JP2010011173A - Base aggregate and method of manufacturing piezoelectric device using the base aggregate - Google Patents
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Abstract
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に用いられるベース集合体および、ベース集合体を用いた圧電デバイスの製造方法に関するものである。 The present invention relates to a base assembly used for manufacturing a piezoelectric device used in electronic equipment and the like, and a method for manufacturing a piezoelectric device using the base assembly.
各種電子機器等に実装される圧電デバイスとして水晶振動子が広く使用されている。例えば、表面実装型水晶振動子はセラミック材料からなり、上部に開口部を有する断面視凹状のベース(容器体)の内部に水晶振動板を搭載し、前記開口部を平板状の蓋体で気密封止した構成となっている。そして、圧電デバイスの小型化に対応し、水晶振動子を効率的に製造する手段として、例えば多数個のベースがマトリクス状に整列して一体形成されたベース集合体を用いた製造方法がある（例えば特許文献１参照)。 Quartz resonators are widely used as piezoelectric devices mounted on various electronic devices. For example, a surface-mount crystal unit is made of a ceramic material, and a crystal diaphragm is mounted inside a concave base (container body) having an opening at the top, and the opening is sealed with a flat lid. The structure is hermetically sealed. As a means for efficiently manufacturing a crystal resonator in response to miniaturization of a piezoelectric device, for example, there is a manufacturing method using a base aggregate in which a large number of bases are integrally formed in a matrix form ( For example, see Patent Document 1).
特許文献１の製造方法によると、バッチ処理によって多数個の水晶振動子を一括同時に得ることができる。この方法では、多数個の水晶振動子に分割切断するために、隣接するセラミックベースの間をブレードで切断している。このような製造方法において、ベースの４つの角部に上下方向に伸長する円弧状の切り欠き部（所謂、キャスタレーション）を形成する場合、例えば以下の方法がある。まず、焼成前のベース集合体において、隣接するベースの境界線の交点を中心とし，前記隣接するベースの角部に跨る半径の貫通孔を穿孔する。次に当該貫通孔の内壁面に金属導体を形成（メタライズ処理）する。そして隣接するベース間を縦横方向にブレードで切断することによって、前記金属導体が形成された貫通孔が平面視で略四分の一円状に分割されてキャスタレーションが４つ形成されることになる。 According to the manufacturing method of Patent Document 1, a large number of crystal resonators can be obtained simultaneously by batch processing. In this method, the adjacent ceramic bases are cut with a blade in order to divide and cut into a large number of crystal resonators. In such a manufacturing method, when an arc-shaped cutout portion (so-called castellation) extending in the vertical direction is formed at the four corners of the base, for example, there are the following methods. First, in the base aggregate before firing, a through-hole having a radius spanning the corner portion of the adjacent base is formed with the intersection of the boundary lines of adjacent bases as the center. Next, a metal conductor is formed (metallized) on the inner wall surface of the through hole. Then, by cutting the adjacent bases with a blade in the vertical and horizontal directions, the through holes in which the metal conductors are formed are divided into substantially quarter circles in plan view, and four castellations are formed. Become.
ところで、ベース集合体を用いて水晶発振器を製造する場合、ベース角部のキャスタレーションに加え、ベース堤部の辺部分にもキャスタレーションが形成される。前記辺部のキャスタレーションは前記角部のキャスタレーションよりも大きく切り欠かれた形状となっている。そして、前記辺部のキャスタレーションの内壁にはベース内部の電子部品素子への情報書込み端子（金属端子）が形成されている。しかし、前記切断の際にブレードが当該書込み端子に干渉（辺部のキャスタレーション内壁面の金属導体と接触）するため、ブレードの目詰まりを引き起こす要因となる。ブレードの目詰まりは切削効率低下の原因となる。 By the way, when a crystal oscillator is manufactured using a base aggregate, castellations are formed not only in the base corner portions but also in the side portions of the base bank portion. The castellations at the side portions are cut out larger than the castellations at the corner portions. An information writing terminal (metal terminal) to the electronic component element inside the base is formed on the inner wall of the castellation at the side. However, since the blade interferes with the writing terminal during the cutting (contacts with the metal conductor on the inner wall surface of the castellation of the side portion), it causes a clogging of the blade. Blade clogging causes a reduction in cutting efficiency.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、確実で安定した切断を行うことができるベース集合体と、ベース集合体を用いた圧電デバイスの製造方法を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of such points, and an object thereof is to provide a base assembly capable of performing reliable and stable cutting, and a method for manufacturing a piezoelectric device using the base assembly. It is.
上記目的を達成するために、本発明のベース集合体は、上部に開口部と、当該開口部を囲繞する環状の堤部とを具備する平面視矩形状のベースが、多数個連なって形成されたベース集合体であって、前記ベース集合体の隣接するベースの境界には、多数個のベースに分離するための切断ラインあるいは切断予定ラインが設定されてなり、前記各ベースの堤部の角部と辺部の両方、あるいはいずれか一方には、当該堤部の幅方向に少なくとも１以上の段数を有する孔が形成されており、当該孔は前記切断ラインあるいは切断予定ラインを含む位置に形成されるとともに、前記孔の外側には、前記切断ラインあるいは切断予定ラインと干渉しない領域であって、前記孔の内壁面に一部分が露出した導体が埋設されている。 In order to achieve the above object, the base assembly of the present invention is formed of a plurality of bases each having a rectangular shape in plan view, each having an opening at an upper portion and an annular bank portion surrounding the opening. A cutting line or a planned cutting line for separating a plurality of bases is set at the boundary between adjacent bases of the base group, and the corners of the ridges of the respective bases are set. A hole having at least one step in the width direction of the bank portion is formed in both or one of the portions and the side portion, and the hole is formed at a position including the cutting line or the planned cutting line. In addition, outside the hole, a conductor which is a region that does not interfere with the cutting line or the planned cutting line and is partially exposed on the inner wall surface of the hole is embedded.
上記構成によれば、前記孔の外側に金属導体の一部が露出した状態となるため、上記切断ラインあるいは切断予定ライン上に金属導体が存在しない。つまりダイシングによって前記ベース集合体から多数個のベースに分割切断する際に、前記孔の内壁面の内、前記切断ラインあるいは切断予定ライン上の領域には金属導体は存在しない。これにより、ダイシングブレードが金属物質と接触することがなく、ブレードの目詰まりを防止することができる。したがって、切削効率を低下させることなく、確実で安定した切断を行うことができる。 According to the above configuration, since a part of the metal conductor is exposed outside the hole, there is no metal conductor on the cutting line or the cutting scheduled line. That is, when the base assembly is divided and cut into a large number of bases by dicing, no metal conductor exists in the region on the cutting line or the planned cutting line in the inner wall surface of the hole. Accordingly, the dicing blade does not come into contact with the metal substance, and the blade can be prevented from being clogged. Therefore, reliable and stable cutting can be performed without reducing the cutting efficiency.
また上記構成によれば、前記孔の外側には、前記孔の外側には前記切断ラインあるいは切断予定ラインと干渉しない領域であって、前記孔の内壁面に一部分が露出した導体が埋設されているため、穿孔によって薄肉化された堤部の機械的強度を補うことができる。 Further, according to the above configuration, outside the hole, a conductor that is a region that does not interfere with the cutting line or the planned cutting line and that is partially exposed on the inner wall surface of the hole is embedded outside the hole. Therefore, the mechanical strength of the bank part thinned by drilling can be supplemented.
また、上記目的を達成するために請求項２の発明によると、請求項１に記載のベース集合体の製造方法であって、前記ベース集合体が複数のシートの積層体であり、ベース集合体の焼成前の状態において、前記ベース集合体の、隣接する各ベースの堤部に跨って、略矩形あるいは略楕円形状の第１孔を、当該孔の長辺あるいは長軸が、前記切断ラインあるいは切断予定ラインと交差するように形成する第１穿孔工程と、前記第１孔の内部に金属導体を充填する導体充填工程と、前記隣接する各ベースの堤部に跨って、第１孔よりも幅広かつ、前記堤部幅方向に縮幅した形状の第２孔を、第１孔と部分的に重なるように貫通穿孔する第２穿孔工程と、を含むベース集合体の製造方法となっている。 In order to achieve the above object, according to a second aspect of the present invention, there is provided a method for producing a base aggregate according to claim 1, wherein the base aggregate is a laminate of a plurality of sheets, In the state before firing of the base assembly, the first hole having a substantially rectangular shape or a substantially elliptic shape straddling the adjacent base bank portions, and the long side or long axis of the hole is the cutting line or A first drilling step that is formed so as to intersect with the line to be cut, a conductor filling step that fills the inside of the first hole with a metal conductor, and straddles the base portions of the adjacent bases, than the first hole. The base assembly manufacturing method includes a second drilling step of penetrating and drilling a second hole having a wide width and a reduced width in the bank portion width direction so as to partially overlap the first hole. .
このような製造方法によると、最初に穿孔した第１孔の内部に金属導体を充填してから、前記第１孔の長軸と交差かつ、第１孔と一部が重なるように別の貫通孔（第２孔）を穿孔することで、内壁面に金属導体の一部が露出し、第２孔と重ならない第１孔領域に金属導体が充填された切り欠き部を容易に形成することができる。 According to such a manufacturing method, after the metal hole is filled in the first hole first drilled, another penetration is made so as to intersect the long axis of the first hole and partially overlap the first hole. By drilling a hole (second hole), a part of the metal conductor is exposed on the inner wall surface, and a notch part filled with the metal conductor is easily formed in the first hole region that does not overlap the second hole. Can do.
また、前述の切り欠き部の形成において、ベース未焼成の状態で、長辺あるいは長軸が前記切断ラインあるいは切断予定ラインと交差する第１孔を穿孔し、その後に第１孔よりも幅広かつ、前記堤部幅方向に縮幅した形状の第２孔を、第１孔と部分的に重なるように貫通穿孔する。このような製造方法であれば、前記切断ラインあるいは切断予定ラインと金属導体との干渉を回避しつつ、金属導体の孔の内壁への露出領域を広く確保することができる。したがって、測定プローブを圧電デバイスの測定端子（切り欠き部内壁に露出した金属導体）に接触させて各種測定を行う際の操作性を向上させることができる。 Further, in the formation of the above-mentioned notch portion, in a state in which the base is not fired, a first hole whose long side or long axis intersects the cutting line or the line to be cut is drilled, and then wider than the first hole and The second hole having a reduced width in the bank portion width direction is drilled through so as to partially overlap the first hole. With such a manufacturing method, it is possible to ensure a wide exposure area of the hole of the metal conductor to the inner wall while avoiding interference between the cutting line or the planned cutting line and the metal conductor. Therefore, it is possible to improve the operability when performing various measurements by bringing the measurement probe into contact with the measurement terminal of the piezoelectric device (the metal conductor exposed on the inner wall of the notch).
また、このような製造方法により、上記堤部の幅が非常に狭小となった場合でも、切断ラインあるいは切断予定ラインから金属導体を離間させつつ、切り欠きによる堤部の幅方向の薄肉化も抑制することができる。 Moreover, even if the width of the bank is very narrow by such a manufacturing method, the metal conductor is separated from the cutting line or the planned cutting line, and the wall in the width direction of the bank is thinned by the notch. Can be suppressed.
また、上記目的を達成するために請求項３の発明によると、請求項１に記載のベース集合体を用いて、各ベースの内部に圧電振動片または、圧電振動片および電子部品素子を搭載し、各ベースの前記開口部を平板状の蓋体を用いて一対一で気密封止した後に、前記切断ラインあるいは切断予定ラインに沿って前記ベース集合体を切断し、前記孔の前記切断によって形成される切り欠き部を備えた圧電デバイスを多数個一括形成する圧電デバイスの製造方法となっている。 In order to achieve the above object, according to a third aspect of the present invention, a piezoelectric vibrating piece or a piezoelectric vibrating piece and an electronic component element are mounted inside each base using the base assembly according to the first aspect. The base assembly is cut along the cutting line or the planned cutting line after the openings of each base are hermetically sealed on a one-to-one basis using a flat lid, and formed by cutting the holes. This is a method for manufacturing a piezoelectric device in which a large number of piezoelectric devices each having a notch portion are formed.
このような製造方法によると、ベースを集合基板状態のままで取扱いながら、各ベース内部に圧電振動片または、圧電振動片と電子部品素子を搭載した後、蓋体で一対一で気密封止してから、前記切断ラインあるいは切断予定ラインに沿って切断するため、前記孔の前記切断によって形成される切り欠き部を備えた圧電デバイスを多数個、一括形成することができる。また、前記孔の内壁面には、切断ラインあるいは切断予定ラインと干渉しない領域に側面導体が形成されているため、安定した切断が可能となり、高効率で信頼性の高い圧電デバイスの製造を行うことができる。 According to such a manufacturing method, a piezoelectric vibrating piece or a piezoelectric vibrating piece and an electronic component element are mounted inside each base while handling the base in the state of a collective substrate, and then hermetically sealed one-on-one with a lid. Then, in order to cut along the cutting line or the planned cutting line, a large number of piezoelectric devices having notches formed by the cutting of the holes can be formed at once. Also, since the side wall conductor is formed on the inner wall surface of the hole in a region that does not interfere with the cutting line or the planned cutting line, stable cutting is possible, and a highly efficient and reliable piezoelectric device is manufactured. be able to.
以上のように、本発明によれば、確実で安定した切断を行うことができるベース集合体と、これを用いた圧電デバイスの製造方法を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a base assembly that can perform reliable and stable cutting, and a method for manufacturing a piezoelectric device using the same.
以下、本発明による実施形態を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態では圧電デバイスに表面実装型の水晶発振器を用いた例を示している。図１は本発明の実施形態を示すベースの斜視図を、図２は本発明の実施形態を示すベース集合体の上面図を表しており、図３乃至図７は切り欠き部の形成方法を示すベース集合体の部分平面図を表している。なお、図１乃至図７においてベース内底面に形成される金属パターンの記載を省略しているとともに、図３乃至図７においてベース内部の段部や搭載パッドの記載を省略している。また、図１ではベースの底面（裏面）側に形成される外部接続端子の記載を省略している。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, an example in which a surface-mounted crystal oscillator is used for the piezoelectric device is shown. FIG. 1 is a perspective view of a base showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a top view of a base assembly showing an embodiment of the present invention, and FIGS. 3 to 7 show a method of forming a notch. The partial top view of the base assembly shown is represented. In FIG. 1 to FIG. 7, the description of the metal pattern formed on the inner bottom surface of the base is omitted, and in FIG. 3 to FIG. Moreover, in FIG. 1, the description of the external connection terminals formed on the bottom surface (back surface) side of the base is omitted.
本発明の水晶発振器１は、図１に示すように上部に開口部８と、当該開口部８を囲繞する環状の堤部２００を備えた平面視矩形状のベース２と、当該ベースの段部２４の上面に形成された一対の搭載パッド２１，２１上に、導電性接着材を介して片持ち支持接合される水晶振動板と、当該ベースの内底面に搭載される集積回路と、開口部８を気密封止する蓋体が主要部材となっている。
As shown in FIG. 1, the crystal oscillator 1 of the present invention includes a base 2 having a rectangular shape in plan view provided with an
まず、単体のベース２について図１を基に説明する。ベース２はセラミック材料からなる絶縁性の箱状体であり、上部に開口部を有した構造となっている。ベース２は３枚のセラミックグリーンシート（第１の層２０１、第２の層２０２、第３の層２０３）を積層した後、焼成によって一体成形されている。
First, the single base 2 will be described with reference to FIG. The base 2 is an insulating box-shaped body made of a ceramic material, and has a structure having an opening at the top. The base 2 is integrally formed by firing after laminating three ceramic green sheets (first layer 201,
ベース２の内底面２１１（第１の層２０１の上面）には、ＩＣの接続端子と接続される所定形状の金属パターン（図示せず）が複数配設されている。また、第１の層２０１の下面（裏面）の４角付近には、電子機器等の内部基板上に半田等によって接合される外部接続端子（図示せず）が各々形成されている。なお、前記外部接続端子は、ベース内部に形成される内部配線導体（ビア）を介して、前述の複数の金属パターンの一部と電気的に繋がった状態となっている。
On the
ベース２は内部に段部２４を備えており、ベース一端側にある段部２４の上面には、水晶振動板３（詳細は後述）の一端側と接合される一対の搭載パッド２１，２１が形成されている。本実施形態において前記搭載パッド２１は、タングステンメタライズ、ニッケルメッキ、金メッキの順で金属膜が積層された構成となっている。そして、第２の層２０２の開口領域に集積回路（以下、ＩＣと称す）が収容されるようになっている。また、前記一対の搭載パッド２１，２１は、段部２４を厚み方向に貫く貫通導体（ビアホール）を介して、ＩＣと接続される複数の金属パターンの一部と電気的に繋がった状態となっている。
The base 2 includes a
図１に示すように、平面視矩形状のベース２の対向する長辺側の堤部外壁２２，２２には、切り欠き部（以下、側面キャスタレーションと記す）２５，２５が対向して形成されている。具体的に、対向する長辺側の堤部中央部分の外側面には、堤部の幅方向に切り欠かれた側面キャスタレーション２５が各々形成されている。そして、前記側面キャスタレーション２５のさらに奥には、当該側面キャスタレーションの内壁面に一部分が露出した充填導体Ｍ（本説明では以下、辺部側面導体と称す）が形成されている。前記辺部側面導体Ｍは、側面キャスタレーション２５の，第２の層２０２の部分にのみ形成されている。なお、２つの辺部側面導体Ｍ，Ｍは一対の搭載パッド２１，２１とそれぞれ電気的に接続された状態となっている。つまり、辺部側面導体Ｍはベース内部の水晶振動板と電気的に繋がった状態となっているため、辺部側面導体Ｍにベース外部から測定プローブを当接させて水晶振動板の周波数等を測定することができる。また、前記測定結果の情報を辺部側面導体Ｍを介してベース内底面に接合されたＩＣに書き込むことができるようになっている。
As shown in FIG. 1, cutout portions (hereinafter referred to as side castellations) 25 and 25 are formed so as to be opposed to the opposite long side dam outer walls 22 and 22 of the rectangular base 2 in plan view. Has been. Specifically,
本実施形態では、切り欠き部はベース２の堤部の内、長辺部分に形成された構造となっているが、本形態に限定されるものではなく、例えば、ベース２の堤部の外周４角の上下方向に切り欠き部（角部キャスタレーションと略記）を形成してもよい。また、堤部の辺部と角部の両方に切り欠き部を形成してもよい。この場合、例えば角部キャスタレーションの内壁面の内、第１の層２０１の内壁面あるいは第１の層２０１と第２の層２０２にの内壁面に側面導体を形成してもよい。前記側面導体を形成することで、前記外部接続端子を基板のランドパターンに半田溶融によって固着させる際に、前記側面導体からランドパターンにかけて半田のフィレットが形成されるため、基板に圧電デバイスをより強固に接合させることができる。
In the present embodiment, the notch portion has a structure formed in the long side portion of the bank portion of the base 2, but is not limited to this embodiment, for example, the outer periphery of the bank portion of the base 2 Cutouts (abbreviated as corner castellations) may be formed in the vertical direction of the four corners. Moreover, you may form a notch in both the edge part and corner part of a bank part. In this case, for example, side conductors may be formed on the inner wall surface of the first layer 201 or the inner wall surfaces of the first layer 201 and the
次に、ベース集合体の成形方法について図３乃至図７を参照しながら説明する。ベース集合体１００を構成する３つの層（２０１、２０２、２０３）は、各々が１枚のセラミックグリーンシートとなっている。 Next, a method for forming the base aggregate will be described with reference to FIGS. Each of the three layers (201, 202, 203) constituting the base assembly 100 is a single ceramic green sheet.
まず、図３乃至図４に示すように中間層となる第２の層２０２の所定位置に平面視略楕円状の第１孔２５０を複数個穿孔する（第１穿孔工程）。このとき第１孔２５０は、隣接する２つのベースの堤部の一部が残るように穿孔される。前述の所定位置は、図３乃至図４に示すように長辺側が隣接した２つのベースの境界線（仮想線である切断予定ラインと略一致）と交差（本実施形態では略直交）し、前記隣接した２つのベースの堤部領域に跨る位置のことである。具体的に、平面視略楕円状の第１孔２５０は、図４のように当該貫通孔の長軸が前記切断予定ラインＬと略直交方向に交差するように貫通穿孔されている。なお、前記交差は直交状態に限定されるものではなく、切断予定ラインに対して９０度以外の角度で交差していてもよい。
First, as shown in FIGS. 3 to 4, a plurality of
次に、図５に示すように、第２の層２０２の所定位置に複数個形成された全ての第１孔２５０の内部に金属導体Ｍを充填する（導体充填工程）。本実施形態では前記金属導体としてタングステンが用いられている。
Next, as shown in FIG. 5, the metal conductor M is filled into all the
そして、図６に示すように、第１孔２５０の上から、第１孔２５０の略中心を基準として、前記第１孔の長軸と交差（略直交）するように平面視略楕円状の第２孔２５１（図６の点線で示す楕円）をパンチングによって穿孔する（第２穿孔工程）。具体的に第２孔２５１は切断予定ラインを通り、隣接する各ベースの堤部に跨っているとともに、第１孔２５０よりも幅広で、かつ、前記堤部幅方向に縮幅した形状となっており、第１孔と部分的に重なるように貫通穿孔されている。
Then, as shown in FIG. 6, the upper surface of the
本実施形態では第１孔２５０と第２孔２５１はともに平面視で楕円状であるが、第２孔２５１の方が第１孔２５０よりも横に細長い形状（楕円率が小さい）となっている。このように楕円率の異なる２つの孔を重ねて穿孔することによって、図７に示すように奥側（第１孔の外側）に辺部側面導体Ｍが形成（第１孔内部の充填導体は部分的に除去される）され、金属導体が内壁面の一部分に露出した第２孔２５１が形成される。なお、前記平面視楕円状の第１孔と第２孔は、同一形状の楕円（楕円率の大小なし）であってもよい。これは同一形状の２つの楕円孔であっても、互いに交差するように重ねて穿孔することで第１孔の長軸両端周辺領域以外の領域を除去することができるからである。
In the present embodiment, both the
上記のように、第２孔２５１を穿孔することによって切断ラインを横断し，隣接する２つの堤部に跨って形成されていた辺部側面導体Ｍは部分的に除去される。つまり、切断ラインから各ベース内側方向に離間した部分（第１孔の長軸両端周辺領域）にだけ金属導体が残存するため、前記切断ラインと干渉しなくなる。なお、本発明において辺部側面導体Ｍは、切断ラインを通るダイシングブレードの刃幅以上、ベース内側方向に離間した位置に形成されている。
As described above, by punching the
一方、第１の層２０１と第３の層２０３の各々に対しても、所定位置に前述と同じ形状の第２孔２５１をパンチングによって穿孔する。ここで前記所定位置とは、３枚のセラミックグリーンシート（２０１、２０２、２０３）の外周縁が一致するように重ねたとき、第２の層２０２に複数個貫通穿孔された前記第２孔２５１と平面視で略一致するような位置のことである。
On the other hand, each of the first layer 201 and the third layer 203 is also punched with a
焼成前の状態（生シート状態）において、前記３枚のセラミックグリーンシート各々にはスクリーン印刷によって所定パターンのメタライズ処理が行われている。本実施形態において前記メタライズには、タングステン（Ｗ）が使用されている。なお、タングステン以外にモリブデン（Ｍｏ）を使用してもよい。 In a state before firing (raw sheet state), each of the three ceramic green sheets is subjected to a metallization process of a predetermined pattern by screen printing. In the present embodiment, tungsten (W) is used for the metallization. In addition to tungsten, molybdenum (Mo) may be used.
次に、前述の３枚のセラミックグリーンシート（２０１、２０２、２０３）を下から２０１、２０２、２０３の順で各シートの外周縁が略一致するように位置決め積層する。ここで、金属導体は中間層である第２の層２０２にのみ充填された形態となっている。そして、隣接するベース間（堤部間）に多数個のベース２，２，２・・・に分離するための切断ラインＬ，Ｌ，Ｌ・・・を第１の層２０１の下面側と、第３の層２０３の上面側にそれぞれ縦横に形成する（図３参照）。具体的に前記切断ラインＬは一繋がりとなったベースの堤部上面２０４において、隣接する堤部間の略中心線上に浅溝の状態で形成される。なお、本実施形態では切断ラインが浅溝状態で形成された状態となっているが、必ずしも浅溝状態である必要は無く、切断予定ラインが設定されていてもよい。つまり、切断ラインが可視状態でない場合であっても本発明は適用可能である。
Next, the above-described three ceramic green sheets (201, 202, 203) are positioned and laminated so that the outer peripheral edges of the respective sheets are substantially aligned in the order of 201, 202, 203 from the bottom. Here, the metal conductor is filled only in the
以上の工程は全て焼成前の状態で行われ、前記３枚のセラミックグリーンシート（２０１、２０２、２０３）が積層された状態で焼成することによってベース集合体１００を一体成形する。 The above steps are all performed in a state before firing, and the base aggregate 100 is integrally formed by firing in a state where the three ceramic green sheets (201, 202, 203) are laminated.
次に、図３に示すベース集合体１００の周縁部分に周状に形成された金属配線Ｎ（各ベースと電気的に繋がった状態となっている）を介して電解メッキを行う。前記電解メッキによって、ベース集合体表面に露出している金属導体部分、例えば各ベース２，２，２・・・の堤部上面２０４（第３の層２０３の上面）のタングステンメタライズ層等の上層に、ニッケル（Ｎｉ）膜を成膜する。さらに、ニッケル膜の上層に、電解メッキ法によって金（Ａｕ）膜を一括成膜する。以上の工程を経て、多数個のベース２，２，２・・・が連なったベース集合体１００の完成となる。 Next, electrolytic plating is performed via metal wiring N (which is in a state of being electrically connected to each base) formed in a circumferential shape on the peripheral portion of the base aggregate 100 shown in FIG. A metal conductor portion exposed on the surface of the base aggregate by the electrolytic plating, for example, an upper layer such as a tungsten metallized layer on the top surface 204 (the top surface of the third layer 203) of each base 2, 2, 2,. Then, a nickel (Ni) film is formed. Further, a gold (Au) film is collectively formed on the nickel film by electrolytic plating. Through the above steps, a base assembly 100 in which a large number of bases 2, 2, 2,.
以上がベース集合体１００の成形方法であるが、以下、ベース集合体１００を用いた水晶発振器の製造方法について説明する。 The method for forming the base aggregate 100 has been described above. Hereinafter, a method for manufacturing a crystal oscillator using the base aggregate 100 will be described.
まず、以上のように形成されたベース集合体１００の各ベース２，２，２・・・の内底面２１１にＩＣ（図４では図示せず）を各々、金バンプを用いたＦＣＢ法（Ｆｌｉｐ Ｃｈｉｐ Ｂｏｎｄｉｎｇ）によって、ＩＣの接続端子とベース内底面に形成された複数の金属パターンとを接合する。
First, an ICB (not shown in FIG. 4) is placed on the
次に、各ベース２，２，２・・・の内部の段部２４に形成された一対の搭載パッド２１，２１上に導電性接着材を介して水晶振動板を片持ち支持接合する。前記接合によって、ＩＣの上方に水晶振動板が位置する配置となる。なお、前記水晶振動板は、所定の周波数となるように厚みが調整された平面視矩形状のＡＴカット水晶片である。前記水晶振動板の表裏面の中心部には一対の励振電極が対向配置されている。さらに、前記励振電極から一対の引出電極が水晶振動板の一端側（短辺側）方向に引き出されており、前記一端側に形成されたパッド電極と各々繋がっている。
Next, the quartz diaphragm is cantilever-supported and bonded to the pair of mounting pads 21 and 21 formed in the
次に、各ベース２，２，２・・・の堤部上面２０４の金属膜上に、平板状の多数個の蓋体を一対一で載置していく。なお、前記蓋体のベースとの接合面側には金属からなる封止材が形成されている。ここで、前記蓋体の外形寸法はベースの外形寸法よりも僅かに小さくなっている。 Next, a large number of flat lids are placed one-on-one on the metal film on the top surface 204 of each bank 2, 2,. Note that a sealing material made of metal is formed on the side of the joint surface with the base of the lid. Here, the outer dimension of the lid is slightly smaller than the outer dimension of the base.
前述のように、多数個の蓋体をベース集合体の各ベースの堤部上面２０４に載置した後、雰囲気加熱によって前記封止材およびベースの堤部上面の金属膜を溶融させて一体化し、蓋体とベースとを気密接合する。以上により、多数個の水晶発振器が連なった状態で形成される。 As described above, after a large number of lids are placed on the top surface 204 of each base of the base assembly, the sealing material and the metal film on the top surface of the base are melted and integrated by atmospheric heating. The lid and the base are hermetically joined. As described above, it is formed in a state where a large number of crystal oscillators are connected.
蓋体とベースとの気密封止を行った後、縦横に形成された切断ラインＬ，Ｌ，Ｌ・・・に沿ってダイシングブレードでベース集合体１００を切断する。本切断により、多数個の水晶発振器を一括同時に得ることができる。このとき、切断ラインＬに沿って切断された堤部の切断面が、そのまま各ベースの外壁面（堤部外壁２２）となる。なお、第２の層２０２と第３の層２０３とが積層された直立体の部分が堤部２００となる。本実施形態では前記蓋体は個片の状態で取り扱われているが、本形態に限定されるものではなく、多数個の蓋体が一体形成された蓋体集合体を用いてもよい。
After hermetically sealing the lid and the base, the base aggregate 100 is cut with a dicing blade along cutting lines L, L, L. By this cutting, a large number of crystal oscillators can be obtained simultaneously. At this time, the cut surface of the bank part cut | disconnected along the cutting line L becomes the outer wall surface (bank part outer wall 22) of each base as it is. A straight solid portion in which the
前記切断によって第２孔２５１も分断される。具体的に、第２孔２５１は、ダイシングブレードが第２孔２５１の長手方向に平行で、図２で横方向に伸びる切断ラインＬに沿って通過することにより、２分割される。これより、１つの第２孔２５１から２つの側面キャスタレーションが形成される。
The
上記構成によれば、切り欠き部の奥側部分に金属導体の一部が露出した状態となるため、上記切断ライン上に金属導体が存在しない。つまり、本構成により、例えばダイシングによって前記ベース集合体から多数個のベースに分割切断する際に、前記切断ライン上にある貫通孔の内周面には金属導体は存在しない。これにより、ダイシングブレードが金属物質と接触することがなく、ブレードの目詰まりを防止することができる。したがって、切削効率を低下させることなく、確実で安定した切断を行うことができる。 According to the said structure, since it will be in the state in which a part of metal conductor was exposed to the back | inner side part of a notch part, a metal conductor does not exist on the said cutting line. That is, according to this configuration, when the base aggregate is divided and cut into a large number of bases by, for example, dicing, there is no metal conductor on the inner peripheral surface of the through hole on the cutting line. Accordingly, the dicing blade does not come into contact with the metal substance, and the blade can be prevented from being clogged. Therefore, reliable and stable cutting can be performed without reducing the cutting efficiency.
また、このような製造方法によると、最初に穿孔した貫通孔の内部に金属導体を充填してから、貫通孔の長軸と交差かつ、当該貫通孔と一部が重なるように、別の貫通孔を穿孔する。このような製造方法によって、３枚のグリーンシートを積層して一体焼成した後、孔を分割切断することで、最初に穿孔した貫通孔の外側で、当該貫通孔の内壁面に金属導体の一部が露出した切り欠き部を容易に形成することができる。すなわち、切断ラインあるいは切断予定ライン上に金属導体が存在しない２段状の切り欠き部を形成することができる。 Further, according to such a manufacturing method, after filling the inside of the through hole first drilled with the metal conductor, another through hole is formed so as to cross the long axis of the through hole and partially overlap the through hole. Drill holes. By such a manufacturing method, three green sheets are laminated and integrally fired, and then the holes are divided and cut, so that one of the metal conductors is formed on the inner wall surface of the through hole outside the first through hole. The notch part which the part exposed can be formed easily. That is, it is possible to form a two-stage cutout portion where no metal conductor exists on the cutting line or the planned cutting line.
さらに、このような製造方法により、上記堤部の幅が非常に狭小となった場合でも、切断ラインあるいは切断予定ラインから金属導体を離間させつつ、切り欠きによる堤部の幅方向の薄肉化も抑制することができる。 Furthermore, even if the width of the bank portion becomes very narrow by such a manufacturing method, the metal conductor is separated from the cutting line or the planned cutting line, and the wall portion in the width direction is thinned by the notch. Can be suppressed.
上記製造方法の切り欠き部の形成において、また、前述の切り欠き部の形成において、ベース未焼成の状態で、長辺あるいは長軸が前記切断ラインあるいは切断予定ラインと交差する第１孔を穿孔し、その後に第１孔よりも幅広かつ、前記堤部幅方向に縮幅した形状の第２孔を、第１孔と部分的に重なるように貫通穿孔する。このような製造方法であれば、前記切断ラインあるいは切断予定ラインと金属導体との干渉を回避しつつ、金属導体の孔の内壁への露出領域を広く確保することができる。したがって、測定プローブを圧電デバイスの測定端子（切り欠き部内壁に露出した金属導体）に接触させて各種測定を行う際の操作性を向上させることができる。 In the formation of the cutout portion in the above manufacturing method, and in the formation of the cutout portion, the first hole whose long side or long axis intersects the cutting line or the planned cutting line is drilled in an unfired base. Then, a second hole having a shape wider than the first hole and having a reduced width in the bank portion width direction is drilled through so as to partially overlap the first hole. With such a manufacturing method, it is possible to ensure a wide exposure area of the hole of the metal conductor to the inner wall while avoiding interference between the cutting line or the planned cutting line and the metal conductor. Therefore, it is possible to improve the operability when performing various measurements by bringing the measurement probe into contact with the measurement terminal of the piezoelectric device (the metal conductor exposed on the inner wall of the notch).
また、本発明の製造方法によると、ベースを集合基板状態のままで取扱いながら、各ベース内部に、圧電振動片および電子部品素子を搭載した後、蓋体を用いて一対一で気密封止してから、前記切断ラインに沿って切断するため、前記孔の前記切断によって形成される切り欠き部を備えた圧電デバイスを多数個、一括形成することができる。また、前記孔の内壁面には、切断ラインと干渉しない領域に側面導体が形成されているため、ダイシングブレードの目詰まりを防止し，安定した切断を行うことができる。したがって、高効率で信頼性の高い圧電デバイスの製造を行うことができる。 In addition, according to the manufacturing method of the present invention, while the bases are handled in the collective substrate state, the piezoelectric vibrating reeds and the electronic component elements are mounted inside each base, and then sealed one-on-one using the lid. In order to cut along the cutting line, a large number of piezoelectric devices having notches formed by the cutting of the holes can be collectively formed. Further, since the side surface conductor is formed on the inner wall surface of the hole in a region that does not interfere with the cutting line, the dicing blade can be prevented from being clogged and stable cutting can be performed. Therefore, it is possible to manufacture a highly efficient and highly reliable piezoelectric device.
なお、本発明の変形例として、側面キャスタレーション２５を多段形状としてもよい。例えば、側面キャスタレーション２５を２段あるいは３段の多段形状としてもよい。３段形状を例に挙げると、図８に示すように第２の層２０２において、堤部外壁側より、第３切り欠き部２５４を、その奥側に第２切り欠き部２５３を、さらに奥側に第１切り欠き部２５２というように漸次、切り欠き開口寸法が小さくなるように切り欠いた構成としてもよい。
As a modification of the present invention, the
このような３段形状の側面キャスタレーション２５は、ベース集合体の焼成前に第２の層２０２に対して、第１孔（第１切り欠き部２５２）を穿孔しておき、孔内部に金属導体を充填する。そして第１孔よりも平面視で横長かつ、堤部幅方向に縮幅した形状の第２孔（第２切り欠き部２５３）を第１孔に重ねて穿孔する。同様にして第２孔よりも平面視で横長かつ、堤部幅方向に縮幅した形状の第３孔（第３切り欠き部２５４）を第２孔に重ねて穿孔する。
Such a three-
一方、第１の層２０１および第３の層２０３の各層にも、前記第２と第３の孔を所定位置に重ねて穿孔しておく。 On the other hand, each of the first layer 201 and the third layer 203 is also perforated by overlapping the second and third holes at predetermined positions.
そして、前記３つの層を各層の外周縁が略一致するように積層した後、一括焼成によってベース集合体を成形する。なお、パンチング自体によって穿孔される孔は第２の層においては３段形状であるが、一番奥側の第３切り欠き部２５４には金属導体Ｍが充填されるため、ベース集合体の完成後の状態では２段形状の側面キャスタレーションとなる。
And after laminating | stacking said three layers so that the outer periphery of each layer may correspond substantially, a base aggregate is shape | molded by package baking. The holes drilled by the punching itself have a three-stage shape in the second layer, but the innermost
前述のように、辺部側面導体Ｍは深さ方向については側面キャスタレーションの内周面の内、第２の層２０２の部分のみに形成されている。一方、水平方向には第３の切り欠き部２５４全体に金属導体が充填された状態となっている。なお、本例以外にも第２と第３の両方の切り欠き部全体に金属導体が充填された構成であってもよい。
As described above, the side surface conductor M is formed only in the
辺部側面導体Ｍはベース集合体の切断時に、切断ラインＬ上にダイシングブレードを当接させたとき、ダイシングブレードに触れないような位置、すなわち、ダイシングブレード幅（刃幅）よりもベース内側方向に離間した位置に形成されている。これにより、ダイシングブレードの金属物質との干渉を防止することができるため、ダイシングブレードの目詰まりを防止することができる。なお、前記辺部側面導体Ｍの水平方向の形成領域は一例であり、切断ラインＬからベース内側方向に離間し、ダイシングブレードと干渉しない領域であれば側面キャスタレーションの任意の位置に形成してもよい。 When the base assembly is cut, the side surface conductor M is positioned so as not to touch the dicing blade when the dicing blade is brought into contact with the cutting line L, that is, the inner side of the base with respect to the dicing blade width (blade width). Are formed at positions separated from each other. Thereby, since interference with the metal substance of a dicing blade can be prevented, clogging of the dicing blade can be prevented. In addition, the horizontal formation region of the side portion side conductor M is an example. If the region is separated from the cutting line L toward the inside of the base and does not interfere with the dicing blade, it is formed at any position on the side castellation. Also good.
また、本発明のその他の変形例として、図９に示すように第２の層２０２において、一番奥側の第１切り欠き部２５２には金属導体Ｍが充填され、第２切り欠き部２５３にも内周に金属導体Ｍが薄膜状態で被着された状態であってもよい。そして、第３切り欠き部２５４の内周には金属物質が形成されておらず、側面導体Ｍはダイシングブレード幅（刃幅）よりもベース内側方向に離間した位置（切断ラインＬと干渉しない領域）に形成されている。このような構成により、ダイシングブレードの金属物質との干渉を防止し、ダイシングブレードの目詰まりを防止することができる。したがって、高効率で信頼性の高い圧電デバイスの製造を行うことができる。
As another modified example of the present invention, as shown in FIG. 9, in the
また、前記構成によると、一番奥側の第１切り欠き部には金属導体が充填されているため、周囲のセラミック材料からなる堤部（切り欠きによって薄肉化された堤部）の機械的強度を補うことができる。さらに、第２切り欠き部には内周だけに金属導体が薄膜状態で被着されているため、金属導体が充填されている場合に比べ、金属導体の使用量を削減することもできる。 Moreover, according to the said structure, since the 1st notch part of the innermost side is filled with the metal conductor, the mechanical part of the embankment part (the embankment part thinned by the notch) which consists of a surrounding ceramic material Strength can be supplemented. Furthermore, since the metal conductor is deposited in a thin film state only on the inner periphery of the second cutout portion, the amount of metal conductor used can be reduced as compared with the case where the metal conductor is filled.
なお、第１孔と第２孔を穿孔した後に金属導体を充填し、第１孔と第２孔に部分的に重なるように第３孔を穿孔することで、第３孔と重ならない第２孔および第１孔の領域に金属導体が充填された孔を形成することも可能である。このような構成の場合、図９の構成の孔よりも金属導体が多く充填されるため、金属導体の機械的強度を向上させることができる。 The second hole that does not overlap the third hole is formed by filling the metal conductor after the first hole and the second hole are drilled, and drilling the third hole so as to partially overlap the first hole and the second hole. It is also possible to form a hole filled with a metal conductor in the area of the hole and the first hole. In the case of such a configuration, since the metal conductor is filled more than the hole of the configuration of FIG. 9, the mechanical strength of the metal conductor can be improved.
さらに、本発明のその他の変形例として図１０に示すように、第３の層２０３だけは切り欠かれていない構造の側面キャスタレーション（２５）であってもよい。このような構造の側面キャスタレーションであれば、蓋体と接合される堤部上面は切除される領域が無いため、安定した封止接合を行うことができる。 Furthermore, as shown in FIG. 10 as another modified example of the present invention, the side castellation (25) having a structure in which only the third layer 203 is not cut out may be used. If the side castellation has such a structure, the upper surface of the bank portion to be joined to the lid body does not have a region to be cut off, so that stable sealing joining can be performed.
本発明の実施形態では、圧電デバイスとして水晶発振器を例に挙げているが、発振器以外にも水晶振動子の製造においても本発明は適用可能である。さらに本発明の実施形態では、水晶発振器の内部構造として、ベース内底部上にＩＣが、その上方に水晶振動板が各々搭載された構造となっているが、前記ＩＣと前記水晶振動板の位置関係が、上下逆構造の発振器の製造においても本発明は適用可能である。 In the embodiment of the present invention, a crystal oscillator is described as an example of a piezoelectric device, but the present invention can be applied to the manufacture of a crystal resonator in addition to an oscillator. Furthermore, in the embodiment of the present invention, the internal structure of the crystal oscillator is such that an IC is mounted on the inner bottom portion of the base and a crystal diaphragm is mounted thereon, but the positions of the IC and the crystal diaphragm are as follows. The present invention can also be applied to the manufacture of an oscillator having an upside down structure.
本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上述の実施の形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。 The present invention can be implemented in various other forms without departing from the spirit or main features thereof. Therefore, the above-described embodiment is merely an example in all respects and should not be interpreted in a limited manner. The scope of the present invention is indicated by the claims, and is not restricted by the text of the specification. Further, all modifications and changes belonging to the equivalent scope of the claims are within the scope of the present invention.
圧電振動デバイスの量産に適用できる。 It can be applied to mass production of piezoelectric vibration devices.
１ 水晶発振器
１００ ベース集合体
２ ベース
２００ 堤部
２０１ 第１の層
２０２ 第２の層
２０３ 第３の層
２０４ 堤部上面
２５ 側面キャスタレーション
２５０ 第１孔
２５１ 第２孔
２８ 開口部
Ｌ 切断ライン
Ｍ 辺部側面導体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Crystal oscillator 100 Base assembly 2
Claims (3)
前記ベース集合体の隣接するベースの境界には、多数個のベースに分離するための切断ラインあるいは切断予定ラインが設定されてなり、
前記各ベースの堤部の角部と辺部の両方、あるいはいずれか一方には、当該堤部の幅方向に少なくとも１以上の段数を有する孔が形成されており、当該孔は前記切断ラインあるいは切断予定ラインを含む位置に形成されるとともに、
前記孔の外側には、前記切断ラインあるいは切断予定ラインと干渉しない領域であって、前記孔の内壁面に一部分が露出した導体が埋設されていることを特徴とするベース集合体。 A base assembly formed by connecting a plurality of rectangular bases in plan view, each having an opening in the upper part and an annular bank part surrounding the opening,
At the boundary between adjacent bases of the base assembly, a cutting line or a cutting line for separating into a plurality of bases is set,
A hole having at least one step in the width direction of the bank is formed in both or one or both of the corners and sides of the bank of each base, and the hole is the cutting line or It is formed at a position that includes the planned cutting line,
A base assembly characterized in that a conductor that is an area that does not interfere with the cutting line or the planned cutting line and is partially exposed on the inner wall surface of the hole is embedded outside the hole.
前記ベース集合体が複数のシートの積層体であり、ベース集合体の焼成前の状態において、
前記ベース集合体の、隣接する各ベースの堤部に跨って、略矩形あるいは略楕円形状の第１孔を、当該孔の長辺あるいは長軸が、前記切断ラインあるいは切断予定ラインと交差するように形成する第１穿孔工程と、
前記第１孔の内部に金属導体を充填する導体充填工程と、
前記隣接する各ベースの堤部に跨って、第１孔よりも幅広かつ、前記堤部幅方向に縮幅した形状の第２孔を、第１孔と部分的に重なるように貫通穿孔する第２穿孔工程と、
を含むベース集合体の製造方法。 It is a manufacturing method of the base aggregate according to claim 1,
The base assembly is a laminate of a plurality of sheets, and in a state before firing the base assembly,
The first hole having a substantially rectangular or approximately elliptical shape is formed across the bank portions of the adjacent bases of the base assembly so that the long side or long axis of the hole intersects the cutting line or the planned cutting line. A first drilling step to be formed;
A conductor filling step of filling a metal conductor into the first hole;
A second hole having a shape wider than the first hole and reduced in the width direction of the bank is penetrated through the adjacent bases so as to partially overlap the first hole. 2 drilling steps;
A method for producing a base assembly including
各ベースの前記開口部を平板状の蓋体を用いて一対一で気密封止した後に、
前記切断ラインあるいは切断予定ラインに沿って前記ベース集合体を切断し、
前記孔の前記切断によって形成される切り欠き部を備えた圧電デバイスを多数個一括形成する圧電デバイスの製造方法。 Using the base assembly according to claim 1, a piezoelectric vibrating piece or a piezoelectric vibrating piece and an electronic component element are mounted inside each base,
After hermetically sealing the opening of each base on a one-to-one basis using a flat lid,
Cutting the base assembly along the cutting line or cutting line,
A method for manufacturing a piezoelectric device, wherein a large number of piezoelectric devices each having a notch formed by the cutting of the hole are collectively formed.
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