JP2010109880A - 圧電デバイス及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】圧電デバイスの発振周波数が変動せず、封止材の剥がれや破損を防止することができる圧電デバイス及び圧電デバイス製造方法の提供。
【解決手段】基板体１１０と、基板体１１０の一方の主面に設けられた２個一対の圧電振動素子搭載パッド１１１ａ、１１１ｂに搭載され、励振用電極１２２が設けられている圧電振動素子１２０と、圧電振動素子１２０を内包できるように、凹部空間が形成され、その凹部空間を囲繞し且つ延設した鍔部を有する蓋体１３０と、を備え、基板体１１０の一方の主面に鍔部と対向するように設けられた環状の封止用導体パターン１１２と、封止用導体パターン１１２の内周側にかかるように、絶縁膜Ｒが設けられている。
【選択図】図１
【解決手段】基板体１１０と、基板体１１０の一方の主面に設けられた２個一対の圧電振動素子搭載パッド１１１ａ、１１１ｂに搭載され、励振用電極１２２が設けられている圧電振動素子１２０と、圧電振動素子１２０を内包できるように、凹部空間が形成され、その凹部空間を囲繞し且つ延設した鍔部を有する蓋体１３０と、を備え、基板体１１０の一方の主面に鍔部と対向するように設けられた環状の封止用導体パターン１１２と、封止用導体パターン１１２の内周側にかかるように、絶縁膜Ｒが設けられている。
【選択図】図１
Description
本発明は、電子機器等に用いられる圧電デバイス及びその製造方法に関するものである。
図６は、従来の圧電デバイスを示す断面図である。以下、圧電デバイスの例の１つである圧電振動子について説明する。
図６に示すように、従来の圧電振動子２００は、基板体２０１、圧電振動素子２０２、蓋体２０３とから主に構成されている。
基板体２０１の一方の主面には、２個一対の圧電振動素子搭載パッド２０４ａ、２０４ｂが設けられている。
基板体２０１の他方の主面には、外部接続用電極端子２０９が設けられている。
また、基板体２０１は、積層構造となっており、その内層には配線パターン（図示せず）等が設けられている。
この圧電振動素子搭載パッド２０４ａ、２０４ｂ上には、導電性接着剤２０５を介して電気的に接続される一対の励振用電極２０２ａを表裏主面に有した圧電振動素子２０２が搭載されている。この圧電振動素子２０２が搭載されている基板体２０１の一方の主面の外周側には、封止用導体パターン２０６が設けられている。
前記蓋体２０３は、圧電振動素子２０２が内包できるように、凹部空間２０７が形成され、その凹部空間２０７を囲繞し且つ延設した鍔部２０３ａを有している。鍔部２０３ａの封止用導体パターン２０６と対向する箇所にはメッキ層またはロウ材等の封止材２０８が設けられている。
この蓋体２０３は、圧電振動素子２０２と凹部空間２０７内に収容した形態で、基板体２０１の一方の主面に、封止材２０８と封止用導体パターン２０６が重なるように配置される。この封止材２０８をレーザ溶接またはシーム溶接によって封止材２０８を溶融し、基板体２０１の封止用導体パターン２０６と接合される。これにより、凹部空間２０７は、気密封止されている（例えば、特許文献１参照）。
図６に示すように、従来の圧電振動子２００は、基板体２０１、圧電振動素子２０２、蓋体２０３とから主に構成されている。
基板体２０１の一方の主面には、２個一対の圧電振動素子搭載パッド２０４ａ、２０４ｂが設けられている。
基板体２０１の他方の主面には、外部接続用電極端子２０９が設けられている。
また、基板体２０１は、積層構造となっており、その内層には配線パターン（図示せず）等が設けられている。
この圧電振動素子搭載パッド２０４ａ、２０４ｂ上には、導電性接着剤２０５を介して電気的に接続される一対の励振用電極２０２ａを表裏主面に有した圧電振動素子２０２が搭載されている。この圧電振動素子２０２が搭載されている基板体２０１の一方の主面の外周側には、封止用導体パターン２０６が設けられている。
前記蓋体２０３は、圧電振動素子２０２が内包できるように、凹部空間２０７が形成され、その凹部空間２０７を囲繞し且つ延設した鍔部２０３ａを有している。鍔部２０３ａの封止用導体パターン２０６と対向する箇所にはメッキ層またはロウ材等の封止材２０８が設けられている。
この蓋体２０３は、圧電振動素子２０２と凹部空間２０７内に収容した形態で、基板体２０１の一方の主面に、封止材２０８と封止用導体パターン２０６が重なるように配置される。この封止材２０８をレーザ溶接またはシーム溶接によって封止材２０８を溶融し、基板体２０１の封止用導体パターン２０６と接合される。これにより、凹部空間２０７は、気密封止されている（例えば、特許文献１参照）。
また、基板体部と捨代部を交互に複数個マトリックス状に配列し、一体に構成されているシート基板を用いている。
この基板体部の一方の主面には、２個一対の圧電振動素子搭載パッドが設けられている。
圧電振動素子２０２が搭載されている基板体２０１の一方の主面の外周側には、封止用導体パターン２０６が設けられている。
この捨代部には、隣り合う基板体部に設けられた封止用導体パターン同士を接続するために配線パターンが設けられている。
凹部空間２０７を有した蓋体２０３で圧電振動素子２０２を内包するように基板体部２０１に接合することにより製造する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
この基板体部の一方の主面には、２個一対の圧電振動素子搭載パッドが設けられている。
圧電振動素子２０２が搭載されている基板体２０１の一方の主面の外周側には、封止用導体パターン２０６が設けられている。
この捨代部には、隣り合う基板体部に設けられた封止用導体パターン同士を接続するために配線パターンが設けられている。
凹部空間２０７を有した蓋体２０３で圧電振動素子２０２を内包するように基板体部２０１に接合することにより製造する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
しかしながら、従来の圧電デバイスは、蓋体２０３を基板体２０１の封止用導体パターン２０６に接合する際に、蓋体２０３の鍔部２０３ａに形成された封止材２０８が溶接時の衝撃により凹部空間２０７内に飛散し、圧電振動素子２０２に付着してしまう恐れがある。よって、付着した封止材２０８により圧電デバイス２００の発振周波数が変動してしまうといった課題があった。
また、従来の圧電デバイスの製造方法では、隣り合う基板体の封止用導体パターン同士が、捨代部の配線パターンを介して接続されているシート基板を用いているが、蓋体２０３を基板体の封止用導体パターンに接合する際に、蓋体の鍔部に形成された封止材が溶融し、捨代部の配線パターンまで広がってしまう。よって、封止材の厚みが薄くなり、落下試験等の信頼性試験を行った際に、封止材に応力がかかり、封止材の剥がれや破損が生じ、凹部空間内の気密性が損なわれてしまうといった課題もあった。
また、従来の圧電デバイスの製造方法では、隣り合う基板体の封止用導体パターン同士が、捨代部の配線パターンを介して接続されているシート基板を用いているが、蓋体２０３を基板体の封止用導体パターンに接合する際に、蓋体の鍔部に形成された封止材が溶融し、捨代部の配線パターンまで広がってしまう。よって、封止材の厚みが薄くなり、落下試験等の信頼性試験を行った際に、封止材に応力がかかり、封止材の剥がれや破損が生じ、凹部空間内の気密性が損なわれてしまうといった課題もあった。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、圧電デバイスの発振周波数が変動せず、封止材の剥がれや破損を防止することができる圧電デバイス及び圧電デバイスの製造方法を提供することを課題とする。
本発明の圧電デバイスは、基板体と、基板体の一方の主面に設けられた２個一対の圧電振動素子搭載パッドに搭載され、励振用電極が設けられている圧電振動素子と、圧電振動素子を内包できるように、凹部空間が形成され、その凹部空間を囲繞し且つ延設した鍔部を有する蓋体と、を備え、基板体の一方の主面に鍔部と対向するように設けられた環状の封止用導体パターンと、封止用導体パターンの内周側にかかるように、絶縁膜が設けられていることを特徴とするものである。
また、本発明の圧電デバイスの製造方法は、２個一対の圧電振動素子搭載パッドと、封止用導体パターンが設けられている矩形状の基板体部と、基板体部の一方の主面に形成し、隣り合う基板体部の封止用導体パターンを接続するための配線パターンが設けられている捨代部と、を備え、基板体部と前記捨代部が交互に複数個マトリックスに配列されて一体に構成されて形成されているシート基板に、絶縁膜を前記封止用導体パターンの内周側及び前記配線パターンに形成する絶縁膜形成工程と、圧電振動素子搭載パッドに圧電振動素子を搭載する圧電振動素子搭載工程と、圧電振動素子を内包できるように、凹部空間が形成され、その凹部空間を囲繞し且つ延設した鍔部を有する蓋体と前記封止用導体パターンとを接合する蓋体接合工程と、シート基板を各基板体部の外周に沿って一括的に切断することにより複数個の圧電デバイスを同時に得る個片化工程と、を含むものである。
本発明の圧電デバイスによれば、封止用導体パターンの内周側にかかるように、絶縁膜が設けられていることにより、封止の際に、蓋体の鍔部に形成された封止材がこの絶縁膜により止められ、凹部空間内に飛散することがない。よって、飛散した封止材が圧電振動素子に付着することを防止することができる。これにより、圧電振動素子の発振周波数が変動しないため、圧電デバイスは、安定した発振周波数を出力することができる。
また、本発明の圧電デバイスの製造方法によれば、絶縁膜形成工程で、絶縁膜を前記封止用導体パターンの内周側及び前記配線パターンに形成することにより、蓋体を基板体部の封止用導体パターンに接合する際に、蓋体の鍔部に形成された封止材が溶融しても、捨代部の配線パターンを覆うように絶縁膜が設けられているため、配線パターンに封止材が濡れ広がることを防ぐことができる。よって、封止材の厚みを確保することができるので、落下試験等の信頼性試験を行っても、封止材の剥がれや破損を生じることなく、気密性を保つことができる。
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。尚、圧電振動素子に水晶を用いた場合について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る圧電デバイスを示す分解斜視図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。図３は、図２のＢ部分拡大図である。また、説明を明りょうにするために図示した寸法を、一部誇張して示している。
圧電デバイスの例の１つである、圧電振動子について説明する。
図１及び図２に示すように、本発明の実施形態に係る圧電振動子１００は、基板体１１０と圧電振動素子１２０と蓋体１３０で主に構成されている。この圧電振動子１００は、前記基板体１１０に圧電振動素子１２０が搭載されている。また、蓋体１３０には、凹部空間１３１が設けられている。その凹部空間１３１内には、蓋体１３０を基板体１１０上に配置した際に、前記圧電振動素子１２０が内包される。
図１及び図２に示すように、本発明の実施形態に係る圧電振動子１００は、基板体１１０と圧電振動素子１２０と蓋体１３０で主に構成されている。この圧電振動子１００は、前記基板体１１０に圧電振動素子１２０が搭載されている。また、蓋体１３０には、凹部空間１３１が設けられている。その凹部空間１３１内には、蓋体１３０を基板体１１０上に配置した際に、前記圧電振動素子１２０が内包される。
圧電振動素子１２０は、図１及び図２に示すように、水晶素板１２１に励振用電極１２２を被着形成したものであり、外部からの交番電圧が励振用電極１２２を介して水晶素板１２１に印加されると、所定の振動モード及び周波数で励振を起こすようになっている。
水晶素板１２１は、人工水晶体から所定のカットアングルで切断し外形加工を施された概略平板状で平面形状が例えば四角形となっている。
励振用電極１２２は、前記水晶素板１２１の表裏両主面に金属を所定のパターンで被着・形成したものである。
このような圧電振動素子１２０は、その両主面に被着されている励振用電極１２２から延出する引き出し電極と基板体の主面に形成されている圧電振動素子搭載パッド１１１ａ、１１１ｂとを、導電性接着剤１５０を介して電気的且つ機械的に接続することによって搭載される。このときの引き出し電極が設けられた一辺とは反対側の自由端となる端辺を圧電振動素子１２０の先端部１２３とする。
水晶素板１２１は、人工水晶体から所定のカットアングルで切断し外形加工を施された概略平板状で平面形状が例えば四角形となっている。
励振用電極１２２は、前記水晶素板１２１の表裏両主面に金属を所定のパターンで被着・形成したものである。
このような圧電振動素子１２０は、その両主面に被着されている励振用電極１２２から延出する引き出し電極と基板体の主面に形成されている圧電振動素子搭載パッド１１１ａ、１１１ｂとを、導電性接着剤１５０を介して電気的且つ機械的に接続することによって搭載される。このときの引き出し電極が設けられた一辺とは反対側の自由端となる端辺を圧電振動素子１２０の先端部１２３とする。
図１〜図２に示すように、この基板体１１０は、例えばアルミナセラミックス、ガラス−セラミック等のセラミック材料を複数積層することよって形成されている。
基板体１１０の一方の主面には、２個一対の圧電振動素子搭載パッド１１１ａ、１１１ｂが設けられている。
また、基板体１１０の一方の主面には、その一方の主面の外周縁部を囲繞するように封止用導体パターン１１２が設けられている。
封止用導体パターン１１２の内周側にかかるように、絶縁膜Ｒが形成されている。つまり、基板部１１０の一方の主面には、封止用導体パターン１１２の内側に、封止用導体パターンの内周に沿って絶縁膜Ｒが設けられている。
尚、この絶縁膜Ｒの一部は、封止用導体パターン１１２の内周側表面にかかるように設けられている。
基板体１１０の他方の主面の４隅には、外部接続用電極端子１１３が設けられている。
基板体１１０の内層には、例えば、圧電振動素子搭載パッド１１１ａ、１１１ｂと外部接続用電極端子１１３と電気的に接続する配線パターン（図示せず）等が設けられている。
基板体１１０の一方の主面には、２個一対の圧電振動素子搭載パッド１１１ａ、１１１ｂが設けられている。
また、基板体１１０の一方の主面には、その一方の主面の外周縁部を囲繞するように封止用導体パターン１１２が設けられている。
封止用導体パターン１１２の内周側にかかるように、絶縁膜Ｒが形成されている。つまり、基板部１１０の一方の主面には、封止用導体パターン１１２の内側に、封止用導体パターンの内周に沿って絶縁膜Ｒが設けられている。
尚、この絶縁膜Ｒの一部は、封止用導体パターン１１２の内周側表面にかかるように設けられている。
基板体１１０の他方の主面の４隅には、外部接続用電極端子１１３が設けられている。
基板体１１０の内層には、例えば、圧電振動素子搭載パッド１１１ａ、１１１ｂと外部接続用電極端子１１３と電気的に接続する配線パターン（図示せず）等が設けられている。
封止用導体パターン１１２は、例えば、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、等から成る基層の表面にニッケル（Ｎｉ）層及び金（Ａｕ）層を順次積層するように設けられている。
タングステン（Ｗ）層の厚みは、例えば、１０〜３０μｍであり、ニッケル（Ｎｉ）層の厚みは、例えば、８〜２０μｍであり、金（Ａｕ）層の厚みは、例えば、０．３μｍ〜１μｍである。
タングステン（Ｗ）層の厚みは、例えば、１０〜３０μｍであり、ニッケル（Ｎｉ）層の厚みは、例えば、８〜２０μｍであり、金（Ａｕ）層の厚みは、例えば、０．３μｍ〜１μｍである。
図３に示すように、絶縁膜Ｒは、封止用導体パターン１１２の内周側の表面の一部に重なるようにして形成されている。
封止用導体パターン１１２の幅をＷ１とした場合、封止用導体パターン１１２と重なっている絶縁膜Ｒの幅Ｗ２は、１／５Ｗ１≦Ｗ２≦１／２Ｗ１となっている。
例えば、封止用導体パターン１１２の幅Ｗ１を、１５０μｍとした場合、封止用導体パターン１１２に重なっている部分の絶縁膜Ｒの幅Ｗ２は、３０μｍ〜７５μｍとなる。
絶縁膜Ｒの封止用導体パターン１１２に重なっている部分における封止用導体パターン１１２の主面からの厚みＴ１は、５μｍ〜３０μｍとなっている。
絶縁膜Ｒは、例えば、アルミナコート、エポキシ樹脂等により形成されている。
封止用導体パターン１１２の幅をＷ１とした場合、封止用導体パターン１１２と重なっている絶縁膜Ｒの幅Ｗ２は、１／５Ｗ１≦Ｗ２≦１／２Ｗ１となっている。
例えば、封止用導体パターン１１２の幅Ｗ１を、１５０μｍとした場合、封止用導体パターン１１２に重なっている部分の絶縁膜Ｒの幅Ｗ２は、３０μｍ〜７５μｍとなる。
絶縁膜Ｒの封止用導体パターン１１２に重なっている部分における封止用導体パターン１１２の主面からの厚みＴ１は、５μｍ〜３０μｍとなっている。
絶縁膜Ｒは、例えば、アルミナコート、エポキシ樹脂等により形成されている。
蓋体１３０は、前記圧電振動素子１２０を内包できるように、凹部空間１３１が形成され、その凹部空間１３１を囲繞し且つ延設した鍔部１３２を有している。
また、その鍔部１３２の基板体１１０に設けられた封止用導体パターン１１２と対応する位置には、例えば、Ｎｉメッキ、ＡｇＣｕ、ＡｕＳｎ等の封止材が設けられている。
前記蓋体１３０は、例えば、Ｆｅ−Ｎｉ合金（４２アロイ）やＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金（コバール）などからなる。
具体的には、蓋体１３０は、所定雰囲気で、基板体１１０の封止用導体パターン１１１上に載置され、蓋体１３０の鍔部１３２に設けられた封止材１３３が溶融されるように、例えば、レーザやシーム溶接機を用いることにより、封止用導体パターン１１２に接合される。
また、その鍔部１３２の基板体１１０に設けられた封止用導体パターン１１２と対応する位置には、例えば、Ｎｉメッキ、ＡｇＣｕ、ＡｕＳｎ等の封止材が設けられている。
前記蓋体１３０は、例えば、Ｆｅ−Ｎｉ合金（４２アロイ）やＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金（コバール）などからなる。
具体的には、蓋体１３０は、所定雰囲気で、基板体１１０の封止用導体パターン１１１上に載置され、蓋体１３０の鍔部１３２に設けられた封止材１３３が溶融されるように、例えば、レーザやシーム溶接機を用いることにより、封止用導体パターン１１２に接合される。
前記導電性接着剤１５０は、シリコーン樹脂等のバインダーの中に導電フィラーとして導電性粉末が含有されているものであり、導電性粉末としては、アルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、ニッケル鉄（ＮｉＦｅ）、のうちのいずれかまたはこれらの組み合わせを含むものが用いられている。
尚、前記基板体１１０は、アルミナセラミックスから成る場合、所定のセラミック材料粉末に適当な有機溶剤等を添加・混合して得たセラミックグリーンシートの表面に、封止、圧電振動素子搭載パッド１１１ａ、１１１ｂ、封止用導体パターン１１２、外部接続用電極端子１１３等となる導体ペーストを、また、セラミックグリーンシートに打ち抜き等を施して予め穿設しておいた貫通孔内にビア導体となる導体ペーストを従来周知のスクリーン印刷によって塗布するとともに、これを複数枚積層してプレス成形した後、高温で焼成することにより製作される。
本発明の実施形態に係る圧電デバイスによれば、
封止用導体パターン１１２の内周側にかかるように、絶縁膜Ｒが設けられていることにより、封止の際に、
蓋体１３０の鍔部１３２に形成された封止材１３３がこの絶縁膜Ｒにより止められ、凹部空間内に飛散することがない。よって、飛散した封止材１３３が圧電振動素子１２０に付着することを防止することができる。これにより、圧電振動素子１２０の発振周波数が変動しないため、圧電デバイス１００は、安定した発振周波数を出力することができる。
封止用導体パターン１１２の内周側にかかるように、絶縁膜Ｒが設けられていることにより、封止の際に、
蓋体１３０の鍔部１３２に形成された封止材１３３がこの絶縁膜Ｒにより止められ、凹部空間内に飛散することがない。よって、飛散した封止材１３３が圧電振動素子１２０に付着することを防止することができる。これにより、圧電振動素子１２０の発振周波数が変動しないため、圧電デバイス１００は、安定した発振周波数を出力することができる。
次に上述した圧電デバイスの製造方法について図４〜図５を用いて説明する。
図４（ａ）は、本発明の圧電デバイスの製造方法の絶縁膜形成工程を示す断面図であり、図４（ｂ）は、本発明の圧電デバイスの製造方法の圧電振動素子搭載工程を示す断面図であり、図４（ｃ）は、本発明の圧電デバイスの製造方法の蓋体接合工程を示す断面図であり、図４（ｄ）は、本発明の圧電デバイスの製造方法の個片化工程を示す断面図である。また、図５は、本発明の圧電デバイスの製造方法でシート基板を示した斜視図である。
図４（ａ）は、本発明の圧電デバイスの製造方法の絶縁膜形成工程を示す断面図であり、図４（ｂ）は、本発明の圧電デバイスの製造方法の圧電振動素子搭載工程を示す断面図であり、図４（ｃ）は、本発明の圧電デバイスの製造方法の蓋体接合工程を示す断面図であり、図４（ｄ）は、本発明の圧電デバイスの製造方法の個片化工程を示す断面図である。また、図５は、本発明の圧電デバイスの製造方法でシート基板を示した斜視図である。
（絶縁膜形成工程）
図４（ａ）に示すように、絶縁膜形成工程は、２個一対の圧電振動素子搭載パッド１１１ａ、１１１ｂと、封止用導体パターン１１２が設けられている矩形状の基板体部Ｋ１、Ｋ２と、前記基板体部Ｋ１、Ｋ２の一方の主面に形成し、隣り合う基板体部Ｋ１、Ｋ２の封止用導体パターン１１２を接続するための配線パターン１１４が設けられている捨代部Ｍと、を備え、前記基板体部Ｋ１、Ｋ２と前記捨代部Ｍが交互に複数個マトリックスに配列されて一体に構成されて形成されているシート基板Ｓｈに、絶縁膜Ｒを前記封止用導体パターン１１２の内周側及び前記配線パターン１１４に形成する工程である。
尚、図５は、４個の基板体部Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４を２行×２列のマトリクス状に配置させた上、隣接する基板体部間に捨代部Ｍを配置させた例について示したものである。
図４（ａ）に示すように、絶縁膜形成工程は、２個一対の圧電振動素子搭載パッド１１１ａ、１１１ｂと、封止用導体パターン１１２が設けられている矩形状の基板体部Ｋ１、Ｋ２と、前記基板体部Ｋ１、Ｋ２の一方の主面に形成し、隣り合う基板体部Ｋ１、Ｋ２の封止用導体パターン１１２を接続するための配線パターン１１４が設けられている捨代部Ｍと、を備え、前記基板体部Ｋ１、Ｋ２と前記捨代部Ｍが交互に複数個マトリックスに配列されて一体に構成されて形成されているシート基板Ｓｈに、絶縁膜Ｒを前記封止用導体パターン１１２の内周側及び前記配線パターン１１４に形成する工程である。
尚、図５は、４個の基板体部Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４を２行×２列のマトリクス状に配置させた上、隣接する基板体部間に捨代部Ｍを配置させた例について示したものである。
図４（ａ）に示すように、基板体部Ｋ１、Ｋ２の一方の主面には、圧電振動素子搭載パッド１１１ａ、１１１ｂが形成されている。
また、基板体部Ｋ１、Ｋ２の一方の主面には、後述する蓋体１３０の前記鍔部１３１と対向するように環状の封止用導体パターン１１２が設けられている。つまり、基板体Ｋ１、Ｋ２の周縁には、封止用導体パターン１１２が設けられている。
封止用導体パターン１１２の内周側にかかるように、絶縁膜Ｒが形成されている。つまり、基板部１１０の一方の主面には、封止用導体パターン１１２の内側に、封止用導体パターンの内周に沿って絶縁膜Ｒを設ける。
尚、この絶縁膜Ｒの一部は、封止用導体パターン１１２の内周側表面にかかるように設ける。
捨代部Ｍには、隣り合う基板体部Ｋ１、Ｋ２の封止用導体パターン１１２を接続するための配線パターン１１４が設けられ、前記配線パターン１１４を覆うように設けられている絶縁膜Ｒが設ける。
また捨代部Ｍは、基板体部Ｋ１と基板体部Ｋ２の間に隣接するように設けられており、基板体部Ｋ１、Ｋ２を切断する際の余剰部としての役割を果たす。捨代部Ｍの厚みは、シート基板Ｓと同じ厚みであり、例えば、０．７ｍｍ〜１．２ｍｍである。
絶縁膜Ｒは、例えば、アルミナコート、エポキシ樹脂より形成されている。
絶縁膜Ｒを形成する方法としては、例えば、従来周知のスクリーン印刷によって塗布するとともに、高温にて焼成することによって、設けられる。
また、基板体部Ｋ１、Ｋ２の一方の主面には、後述する蓋体１３０の前記鍔部１３１と対向するように環状の封止用導体パターン１１２が設けられている。つまり、基板体Ｋ１、Ｋ２の周縁には、封止用導体パターン１１２が設けられている。
封止用導体パターン１１２の内周側にかかるように、絶縁膜Ｒが形成されている。つまり、基板部１１０の一方の主面には、封止用導体パターン１１２の内側に、封止用導体パターンの内周に沿って絶縁膜Ｒを設ける。
尚、この絶縁膜Ｒの一部は、封止用導体パターン１１２の内周側表面にかかるように設ける。
捨代部Ｍには、隣り合う基板体部Ｋ１、Ｋ２の封止用導体パターン１１２を接続するための配線パターン１１４が設けられ、前記配線パターン１１４を覆うように設けられている絶縁膜Ｒが設ける。
また捨代部Ｍは、基板体部Ｋ１と基板体部Ｋ２の間に隣接するように設けられており、基板体部Ｋ１、Ｋ２を切断する際の余剰部としての役割を果たす。捨代部Ｍの厚みは、シート基板Ｓと同じ厚みであり、例えば、０．７ｍｍ〜１．２ｍｍである。
絶縁膜Ｒは、例えば、アルミナコート、エポキシ樹脂より形成されている。
絶縁膜Ｒを形成する方法としては、例えば、従来周知のスクリーン印刷によって塗布するとともに、高温にて焼成することによって、設けられる。
例えば、前記シート基板Ｓｈは、アルミナセラミックスから成る場合、所定のセラミック材料粉末に適当な有機溶剤等を添加・混合して得たセラミックグリーンシートの表面に、封止用導体パターン１１２、圧電振動素子搭載パッド１１１ａ、１１１ｂ、外部接続用電極端子１１３、配線パターン１１４等となる導体ペーストを、また、セラミックグリーンシートに打ち抜き等を施して予め穿設しておいた貫通孔内にビア導体となる導体ペーストを従来周知のスクリーン印刷によって塗布するとともに、これを複数枚積層してプレス成形した後、高温で焼成することにより製作される。
（圧電振動素子搭載工程）
図４（ｂ）に示すように、圧電振動素子搭載工程は、前記圧電振動素子搭載パッド１１１ａ、１１１ｂ上に導電性接着剤１４０を塗布し、この圧電振動素子搭載パッド１１１ａ、１１１ｂに塗布された導電性接着剤１４０に圧電振動素子１２０の表面に形成した励振用電極１２２から延設した引き出し電極を付着させる形態で圧電振動素子１２０を搭載する工程である。
図４（ｂ）に示すように、圧電振動素子搭載工程は、前記圧電振動素子搭載パッド１１１ａ、１１１ｂ上に導電性接着剤１４０を塗布し、この圧電振動素子搭載パッド１１１ａ、１１１ｂに塗布された導電性接着剤１４０に圧電振動素子１２０の表面に形成した励振用電極１２２から延設した引き出し電極を付着させる形態で圧電振動素子１２０を搭載する工程である。
（蓋体接合工程）
図４（ｃ）に示すように、蓋体接合工程は、前記圧電振動素子１２０を内包できるように、凹部空間１３１が形成され、その凹部空間１３１を囲繞し且つ延設した鍔部１３２を有する蓋体１３０と前記封止用導体パターン１１２とを接合する工程である。
蓋体１３０を凹部空間１３１に納まるように、基板部Ｋ１、Ｋ２の一方の主面に配置する。このとき、鍔部１３２に設けられている封止材１３３と封止用導体パターン１１２は接触している。その後、加熱手段により、封止材１３３と封止用導体パターン１１２を接合する。
加熱手段としては、レーザやシーム溶接機等を用いて、蓋体１３０の鍔部１３２に形成された封止材１３３を溶融し、基板体部Ｋ１、Ｋ２の封止用導体パターンに接合する。
レーザとしては、例えば、炭酸ガスレーザ、ＹＡＧレーザ、ＹＶＯ４レーザ、半導体レーザ、エキシマレーザ等を用いる。
図４（ｃ）に示すように、蓋体接合工程は、前記圧電振動素子１２０を内包できるように、凹部空間１３１が形成され、その凹部空間１３１を囲繞し且つ延設した鍔部１３２を有する蓋体１３０と前記封止用導体パターン１１２とを接合する工程である。
蓋体１３０を凹部空間１３１に納まるように、基板部Ｋ１、Ｋ２の一方の主面に配置する。このとき、鍔部１３２に設けられている封止材１３３と封止用導体パターン１１２は接触している。その後、加熱手段により、封止材１３３と封止用導体パターン１１２を接合する。
加熱手段としては、レーザやシーム溶接機等を用いて、蓋体１３０の鍔部１３２に形成された封止材１３３を溶融し、基板体部Ｋ１、Ｋ２の封止用導体パターンに接合する。
レーザとしては、例えば、炭酸ガスレーザ、ＹＡＧレーザ、ＹＶＯ４レーザ、半導体レーザ、エキシマレーザ等を用いる。
（個片化工程）
図４（ｄ）に示すように、個片化工程は、前記シート基板１１０を各基板体部Ｋ１、Ｋ２の外周に沿って切断することにより、各基板体部Ｋ１、Ｋ２を捨代部Ｍより切り離す工程である。
前記シート基板１１０の切断は、ダイサーを用いたダイシングやレーザによる切断によって行なわれ、前記シート基板１１０が個々の基板体部Ｋ１、Ｋ２毎に分割される。これにより、複数個の圧電振動子１００が同時に得られる。
ダイサーとしては、例えば、ダイヤモンド砥粒等を電鋳により固定した円盤状の電鋳ブレードやダイヤモンド砥粒等を、エポキシ樹脂等の絶縁性樹脂を結合材として使用したレジンブレードがある。
レーザとしては、ＹＡＧレーザの３倍波で、波長が例えば、３００〜４００ｎｍのものを用いる。
図４（ｄ）に示すように、個片化工程は、前記シート基板１１０を各基板体部Ｋ１、Ｋ２の外周に沿って切断することにより、各基板体部Ｋ１、Ｋ２を捨代部Ｍより切り離す工程である。
前記シート基板１１０の切断は、ダイサーを用いたダイシングやレーザによる切断によって行なわれ、前記シート基板１１０が個々の基板体部Ｋ１、Ｋ２毎に分割される。これにより、複数個の圧電振動子１００が同時に得られる。
ダイサーとしては、例えば、ダイヤモンド砥粒等を電鋳により固定した円盤状の電鋳ブレードやダイヤモンド砥粒等を、エポキシ樹脂等の絶縁性樹脂を結合材として使用したレジンブレードがある。
レーザとしては、ＹＡＧレーザの３倍波で、波長が例えば、３００〜４００ｎｍのものを用いる。
本発明の圧電デバイスの製造方法によれば、前記蓋体接合工程における
蓋体１３０を基板体部Ｋ１、Ｋ２の封止用導体パターン１１２に接合する際に、蓋体１３０の鍔部１３２に形成された封止材１３３が溶融しても、捨代部Ｍの配線パターン１１４を覆うように絶縁膜Ｒが設けられているため、配線パターン１１４に封止材１３３が濡れ広がることを防ぐことができる。よって、封止材１３３の厚みを確保することができるので、落下試験等の信頼性試験を行っても、封止材１３３の剥がれや破損を生じることなく、気密性を保つことができる。
蓋体１３０を基板体部Ｋ１、Ｋ２の封止用導体パターン１１２に接合する際に、蓋体１３０の鍔部１３２に形成された封止材１３３が溶融しても、捨代部Ｍの配線パターン１１４を覆うように絶縁膜Ｒが設けられているため、配線パターン１１４に封止材１３３が濡れ広がることを防ぐことができる。よって、封止材１３３の厚みを確保することができるので、落下試験等の信頼性試験を行っても、封止材１３３の剥がれや破損を生じることなく、気密性を保つことができる。
尚、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。
例えば、前記した本実施形態では、圧電振動素子を構成する圧電素材として水晶を用いた場合を説明したが、他の圧電素材として、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウムまたは、圧電セラミックスを圧電素材として用いた圧電振動素子でも構わない。
例えば、前記した本実施形態では、圧電振動素子を構成する圧電素材として水晶を用いた場合を説明したが、他の圧電素材として、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウムまたは、圧電セラミックスを圧電素材として用いた圧電振動素子でも構わない。
また、上述した実施形態においては、圧電デバイスの１つである圧電振動子を例に説明したが、これに代えて、基板体の他方主面に枠部を設け、第２の凹部空間を形成し、その第２の凹部空間内に集積回路素子を別個搭載した形態の圧電発振器や、内部に搭載する圧電振動素子１２０をフィルタとして機能させた圧電フィルタ等の、他の圧電デバイスにおいても用いても構わない。
１１０・・・基板部
１１１ａ、１１１ｂ・・・圧電振動素子搭載パッド
１１２・・・封止用導体パターン
１１３・・・外部接続用電極端子
１２０・・・圧電振動素子
１２１・・・水晶素板
１２２・・・励振用電極
１２３・・・先端部
１３０・・・蓋体
１３１・・・凹部空間
１３２・・・鍔部
１３３・・・封止材
１４０・・・導電性接着剤
１００・・・圧電デバイス
Ｓｈ・・・シート基板
Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４・・・容器体部
Ｍ・・・捨代部
Ｒ・・・絶縁膜
１１１ａ、１１１ｂ・・・圧電振動素子搭載パッド
１１２・・・封止用導体パターン
１１３・・・外部接続用電極端子
１２０・・・圧電振動素子
１２１・・・水晶素板
１２２・・・励振用電極
１２３・・・先端部
１３０・・・蓋体
１３１・・・凹部空間
１３２・・・鍔部
１３３・・・封止材
１４０・・・導電性接着剤
１００・・・圧電デバイス
Ｓｈ・・・シート基板
Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４・・・容器体部
Ｍ・・・捨代部
Ｒ・・・絶縁膜
Claims (2)
- 基板体と、
前記基板体の一方の主面に設けられた２個一対の圧電振動素子搭載パッドに搭載され、励振用電極が設けられている圧電振動素子と、
前記圧電振動素子を内包できるように、凹部空間が形成され、その凹部空間を囲繞し且つ延設した鍔部を有する蓋体と、を備え、
前記基板体の一方の主面に前記鍔部と対向するように設けられた環状の封止用導体パターンと、
前記封止用導体パターンの内周側にかかるように、絶縁膜が設けられていることを特徴とする圧電デバイス。 - ２個一対の圧電振動素子搭載パッドと、封止用導体パターンが設けられている
矩形状の基板体部と、
前記基板体部の一方の主面に形成し、隣り合う基板体部の封止用導体パターンを接続するための配線パターンが設けられている捨代部と、を備え、
前記基板体部と前記捨代部が交互に複数個マトリックスに配列されて一体に構成されて形成されているシート基板に、絶縁膜を前記封止用導体パターンの内周側及び前記配線パターンに形成する絶縁膜形成工程と、
前記圧電振動素子搭載パッドに圧電振動素子を搭載する圧電振動素子搭載工程と、
前記圧電振動素子を内包できるように、凹部空間が形成され、その凹部空間を囲繞し且つ延設した鍔部を有する蓋体と前記封止用導体パターンとを接合する蓋体接合工程と、
前記シート基板を各基板体部の外周に沿って一括的に切断することにより複数個の圧電デバイスを同時に得る個片化工程と、を含む圧電デバイスの製造方法。
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