこととすれば、透光 性の榭脂材料力もなる封止基板にマークを施す場合に比較して、マーキングの視認 性を向上させることが可能となり、マーキングの誤認を防止できるので、生産性に優 れた製造方法とすることができる。

[0017] 前記被覆層に、レーザー光線を利用してマークを施すこととすれば、透光性の榭脂 に対しては困難なレーザーを利用したマークが容易となる。これによつて、耐摩耗性 に優れたマークを施すことが可能であり、また、インクジェットプリンタ等の印刷による マーキングに対して印字速度に優れたレーザーマーカーが使用可能な、生産性に 優れた製造方法とすることができる。

[0018] 本発明における上述の、又はさらに他の利点、特徴及び効果は、添付図面を参照 して次に述べる実施形態の説明により明らかにされる。

図面の簡単な説明

[0019] [図 1]本発明の実施の形態に力かる圧電部品を模式的に示す外観斜視図である。

[図 2]本発明の実施の形態に力かる圧電部品を模式的に示す縦断面図である。

[図 3]本発明の実施の形態に力かる圧電部品を模式的に示す分解斜視図である。

[図 4]図 1に示す圧電部品に用いられる圧電基板の平面図である。

[図 5]図 1に示す圧電部品に用いられる圧電基板の A— A線断面図である。

[図 6]本発明の実施の形態に力かる圧電部品の等価回路図である。

[図 7]本発明の実施の形態に力かる圧電部品の他の例を模式的に示す外観斜視図 である。

[図 8]本発明の実施の形態に力かる圧電部品の他の例を模式的に示す縦断面図で ある。

[図 9]本発明の実施の形態に力かる圧電部品の他の例を模式的に示す分解斜視図 である。

[図 10]本発明の実施の形態に力かる圧電部品の他の例に用いられる容量素子を示 す上面図である。

[図 11]本発明の実施の形態に力かる圧電部品の他の例に用いられる容量素子を示 す下面図である。

[図 12]本発明の圧電部品の製造方法の実施の形態を模式的に示す工程毎の平面 図である。

[図 13]本発明の圧電部品の製造方法の実施の形態を模式的に示す工程毎の平面 図である。

[図 14]本発明の圧電部品の製造方法の実施の形態を模式的に示す工程毎の平面 図である。 [図 15]本発明の圧電部品の製造方法の実施の形態を模式的に示す工程毎の平面 図である。

[図 16]本発明の圧電部品の製造方法の実施の形態を模式的に示す工程毎の平面 図である。

符号の説明

1, 2:圧電部品

10:圧電振動素子

11:圧電基板

20a, 20b:主面電極

21a, 21b:振動電極

22a, 22b:引き出し電極

23a, 23b:容量電極

30a, 30b:枠体

40a, 40b:封止基板

50a, 50b:被覆層

61 (61a, 61b)、 62 (62a, 62b)：入出力端子電極

63 (63a, 63b)：グランド端子電極

71， 72, 73:外部接続電極

80:容量素子

81:誘電体基板

82a, 82b:ホット側容量電極

83:グランド側容量電極

91:圧電母基板

92:素子領域

93:ダイシングライン

94:枠体

95:封止母基板

96:基準パターン 97 :導電性バンプ

A:対向領域

S :封止空間

発明を実施するための最良の形態

[0021] 図 1は、本発明の実施の形態に力かる圧電部品を模式的に示す外観斜視図である 図 2は図 1に示す圧電部品の縦断面図であり、図 3は図 1に示す圧電部品の分解 斜視図である。

図 4は図 1に示す圧電部品に用いられる圧電振動素子の平面図、図 5はその A— A 線断面図である。

[0022] 図 6は図 1に示す圧電部品の等価回路図である。

圧電部品 1は、圧電基板 11の両主面に、圧電基板 11を介して一部が互いに対向す るように一対の電極 20a,20bを形成した圧電振動素子 10と、一対の電極 20a,20bの対 向領域 Aを包囲するように圧電基板 11の両主面にそれぞれ配置された一対の枠体 3 0a, 30bと、この一対の枠体 30a, 30bの外面をそれぞれ覆うように取り付けた一対の 封止基板 40a, 40bと、一対の封止基板 40a, 40bの外面に形成された被覆層 50a, 50 bとを有した構造である。

[0023] このような圧電部品 1の側面には、電極 20aに接続された一対の入出力端子電極 61 a,61b、電極 20bに接続された一対の入出力端子電極 62a,62b及びそれらの間に配置 されたグランド端子電極 63a,63bが形成されている。

一対の入出力端子電極 61a,61bを総称して番号 61で表し、一対の入出力端子電 極 62a,62bを総称して番号 62で表し、グランド端子電極 63a,63bを総称して番号 63で 表す。

[0024] 入出力端子電極 61, 62及びグランド端子電極 63は、それぞれ圧電基板 11の両側 面に形成されており、一方側面に入出力端子電極 61a, 62a及びグランド端子電極 63 aが、他方側面に入出力端子電極 61b, 62b及びグランド端子電極 63bがそれぞれ形 成されている。

また、圧電部品 1の下面には外部接続電極 71, 72, 73が形成されている。入出力端 子電極 61aと 61bとが外部接続電極 71に、入出力端子電極 62aと 62bとが外部接続電 極 72に、グランド端子電極 63aと 63bとが外部接続電極 73にそれぞれ接続されている

[0025] 圧電基板 11の両主面に形成されている一対の電極 20a,20bのうち、電極 20aは、図 4、図 5に示すように、振動電極 21aと、振動電極 21aを入出力端子電極 61a, 61bに接 続するための引き出し電極 22aと、振動電極 21aからグランド端子電極 63aに向力つて 延出され、グランド端子電極 63aとの間で容量を形成するための容量電極 23aとから 成る。

一方、電極 20bは、振動電極 21bと、振動電極 21bを入出力端子電極 62a, 62bに接 続するための引き出し電極 22bと、振動電極 21bからグランド端子電極 63bに向かって 延出され、グランド端子電極 63bとの間で容量を形成するための容量電極 23bとから 成る。

[0026] 振動電極 21a, 21bは、圧電基板 11を介して一部が互いに対向するように形成され ている。振動電極 21a, 21bの間に電界が印加されることによってこの間にエネルギー を閉じ込め、厚み振動が励起される（図 5参照)。この結果、圧電振動素子 10は、特 定周波数で共振する。

また、容量電極 23aとグランド電極 63aとの間で、図 6の等価回路図に示す負荷容量

C1が形成され、容量電極 23bとグランド電極 63bとの間で、図 6の等価回路図に示す 負荷容量 C2がそれぞれ形成される。

[0027] この結果、全体として図 6に示すような、圧電振動素子 10と負荷容量 CI, C2とを内 蔵した圧電部品 1が構成される。

本例の圧電部品 1の特徴的なことは、封止基板 40a, 40bが、透光性の榭脂材料か ら成る点である。

このことにより、製造段階において、封止基板 40a, 40 bの外側から、振動電極 21a, 21bに枠体 30a, 30bが接触していないかどうか、枠体 30a, 30bによる封止代（図 2に" d"で示す）が充分に確保されているかどうか、あるいは封止空間の気密性を低下さ せる連続した気泡などが、封止基板の内部や封止基板と枠体との界面に生じていな いかどうかを、外観検査によって確認することが可能となる。これによつて信頼性の高 ぃ圧電部品 1を得ることができる。

[0028] 封止基板 40a,40bの光透過率は、特別な光源を要することなく外観検査を容易にす るという点から、 25%以上が好ましい。光透過率を 25%以上にしておけば、一般的 な室内の明るさ（1500ルクス程度)でも、封止空間の状態を目視により確認することが できる。逆に封止基板 40a,40bの光透過率が 25%より低いと、封止空間の状態を目 視による外観検査によって確認することが困難となる。なお、本発明における光透過 率は、分光光度計を用いて測定したものである。具体的には、封止基板 40a,40bに可 視光領域 (400應〜 800應)の光を照射し、封止基板の透過前後の光強度を、分光 光度計を用いて測定し、透過前後の光強度の比率 (榭脂基板から透過した光強度 Z 光源の光強度）を計測することにより求めたものである。

[0029] また、封止基板 40a, 40bが加工性に優れる榭脂材料カゝら成ることにより、封止基板 40a, 40bの薄型化が容易となり、これによつて薄型の圧電部品 1とすることができる。 さらに、本例の圧電部品 1によれば、封止基板 40a, 40bは弾性及び靭性に優れた 榭脂材料から成る。

このことにより、封止基板 40a, 40b自体、外力や熱的'機械的衝撃に対する強度が 高くなるとともに、封止基板 40a, 40bが外力及び衝撃を吸収し緩和して圧電基板 11 を保護するので、信頼性に優れた圧電部品 1とすることができる。封止基板 40a,40bの 具体的な材料にっ 、ては後述する。

[0030] また、本例の圧電部品 1によれば、枠体 30a, 30bも透光性の榭脂材料力 成ること が好ましい。

この場合には、圧電基板 11と枠体 30a, 30bと封止基板 40a, 40bとで形成される封 止空間 Sの気密性を低下させる連続した気泡など力 枠体 30a, 30bの内部や枠体 30 a, 30bと圧電基板 11との界面に存在するか否かを、封止基板 40a, 40bの外側から外 観検査によって容易に確認することが可能となり、信頼性に優れた圧電部品 1を得る ことができるものとなる。ここで、封止基板 40a,40b及び枠体 30a, 30bの光透過率をと もに 50%以上にしておけば、封止基板 40a,40bを枠体 30a, 30bの外表面に配置した 後でも、枠体 30a, 30bと圧電基板 11との界面に気泡が存在するか否かを外観検査に よって容易に確認することができるようになる。したがって、封止基板 40a,40b及び枠 体 30a, 30bの光透過率はともに 50%以上にしておくことが好ましい。

[0031] さらに、本例の圧電部品 1によれば、封止基板 40a, 40bの外面に遮光性 (不透明） の榭脂材料から成る被覆層 50a, 50bが形成されている。この被覆層 50a, 50bには、 マーク（図 16に" M"で示す）が施されている。ここで「マーク」とは、圧電部品 1に付け る製造番号や、製造者を表す商標などをいう。

封止基板 40a, 40bに直接マークを施すと、透光性があるので、識別しにくい。

[0032] そこで、この遮光性の被覆層 50a, 50bを設け、この被覆層 50a, 50bにマーキングす ることにより、透光性の榭脂材料力もなる封止基板 40a, 40bに直接マークが施されて いる場合に比較して、マークの視認性が向上した圧電部品 1とすることができる。同 時に、この遮光性の榭脂材料カゝら成る被覆層 50a, 50bは、封止基板 40a, 40を保護 する機能も有している。

[0033] またさらに、本例の圧電部品 1によれば、容量電極 23aとグランド端子電極 63aとの 間で、図 5に示すとおり容量 C1が形成されており、容量電極 23bとグランド端子電極 6 3bとの間で容量 C2が形成されているので、負荷容量 CI, C2を形成するための容量 素子を別に形成する必要がない。したがって、圧電振動素子 10と負荷容量 CI, C2と を内蔵した小型の圧電部品 1とすることができる。

[0034] 力かる容量電極 23aと容量電極 23bとは、圧電基板 11の平面図である図 4に示す ように、圧電基板 11を介して互いに対向しないように、つまりズレているように配置す ることが好ましい。

これにより、振動電極 21a、 21bで発生する厚み振動を大きく抑制することなぐ容 量 Cl、 C2を得ることできる。この理由は、図 5の断面図に示すように、振動電極 21a と振動電極 21bとの対向領域 Aから外れた領域に容量 CI, C2が形成され、その容 量 CI, C2に起因する電界が発生しても、その電界は、対向領域 Aにおける厚み振 動に殆ど影響を与えないためである。なぜなら、対向領域 Aの中心部が最も大きく振 動し、対向領域 Aから外れて外側にいくほど振動は小さくなるからである。

[0035] また、枠体 30a, 30bを絶縁性の樹脂で形成し、容量電極 23aとグランド端子電極 63 aとの間、及び容量電極 23bとグランド端子電極 63bとの間の圧電基板 11上にそれぞ れ枠体 30a, 30bが存在するようにすることにより、容量 CI, C2を大きくすることができ る。これは、枠体 30a, 30bの誘電率が空気の誘電率よりも高いからである。

さらに、枠体 30a, 30bは、金属性異物の付着をブロックする機能を有する。このため 、容量電極 23aとグランド端子 63aとの間、及び容量電極 23bとグランド端子電極 63bと の間の間隔を小さくしても、金属性異物の付着などによる電極間の電気的短絡を防 止することができる。

[0036] 図 7は本発明の他の実施の形態に力かる圧電部品を模式的に示す外観斜視図で ある。

図 8は図 7に示す圧電部品の模式的な縦断面図であり、図 9は図 7に示す圧電部品 の分解斜視図である。

図 10、図 11は、それぞれ図 7に示す圧電部品に用いられる容量素子を模式的に 示す上面図及び下面図である。

[0037] なお、本例においては前述した例と異なる点についてのみ説明し、同様の構成要 素については同一の参照符号を用いて重複する説明を省略するものとする。

本例の圧電部品 2における特徴的なところは、圧電基板 11に容量電極 23a, 23bが 形成されておらず、その代わりに封止基板 40bの下面に、容量素子 80が取り付けられ ていることである。

[0038] 容量素子 80は、図 9、図 10及び図 11に示すように、誘電体基板 81の上面に一対の ホット側容量電極 82a, 82bを、また誘電体基板 81の下面にグランド側容量電極 83を それぞれ形成して構成されて 、る。

そして、ホット側容量電極 82aは入出力端子電極 61a, 61bを介して圧電基板 11の 一主面に形成された引き出し電極 22a及び誘電体基板 81の下面に形成された外部 接続電極 71にそれぞれ接続されている。一方、ホット側容量電極 82bは入出力端子 電極 62a, 62bを介して圧電基板 11の他主面に形成された引き出し電極 22b及び誘 電体基板 81の下面に形成された外部接続電極 72にそれぞれ接続されて ヽる。また 、グランド側容量電極 83は、誘電体基板 81の下面で、外部接続電極 71、 72の間に 位置するように配され、その両端が、グランド端子電極 63a, 63bと接続されている。な お、グランド側容量電極 8 3は外部接続電極としての機能も有している。

[0039] ホット側容量電極 82aとグランド側容量電極 83との間で図 6に示すとおり負荷容量 C 1が、ホット側容量電極 82bとグランド側容量電極 83との間で負荷容量 C2がそれぞれ 形成されている。これにより、図 6に示す等価回路図で表されるような、圧電振動素子 10と負荷容量 CI, C2とを内蔵した圧電部品 2が構成される。

本例の圧電部品 2によれば、ホット側容量電極 82aとグランド側容量電極 83とを、誘 電体基板 81を介して対向させて ヽるので、ホット側容量電極 82aとグランド側容量電 極 83との間に形成される容量 C1を大きなものとすることができる。同様に、ホット側容 量電極 82bとグランド側容量電極 83とを、誘電体基板 81を介して対向させて ヽるので 、ホット側容量電極 82bとグランド側容量電極 83との間に形成される容量 C2を大きな ちのとすることがでさる。

[0040] 次に、圧電部品の製造方法について、図 1〜図 5の圧電部品 1を例にとって説明す る。

図 12〜図 16は、それぞれ本例の圧電部品の製造方法を模式的に示す工程毎の 平面図である。

なお、図 12〜図 16は、上面側力も見た平面図となっている。圧電母基板 91よりも下 側の状態は示されて ヽな 、が、下側も上側と同様に処理されるものである。

[0041] 本例の圧電部品の製造方法によれば、まず、分割されて各々が圧電振動素子 10と なる複数の素子領域 92を有する圧電母基板 91を準備する（図 12)。

圧電母基板 91の各素子領域 92の両主面には、電極 20a,20bがあらかじめ形成され ている。圧電母基板 91の素子領域 92どうしの境界には、後にダイシングによって切除 されるダイシングライン 93が設けられて 、る。

[0042] 次に、電極 20aの引き出し電極 22aとなる部分の両端部及び電極 20bの引き出し電 極 22bとなる部分の両端部に、ダイシングによって 4分割されるように導電性バンプ 97 を形成する（図 13)。

これによつて、引き出し電極 22aと端子電極 61a, 61bとの接続、及び引き出し電極 2 2bと端子電極 62a, 62bとの接続を良好なものとすることができる。

[0043] 次に、圧電母基板 91の両主面に、振動電極 21a,21bの部分を残して、圧電母基板 91の両主面を覆うように、格子体 94を、透光性の榭脂材料を用いて形成する（図 14) この格子体 94は、ダイシングライン 93に沿って、素子領域 92と共に分割されて、個 々の圧電振動素子 10上で枠体 30となるものである。

次に、格子体 94を覆うように、透光性の榭脂材料から成る封止用母基板 95を取り付 ける（図 15)。

[0044] これらの圧電母基板 91の素子領域 92と、格子体 94の枠体 30となる部分と、封止用 の母基板 95とによって、素子領域 92ごとに封止空間 Sを形成する。

格子体 94も封止用の母基板 95も、いずれも透光性の榭脂材料からなるので、封止 空間 Sの形成状態を、目視ゃ画像認識等の、外観検査によって確認することができ る。また、封止空間 Sの気密性を低下させる連続した気泡など力 格子体 94の内部や 、格子体 94と圧電母基板 91との界面、格子体 94と封止用の母基板 95との界面などに 存在しないかどうかを、目視ゃ画像認識等の、外観検査によって確認することができ る。

[0045] また、枠体 30a, 30bによる封止代（図 2に" d"で示す）が狭くなつている箇所も、目視 や画像認識等の、外観検査によって点検することもできる。

これらの外観検査によって、不良品があれば、分割後に取り除くことができるので、 信頼性に優れた圧電部品を製造することが可能となる。

次に、複数の封止空間 Sを形成した図 15の工程の後に、封止用の母基板 95の外 面に遮光性 (不透明）の榭脂から成る被覆層 50a, 50bを形成する（図 16)。

[0046] この遮光性の榭脂材料からなる被覆層 50a, 50b上にマーク Mを施す。

被覆層 50a, 50bにマーク Mを施すこととすれば、透光性の榭脂材料からなる封止 基板 40a, 40bに直接マークを施す場合に比較して、被覆層 50a, 50bを形成する工程 がーつ増えるものの、マーク Mの視認性を向上させることが可能となり、マーク Mの誤 認を防止できて生産性に優れた製造方法とすることができる。なお、マーク Mの深さ を 3 μ m以上にしておけば、視認性をより向上させることができる。

[0047] また、被覆層 50a, 50bにマーク Mを施すことにより、透光性の榭脂に対しては困難 であるレーザー光線を利用したマーキングができる。これによつて、耐摩耗性に優れ たマーク Mを施すことが可能となる。このような用途のレーザーとしては、例えば、 YA Gレーザー（波長： 1064nm)や COレーザー（波長： 10.6 μ m)を用いて印字することが できる。被覆層として用いる榭脂の発色性に優れるという点力 レーザーの波長は、 短い方が良ぐ一般的には、波長力 l064nm程度のレーザーを用いることが適してい る。

[0048] また、レーザー光線を利用すると、インクジェットプリンタ等の印刷によるマーキング と比べて印字速度に優れるので、生産性に優れた製造方法とすることができる。 次に、下側の被覆層 50bの下面に外部接続電極 71, 72, 73を形成し、ダイシングに よって分割する（図 16)。なお、外部接続電極 71, 72, 73を形成する際に、併せて同 一材料によってダイシングの基準となる目印を形成しておくこととすれば、ダイシング を精度良く行なうことができる。

[0049] なお、本例の圧電部品の製造方法においては、図 12に示すように、圧電母基板 91 の両主面に電極 20a,20bと共に基準パターン 96を形成してもよ!/、。この基準パターン 9 6は、ダイシングライン 93が確認できるようにするためのもので、ダイシングブレードの 幅と同じ幅とし、ダイシングライン 93のすぐ横に配置している。この場合、上下の封止 基板 40a, 40bの外面の全面に渡って被覆層 50a, 50bを形成するのでなぐマークを 施す領域にのみ被覆層を形成し、基準パターン 96が被覆層 50a,50bに覆われないよ うにする。このように被覆層 50a, 50bを限定された領域に形成することによって、圧電 基板 11の主面に施した基準パターン 96が透視可能となるので、ダイシングするとき、 当該基準パターン 96を目印としてダイシングすることが可能となる。

[0050] この後に、それぞれの側面に入出力端子電極 61, 62、及びグランド端子電極 63を 形成して圧電部品 1が完成する。

次に、本発明の圧電部品の形状、製造材料などについて説明する。

圧電基板 11及び圧電母基板 91は、チタン酸ジルコン酸鉛 (PZT) ,チタン酸鉛 (PT ) ,ニオブ酸ナトリウム 'カリウム（Na K NbO ) ,ビスマス層状化合物（例： MBi Ti l -x x 3 4 4

O 、 M : 2価のアルカリ土類金属元素）などを基材とする圧電セラミックス、又は、水

15

晶，タンタル酸リチウムなどの圧電単結晶から成る。

[0051] 小型化及び回路基板への実装性という観点からは、圧電基板 11は、長さが 0.6mm 〜5mm、幅が 0.2mm〜5mm、厚みが 40 m〜： Lmmの四角开状とすることが好ま しい。 また、圧電基板 11は全面で一様な厚みを有する必要はなぐ厚み振動のエネルギ 一閉じ込めを良くして共振特性を向上する目的で、例えば、振動領域 Aの厚みを、 周囲の領域よりも薄くしたり、また、厚く形成したりすることができる。

[0052] また、さらに共振特性を優れたものにする目的で、例えば、 Ag— Pdなど力 なる内 部電極を振動電極として設けた圧電基板 11を用いることもできる。

なお、圧電基板 11の比誘電率の値は、高周波領域の共振特性に優れるという点か ら、 1000以下であることが好ましい。

圧電基板 11がセラミック材料力も成る場合は、原料粉末にノ インダを加えてプレス する方法、あるいは原料粉末を水や分散剤と共にボールミルを用いて混合した後に 乾燥し、ノ インダ，溶剤，可塑剤等を加えてドクターブレード法により成型する方法な どによってシート状と成し、次に、 1100°C〜1400 °Cのピーク温度で 0.5〜8時間焼成 して基板を形成し、例えば、厚み方向に 80〜200°Cの温度にて 3〜6kVZmmの電 圧をかけて分極処理を施すことによって所望の圧電特性を有した圧電基板 11が得ら れる。

[0053] また、圧電基板 11が圧電単結晶材料から成る場合は、圧電基板 11となる圧電単結 晶材料のインゴット (母材)を所定の結晶方向となるように切断することにより、所望の 圧電特性を有した圧電基板 11が得られる。

電極 20a,20bは、導電性の観点からは金，銀，銅，アルミニウム等の金属膜から成る ことが好ましい。厚みは 0.1 μ m〜3 μ mの範囲とすることが好ましい。金属膜が 0.1 μ mよりも薄い場合には、例えば、大気中において高温にさらされると酸ィ匕によって導 電性が低下しやすくなり、また、金属膜が 3 mよりも厚くなると膜が剥離しやすくなる 力 である。

[0054] このような金属膜の被着には、真空蒸着法， PVD法，スパッタリング法、あるいは厚 膜印刷法による塗布及び焼き付けなどが利用できる。

また、圧電基板 11との密着性を高めるために、例えば、 Crのようにセラミック基板と の密着性が高い下地電極層を予め形成し、その上に所望の金属膜を形成してもよい 圧電基板 11の両主面の全面に金属膜を被着させた後、スピンコート法などで厚み 力^〜 10 mのフォトレジスト膜を金属膜上に形成し、フォトエッチングによってパター ンユングして各種電極を形成することができる。

[0055] 振動電極 21は、圧電基板 11の両主面のほぼ中央に配置され、縦'横方向の長さが 数 10 m〜数 mmの四角形状や円形状とされる。共振特性やその他所望の電気特 性によって形状寸法の詳細は決められる。

枠体 30 (及び格子体 94)は透光性の榭脂材料から成り、例えば、フエノール系榭脂 ,ポリイミド系榭脂，エポキシ系榭脂などを基材とする榭脂材料を使用することができ る。

[0056] 中でも、絶縁性に優れると共に、セラミックスとの接着性が高く、耐湿性及び耐熱性 に優れるという点から、エポキシ系榭脂の基材を使用することが好ましい。

好ましくは、エポキシ系榭脂は、加水分解を起さない硬化型のものがよぐまた、水 の透湿性を低下する目的でルチル酸ィ匕チタンなどの粒子を添加したものや、絶縁性 を高める目的で 2— 4ジァミノ一 6ビニール一 Sトリァミンとイソシァヌル酸とを添カ卩した ものなどを使用することができる。

[0057] このような榭脂材料は、例えば、熱硬化型または光硬化型の榭脂を圧電基板 11上 にスクリーン印刷や転写などによって 1 μ πι〜80 /ζ mの厚みで塗布し、加熱または紫 外線照射によって硬化させて形成することができる。

封止空間の高さを良好に保持しつつ薄型を実現すると!/、う観点から、枠体 30 (及び 格子体 94)の厚みは 20 μ m〜60 μ mであることが特に好まし!/ヽ。

[0058] また、圧電基板 11上に形成した格子体 94の上面を凸型としてもよぐこのような形状 とすること〖こよって、格子体 94と封止基板 40とを接合する際に、両者の接合面に封止 空間の気密性を低下させる気泡が残存することを有効に抑制することができる。 封止基板 40a, 40bは、透光性の榭脂材料から成り、枠体 30a, 30bを介して圧電振 動素子 10の上下面に取り付けられて枠体 30a, 30bと共に封止空間を確保する機能 を有する。その縦'横の長さは通常は圧電基板 11の縦'横の長さと略同一である。上 側に位置する封止基板 40aの厚みは 10 μ m以上あればよいが、下側に位置する封 止基板 40bの厚みは、実装基板からの応力及び機械的，熱的衝撃を緩和する機能を 持たせることが好ましいという観点力 20 m以上が好ましぐ圧電部品の低背化の 観点から 100 μ m以下とするのが好ましい。

[0059] また、適度な弾性が必要であり、 DMA (Dynamic Mechanical Analysis：動的粘弾性 試験）による弾性率が 2〜60GPaの範囲が好ましい。衝撃を吸収する機能の観点か ら、 2〜20GPaの範囲が特に好ましい。

このような封止基板 40a, 40b (及び封止用の母基板 95)には、ガラス繊維ゃァラミド 繊維など力もなる布にポリイミド系榭脂やエポキシ系榭脂を含浸させた榭脂シート材 を用いることにより、封止基板 40aの熱変形を抑制して確実に封止空間を形成するこ とができ、機械的強度にも優れたものとすることができる。

[0060] 特に、接着機能を有するガラス繊維の含有量が 30〜80%のポリイミド榭脂シートや エポキシ榭脂シート（プリプレダ)などが好適に使用され、その場合は、 lOOPa以下の 真空中または大気中にて 0.2MPa〜5MPaの圧力を加えながら 150°C〜200°Cの温 度で 5分〜 90分保持して硬化させると良好に接合できる。

封止基板 40と格子体 94との接着に接着剤を用いる必要がな 、ので、材料及び工数 が減少し効率的に製造することが可能となる。

[0061] また、性質が異なる複数の榭脂シートを組み合わせて封止基板 40を構成することに より、機械的強度、耐衝撃性、耐湿性などの諸特性が総合的に優れた封止基板 40と することができる。

封止基板 40a, 40bが榭脂材料カゝら成る場合、その光透過率は、主として封止基板 4 0a, 40bの厚み及び榭脂材料の種類、ならびに榭脂材料に添加する添加材の種類と 量によって調整することができる。例えば、封止基板 40a, 40bの榭脂材料としてェポ キシ榭脂を用いた場合、封止基板の光透過率を 50%とするには、エポキシ榭脂 100 重量％に対し、カーボンブラックなどの着色性添加材を 15重量％添加し、封止基板 の厚みを 150 μ mとすればよ!ヽ。

[0062] 被覆層 50a, 50bは遮光性を有する榭脂材料カゝら成り、封止基板 40a, 40bの外面に 形成されている。被覆層 50a, 50bの厚みは 5 μ m〜50 μ mであり、エポキシ系榭脂， ポリイミド系榭脂などの一般的な榭脂に対し、例えば、カーボンブラックなどの顔料と 微粉末の分散剤とを含有混合させて着色した榭脂が好適に使用される。それ以外に も、ガラス繊維ゃァラミド繊維の布に遮光性の榭脂を含浸させた榭脂材料も使用する ことができる。

[0063] また、被覆層 50a, 50bの少なくとも一方には圧電部品 1に関する各種情報を記した マークが施されており、被覆層 50bの下面には外部接続電極 71, 72, 73が形成されて いる。マーキングの方法については、すでに述べたとおり、インクジェットプリンタ等に よる印刷、レーザー光線による刻印などを用いることができる。

端子電極 61, 62, 63、及び外部接続電極 71, 72, 73は、金，銀，銅，アルミニウム等 の良導電性の金属膜で形成することもできるが、榭脂との接続強度の観点から、ェポ キシ系の導電性榭脂を用いて形成するのが好ましぐ導電性の観点からは、銀，銅， ニッケルなどの導電性フィラーを 75〜95質量％含有したものが好適に用いられる。

[0064] 適度な弾性を有する導電性榭脂を用いることによって、実装基板力もの応力及び 衝撃を緩和する機能を持たせることが可能となり、信頼性に優れた圧電部品とするこ とがでさる。

導電性榭脂表面を平滑にして実装性を良好にするという観点からは金属フィラーの 粒径は小さい方がよいが、印刷性も考慮して、平均粒径は 0.5〜5 mのものを使用 することが好ましい。

[0065] また、導電性膜の厚みは、薄すぎると導電性が悪化し、厚すぎると実装時に働く応 力によって剥離しやすくなるので、 10 μ m〜60 μ mの範囲とすることが好ましい。 このような導電性榭脂の被着形成には、従来周知のスクリーン印刷法やローラー転 写などを用いて塗布し、加熱や紫外線照射によって硬化させればよい。

所望によって、さらに導電性榭脂の表面に、 Cu, Ni, Sn, Auなどを用いた少なくと も 1種類のメツキ膜を形成してもよぐそれによつて半田付け性を向上させることができ る。

[0066] 誘電体基板 81は、ホット側容量電極 82a, 82b及びグランド側容量電極 83と共に負 荷容量を形成する機能に加え、外力から圧電基板 11を保護する機能を有する。チタ ン酸ジルコン酸鉛 (PZT)やチタン酸鉛 (PT) ,チタン酸バリウム（BT)などの強誘電 体セラミック材料カゝら成り、回路基板への実装性の観点から、縦 0.6mn！〜 5mm、横 0 •2mn！〜 5mm、厚みが数 10 μ m〜 lmmの四角形状の単板とされる。

[0067] この誘電体基板 81は、原料粉末にバインダをカ卩えてプレスする方法、ある!/、は原料 粉末を水，分散剤とともにボールミルを用いて混合及び乾燥し、バインダ，溶剤，可 塑剤等をカ卩えてドクターブレード法により成型する方法などによってシートを作製し、 そのシートを 1100〜1400°Cのピーク温度で数 10分〜数時間焼成することにより形成 される。

ここで、誘電体基板 81の材料をチタン酸ジルコン酸鉛 (PZT)やチタン酸鉛 (PT) , チタン酸バリウム（BT)などの強誘電体セラミック材料とすることで、誘電体基板 81の 比誘電率を大きくできるため、充分な大きさの静電容量を有する容量素子 80を構成 できる。なお、誘電体基板 81の比誘電率としては 200〜5000とすることが好ましい。

[0068] ホット側容量電極 82a, 82b及びグランド側容量電極 83は、導電性榭脂ゃ導電性べ 一ストを従来周知のスクリーン印刷法などにより塗布し、紫外線照射や加熱による硬 ィ匕もしくは焼成することで形成される。

導電性ペーストとしては、 75〜95質量％の銀粉末にガラス粉末，榭脂または油脂， 溶剤が添加されて成り、 400〜800°Cで焼成される高温焼成型の導電性ペーストが好 適に使用できる。

[0069] また、導電性榭脂としては、銀などの導電性フィラーを 75〜95質量％の割合で含有 する導電性樹脂が好適に使用できる。導電性ペーストや導電性樹脂を使用する場合 は、電極膜厚は 8〜15 μ mとするのが好ましい。

また、金，銀，銅，アルミニウム等の良導電性の金属膜を、真空蒸着法， PVD法，ス ノ ッタリング法等によって被着し、その後スピンコート法等によって厚みが 1〜10 μ m のフォトレジスト膜を金属膜上に形成し、フォトエッチングによってパターンユングして 形成してちょい。

[0070] この場合、圧電基板 11との密着性を高めるために、例えば、 Crのようにセラミック基 板との密着性が高い下地電極層を予め形成し、その上に所望の金属膜を形成しても よい。

導電性バンプ 97は、導電性榭脂ゃ導電性ペーストを従来周知のスクリーン印刷法 などにより塗布し、紫外線照射や加熱による硬化もしくは焼成することで形成される。 導電性ペーストとしては、 75〜95質量％の銀粉末にガラス粉末，榭脂または油脂， 溶剤が添加されて成り、 400〜800°Cで焼成される高温焼成型の導電性ペーストが好 適に使用できる。

[0071] また、導電性榭脂としては、銀などの導電性フィラーを 75〜95質量％の割合で含有 する導電性榭脂が好適に使用できる。

基準パターン 96は、電極 20a,20bと同様の材料.形成方法を用いて電極 20a,20bと 同時に形成すればよ 、が、例えば非導電性の顔料など他の材料を用いてスクリーン 印刷法などによって形成しても構わな 、。

[0072] なお、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなぐ本発明の要旨を逸 脱しな 、範囲にお!、て種々の変更，改良が可能である。

例えば、上述した実施の形態の例においては、上下の封止基板 40a, 40bの外側に それぞれ被覆層 50a, 50bを形成した力 一方の封止基板 40aのみに被覆層 50aを形 成してもよぐ他方の封止基板 40bのみに被覆層 50bを形成しても構わない。

[0073] また、封止基板 40a,40bに直接マークを施し、被覆層 50a, 50bを形成しないでおくこ とも可能である。この場合、マークの視認性を考慮して封止基板 40a,40bの光透過率 をある程度低くしておくことが好ましい。例えば、上述した YAGレーザーを利用してマ 一キングを行う場合には、封止基板 40a,40bの光透過率を 25%〜75%の範囲に設 定することにより、マークの視認性に優れ、尚且つ封止空間の状態を目視により確認 することが可能な圧電部品となすことができる。このように封止基板 40a,40bに直接マ ークを施すようにすれば、別途、被覆層 50a, 50bを設ける必要がないので、薄型の圧 電部品とすることができる。また被覆層の 50a, 50b作製工程を省けるので生産性向 上に供するという利点もある。

Claims

請求の範囲

[1] 圧電基板の両主面に、該圧電基板を介して少なくとも一部が互いに対向する一対 の電極が形成された圧電振動素子と、

前記一対の電極の対向する領域を包囲するように前記圧電基板の両主面にそれ ぞれ配置された一対の枠体と、

透光性の榭脂材料から成り、前記一対の枠体の両外面を覆うように配置した一対 の封止基板と、

前記一対の電極にそれぞれ接続された一対の入出力端子電極とを有する圧電部

P

PPo

[2] 前記一対の枠体が透光性の榭脂材料から成る請求項 1に記載の圧電部品。

[3] 前記一対の封止基板の少なくとも一方の外面に遮光性の榭脂材料から成る被覆層 が形成されており、該被覆層にマークが施されて ヽる請求項 1に記載の圧電部品。

[4] マークを施す領域にのみ被覆層が形成されて！ヽる請求項 1に記載の圧電部品。

[5] グランド端子電極が前記圧電基板の側面に形成されており、

前記一対の電極は、前記圧電基板を介して互いに対向する振動電極と、該振動電 極を前記入出力端子電極に接続する引き出し電極と、前記振動電極または前記引 き出し電極力 前記グランド端子電極へ向かって延出され、該グランド端子電極との 間で容量を形成する容量電極とから成る請求項 1に記載の圧電部品。

[6] 前記一対の電極のうち、一方の主面電極から延出される容量電極と、他方の主面 電極から延出される容量電極とは、前記圧電基板を介して互いに対向しない位置に 配置されて!、る請求項 5に記載の圧電部品。

[7] グランド端子電極を有し、前記一対の封止基板の少なくとも一方の外面に、誘電体 基板と、該誘電体基板の内部及び表面の少なくとも一方に形成されて前記一対の入 出力端子電極にそれぞれ接続された一対のホット側容量電極と、前記誘電体基板の 内部及び表面の少なくとも一方に形成されて前記グランド端子電極に接続され、前 記ホット側容量電極との間に容量を形成するグランド側容量電極とから成る容量素子 が取り付けられて 、る請求項 1に記載の圧電部品。

[8] 両主面に電極が形成され、それぞれ圧電振動素子となる複数の素子領域を有する 圧電母基板を準備する工程と、

前記圧電母基板の両主面に、前記素子領域の境界に沿って前記素子領域ととも に分割されて、前記圧電振動素子上で個々の枠体となる格子体を、透光性の榭脂 材料を用いて形成する工程と、

前記格子体を覆うように、透光性の榭脂材料力 成る封止母基板を一主面側で取 り付けて、前記圧電母基板と前記格子体の前記枠体となる部分と前記封止母基板と の間に複数の封止空間を形成する工程と

を備える圧電部品の製造方法。

[9] 複数の前記封止空間を形成する工程の後に、

前記封止母基板の外面に遮光性の樹脂から成る被覆層を形成する工程と、 前記被覆層にマークを施す工程とを備える請求項 8に記載の圧電部品の製造方法

[10] 前記被覆層にマークを施す工程は、レーザー光線を利用してマーキングする工程 である請求項 9に記載の圧電部品の製造方法。