(57)【要約】【課題】  従来のセラミックパッケージは  個片化されたセラミックケースであるベースに水晶片を載せ、キャップを被せるところの単品生産によっており、生産性が著しく低いという問題がある。本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、その目的とする所は生産性が高いセラミックパッケージの電子部品およびその製造方法を提供することである。【解決手段】  本発明の電子部品は、天板部１５から立設され、外周面１１ａと外周面１１ａより内方の内周面１１ｂとにより厚み幅Ｗが規定される枠部１１を有するリッド１０と、接合層５０により枠部１１と接合されることで、天板部１５との間に内部部品４０を収容するベース２０とを備え、接合層５０は、外周面１１ａより内方に形成され、厚み幅Ｗより狭く形成されることを特徴とする。【選択図】  図１
2014143601.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
天板部から立設され、外周面と前記外周面より内方の内周面とにより厚み幅が規定される枠部を有するリッドと、
接合層により前記枠部と接合されることで、前記天板部との間に内部部品を収容するベースとを備え、
前記接合層は、前記外周面より内方に形成され、前記厚み幅より狭く形成されることを特徴とする電子部品。
【請求項２】
前記接合層は、前記枠部と前記ベースとに挟まれる金錫層により形成されることを特徴とする請求項１に記載の電子部品。
【請求項３】
前記枠部は、前記接合層と接合される支持層を有し、前記支持層が前記外周面より内方に形成され、前記厚み幅より狭く形成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電子部品。
【請求項４】
ベース材の実装面に内部部品を実装する実装工程と、
天板部と前記天板部から立設される枠部とを有するリッド材を前記ベース材に接合することで、前記枠部の接合面と前記実装面との間に複数の接合層を形成する接合工程と、
前記ベース材と前記リッド材とを前記枠部において切断することで、前記内部部品を収容するベースとリッドとを形成する個片化工程であって、前記複数の接合層に挟まれた領域を前記領域より狭い切断幅で切断する個片化工程と、
を有することを特徴とする電子部品の製造方法。
【請求項５】
前記接合工程は、前記接合部が前記接合面と前記実装面とに挟まれた金錫層により形成されることを特徴とする請求項４に記載の電子部品の製造方法。
【請求項６】
前記実装工程は、一枚の前記ベース材の実装面に、前記内部部品と厚み調節部材とを実装する工程であって、前記厚み調節部材が、前記ベース材の面内に分散して配置されており、
前記接合工程は、前記厚み調整部材を前記天板部に当接させることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の電子部品の製造方法。
【請求項７】
前記実装工程は、前記厚み調節部材を２つ以上４つ以下設置することを特徴とする請求項４から請求項５のいずれか１項に記載の電子部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水晶振動子片や圧電素子に代表される電子部品及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
音叉型圧電振動片の小型化に伴い、振動腕で発生した機械的振動エネルギーが直接基部を通じて外部に漏れるいわゆる振動漏れが発生する。このような振動漏れは、振動腕における振動効率の低下を招き、等価直列抵抗の悪化や振動周波数のずれを引き起こす原因となっている。このため、振動漏れの影響を軽減するために振動腕の両外側で基部から一対の支持腕を伸ばし、その支持腕で音叉型圧電振動片を支える技術が提案されている。この支持腕に配置された接合部は、導電性接着剤によりパッケージの底面に形成された電極パッドに接着されている。この支持腕で音叉型圧電振動片を支えると、落下などの衝撃に対して大きく振動腕が揺れてしまう。そこで、特許文献１では、パッケージの底面に凹み部を設け、振動腕の先端がパッケージの底面に衝突しないようにしている。
【０００３】
しかしながら、電極パッドは音叉型圧電振動片の中心線に対して左右対称に配置されており、音叉型圧電振動片の小型化に伴い、電極パッド間の間隔が狭くなり、電極パッドに塗布した導電性接着剤が流れて短絡するおそれがある。短絡を防ぐために接着剤量を少なくすると接着力が弱くなり、耐衝撃性が低くなる。
【０００４】
また、音叉型圧電振動片の重心は音叉型圧電振動片の振動腕の伸びる方向の中心より基部側にある。そのため、音叉型圧電振動片をパッケージ内の電極パッドに接着する際、導電性接着剤が硬化するまでの間に、音叉型圧電振動片の基部側が底面側に傾き、音叉型圧電振動片の基部の端が底面と接触してしまう。もしくは基部の端と底面とのクリアランスが小さくなってしまうことがある。
【０００５】
また音叉型圧電振動片がパッケージ内に収納された圧電デバイスが衝撃を受けた際には、できるだけ音叉型圧電振動片の先端又は基部の端がパッケージ内の底面又は蓋体の天井に衝突しないことが好ましい。
【０００６】
そこで、特許文献２では、音叉型圧電振動片とパッケージとを接合する電極パッドの位置を、音叉型圧電振動片の中心線に対して左右非対称にし、電極パッドに塗布した導電性接着剤が流れて短絡するおそれのない対策を施し、その圧電デバイスは音叉型圧電振動片が接着剤で固定される際に水平に装着される対策を施している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−１１８５０１号公報
【特許文献２】特開２０１１−２３３９９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、かかる従来のセラミックパッケージにおいては、個片化されたセラミックケースであるベースに水晶片を載せ、キャップを被せるところの単品生産によっており、生産性が低いという問題がある。
【０００９】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、その目的とする所は生産性が高いセラミックパッケージの電子部品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の電子部品は、天板部から立設され、外周面と前記外周面より内方の内周面とにより厚み幅が規定される枠部を有するリッドと、接合層により前記枠部と接合されることで、前記天板部との間に内部部品を収容するベースとを備え、前記接合層は、前記外周面より内方に形成され、前記厚み幅より狭く形成される電子部品であることを特徴とする。また、前記接合層は、前記枠部と前記ベースとに挟まれた金錫層により形成されることを特徴とする。また、前記枠部は、前記金錫層と接合される支持層を有し、前記支持層が前記外周面より内方に形成され、前記厚み幅より狭く形成されることを特徴とする。
【００１１】
以上のような特徴により、各電子部品が一括作製により形成され、各々の電子部品におけるベースとリッドとの接合層のパッケージ外部へのはみ出しが抑制される生産性の高い電子部品を提供することができる。
【００１２】
また、本発明の電子部品の製造方法は、ベース材の実装面に内部部品を実装する実装工程と、天板部と前記天板部から立設される枠部とを有するリッド材を前記ベース材に接合することで、前記枠部の接合面と前記実装面との間に複数の接合層を形成する接合工程と、前記ベース材と前記リッド材とを前記枠部において切断することで、前記内部部品を収容するベースとリッドとを形成する個片化工程であって、前記複数の接合層に挟まれた領域を前記領域より狭い切断幅で切断する個片化工程と、を有することを特徴とする。また、前記接合工程は、前記接合層が前記接合面と前記実装面とに挟まれた金錫層により形成されることを特徴とする。また、前記実装工程は、一枚の前記ベース材の実装面に、前記内部部品と厚み調節部材とを実装する工程であって、前記厚み調節部材が、前記ベース材の面内に分散して配置されており、前記接合工程は、前記厚み調整部材を前記天板部に当接させることを特徴とする。また、前記実装工程は、前記厚み調節部材を２つ以上４つ以下設置することを特徴とする。
【００１３】
以上のような特徴により、各電子部品を一括作製により形成でき、各々の電子部品におけるベースとリッドとの接合層のパッケージ外部へのはみ出しが抑制される生産性の高い電子部品を作製することができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上のような特徴により、各電子部品が一括作製により形成され、各々の電子部品におけるベースとリッドとの接合層のパッケージ外部へのはみ出しが抑制される生産性の高い電子部品を作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る電子部品の実施形態を示す断面図である。
【図２】本発明に係る電子部品の製造方法の実施形態を示す図である。
【図３】本発明に係る電子部品の製造方法の実施形態の変形例１を示す図である。
【図４】本発明に係る電子部品の製造方法の実施形態の変形例２を示す図である。
【図５】本発明に係る電子部品の製造方法の実施形態の変形例３を示す図である。
【図６】本発明に係る電子部品の製造方法の実施形態の変形例４を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳細に説明する。図１は本実施形態に係る電子部品１の断面図である。貫通電極２２を有するベース２０に図示しない内部配線及び外部電極が形成されている。一例として、ベース２０はアルミナを主成分とするセラミックスからなり、貫通電極２２はベース２０を焼結するときに同時に形成され、貫通電極２２は銀、タングステン、等である。また、ベース２０には、図示しない、外部電極、内部配線が形成されている。また内部配線上に実装部３０を介して内部部品４０が実装されている、実装部３０には銀ペーストを用いるのが一般的であるが、内部部品４０の構成等によって、例えば音叉水晶振動子等であり、真空度が必要な場合には、金バンプ、及び超音波接合を応用して構成されたものでもよい。
【００１７】
そして、リッド１０は接合層５０を介してベース２０と接合されると共に、気密封止されている。リッド１０は、平板状の天板部１５と、天板部１５から立設される枠部１１を有している。枠部１１は、外周面１１ａと外周面１１ａより内方の内周面１１ｂとにより厚み幅Ｗが規定される。接合層５０は、枠部１１とベース２０とを接合している。天板部１５とベース２０の間には、内部部品４０を収容するキャビティＣが、枠部１１により四方を囲まれることで形成される。
【００１８】
ここで、接合層５０は、外周面１１ａより内方であるキャビティＣ側に形成され、厚み幅Ｗより狭い接合幅Ｗ０で形成されている。接合幅Ｗ０の一端は枠部１１の外周面１１ａより内方に形成され、接合幅Ｗ０の他端は枠部１１の内周面１１ｂより外方に形成される。なお、接合幅Ｗ０の一端は枠部１１の外周面１１ａより内方に形成されているのみでもよい。
【００１９】
また、枠部１１は、内部に支持層１２を内包している。支持層１２は、枠部１１の天板部１５が備えられる側とは反対側の外部に露出している。この露出している部分に接合層５０が接合されている。支持層１２は、接合層５０の接合幅Ｗ０と同等の幅を持って形成されている。支持層１２の枠部１１が立設する方向の長さは任意に決められるが、たとえば、べース２０の厚さより長く、枠部１１の立設方向の長さより短く形成される。これにより、接合層５０が、枠部１１とベース２０とを強固に接合できるようになり、キャビティＣの気密性を更に確保できるようになる。
【００２０】
なお、リッド１０はアルミナを主成分とするセラミックスからなり、接合層５０は金錫共晶等によって形成されるが、限定されるものではない。支持部１２は、銀、タングステン等からなる。
【００２１】
次に、図２から図６を用いて、本実施形態の電子部品について、製造方法を含めて説明する。本実施形態では、ウェハで一括接合する形態を示す。
【００２２】
図２（ａ）は、べース材２１に接合するためのリッド材１３を形成する工程である。リッド材１３の枠部１１には、内部に支持部１２があらかじめ形成している。支持部１２は、一つの枠部１１に２つ形成され、枠部１１の幅方向に並んで形成されている。リッド材１３の一方にはベース２０との間にキャビティＣを形成するための窪みＤを形成する。この窪みＤは、グリーンシートを複数層重ね、焼結することで窪みＤを得ることができる。また、支持部１２は重ねたグリーンシートを加工した溝に銀やタングステンのペースト剤を埋め込み焼成して得られるが、そのほかの方法でもよい。たとえば、グリーンシートを焼結した後に、レーザー加工等により溝を形成し、銀ペースト等を充填し、焼成してもよい。凹形状のグリーンシートを焼結したセラミックスは反りやうねり等があるため、この時点で研磨、研削により平面を形成する。この工程により、後述するベース材２１との接合の際に、ウェハでの一括接合を可能にする。図２（ｂ）は、リッド材１３の枠部１１の先端の接合面８０にリッド側接合部２３ａを形成する工程である。枠部１１から露出する支持部１２の露出面に、リッド側接合部２３ａを凸状に形成する。リッド側接合部２３ａは錫であり、めっき等で形成する。リッド側接合部２３ａは、支持部１２があることで、容易に形成できる。
【００２３】
図２（ｃ）は、ベース材２１にベース側接合部２３ｂを形成する工程である。ベース材２１にはあらかじめ貫通電極２２が形成される。ベース側接合部２３ｂには、片面の実装面９０に形成される。ベース側接合部２３ｂは、貫通電極２２に挟まれる位置に複数凸状に並んで形成される。ベース側接合部２３ｂは、銀ペーストに金メッキされたものや、銅＋ニッケル＋金めっきされたものである。また、図示しない内部配線と同じ構成とし、表面を金で被覆していればよい。
【００２４】
図２（ｄ）は、実装部３０を介し、内部部品４０を実装する実装工程である。実装部３０および内部部品４０を、ベース材２１のベース側接合部２３ｂが形成された側の実装面９０に形成する。実装部３０には銀ペーストを用いるのが一般的であるが、内部部品４０の構成等によって、例えば音叉水晶振動子等であり、真空度が必要な場合には、金バンプ、及び超音波接合を応用して構成されたものでもよい。
【００２５】
図２（ｅ）は、ベース材２１とリッド材１３とを接合する接合工程である。アライメント後、ベース側接合部２３ｂとリッド側接合部２３ａとを金錫共晶接合により接合し、接合層５０を形成する。このとき、一枚のベース材２１に対して、一枚のリッド材１３に形成された複数の枠部１１を、同時に一括して接合する。またこのとき、真空中で行うことで、キャビティＣ内は真空に保たれるため、水晶振動子等のパッケージに使用することが可能となる。
【００２６】
図２（ｆ）は、それぞれ共通のウェハで形成されているベース材２１とリッド材１３とを切断し個片化する個片化工程である。枠部１１に形成された２箇所の支持部１２及び２箇所の接合層５０の間をダイシング等により切断することで個片化し、ベース２０とリッド１０とによりそれぞれ形成される複数の電子部品を一括で制作する。切断に用いられるダイシングプレード７０のダイシング幅Ｌ０はこれら支持部１２や接合層５０の間の間隔Ｌより狭い幅となっている。このような工程により、図１に示す電子部品１を一括作製し低コストで提供することができる。次に、図３に基づいて、本実施形態の変形例１を説明する。図３（ａ）は、上述の実施形態における図２（ｃ）に対応する工程を示しており、図３（ｂ）は上述の実施形態における図２（ｄ）に対応する工程を示している。ベース材２１にベース側接合部２３ｂと実装部３１を同時に構成することで、更に低コストでの提供を可能にする方法を示している。ベース側接合部２３ｂと実装部３１を同時に形成する一例として、回路基板で使用されるセミアディティブ工法を応用して形成する。同時に形成した実装部３１の表面が金で被覆されており、内部部品４０の電極の最表層が金であれば、金−金接合が可能となり、導電樹脂を使用する場合の懸念（ペースト材の流れや硬化不足によるオープン等）を払拭できる構造となることを図３（ｂ）に示している。
【００２７】
次に、図４に基づいて、本実施形態の変形例２を説明する。図４（ａ）は、上述の実施形態における図２（ｄ）の実装工程に対応する工程を示しており、図４（ｂ）は、当該実装工程を実装面側から見た上面図の概略図を示している。任意のキャビティにおいて、内部部品４０を実装する代わりに、厚み調整部材６０を設置した例である。厚み調整部材６０によって、後の接合工程で形成される接合層５０の厚みをコントロールできるようにする。つまり、かかる接合工程においては、厚み調整部材６０を天板部１５のキャビティ側の内壁に当接させることで、天板部１５とベース材２１との接合距離を調節し、同時に枠部１１の接合面８０と実装面９０との接合距離を調節している。よって、接合層５０の厚みを調整できる。かかる厚み調整部材６０は、一枚のウェハのベース材の面内に分散して配置される。これは、後の接合工程で同じく１枚のウェハのリッド材との接合時に、ベース材とリッド材とが相対的に傾いて接合されることを防止するためである。厚み調整部材６０の個数Ｋは、一つのウェハにおいて、２〜４個が適している。１つでは傾きが発生してしまい、５個以上置くのは、取り個数が減ってしまうからである。つまり、一枚のウェハ（リッド材１３およびベース材２１のそれぞれ）からＮ（５以上の自然数）個の個片パッケージを得られる場合、ウェハの面内に略均等に厚み調整部材６０を配置することで、リッド材１３のウェハとベース材２１のウェハとを略平行な状態で接合することができる。なお、かかる厚み調整部材６０が実装されないキャビティＣ内に形成される内部部品４０を含むパッケージの数を取り個数（Ｎ−Ｋ）としてカウントしている。
【００２８】
次に、図５に基づいて、本実施形態の変形例３を説明する。図５は、図４の構成を活かし、リッド材１３の上面に更にベース材２１を配置することで、さらに一括で接合する方法を示した図である。本例は、図２（ｅ）の接合工程に対応しており、この後の工程で、図２（ｆ）の場合と同様に個片化される。このようにすることで複数ウェハの接合が可能となり、更に低コストかできる。
【００２９】
次に、図６に基づいて、本実施形態の変形例４を説明する。図６は、支持部１２を構成しないリッド材を示している。図６（ａ）は上述の実施形態の図２（ａ）に対応し、図６（ｂ）は上述の実施形態の図２（ｂ）に対応している。リッド材１１３は支持部が形成されていない。支持部１２を形成せず、リッド材１１３を焼結し、研磨・研削後に枠部１１を印刷等によって塗布し、乾燥・焼結して、得ることができる。本リッド材１１３を用いることでリッドを形成し、その後、図２（ｃ）から図２（ｆ）の工程を経ることで、図１に示す電子部品であって支持部１２を有しない電子部品を提供することができる。
【００３０】
本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、複数の変形例を適宜な組み合わせることにより、本発明の要旨を逸脱しない範囲において数々の発明が抽出され得る。例えば、上述の実施形態に変形例１、２、３、４を適宜抽出し組み合わせて、本発明の電子部品または当該電子部品の製造方法を提供することができる。
【符号の説明】
【００３１】
１・・・電子部品
１０・・・リッド
１１・・・枠部
１１ａ・・・外周面
１１ｂ・・・内周面
１２・・・支持部
１３，１１３・・・リッド材
１５・・・天板部
２０・・・ベース
２１・・・ベース材
２２・・・貫通電極
２３ａ・・・リッド側接合部
２３ｂ・・・ベース側接合部
３０，３１・・・実装部
４０・・・内部部品
５０・・・接合層
６０・・・厚み調整部材
８０・・・接合面
９０・・・実装面
Ｃ・・・キャビティ
Ｄ・・・窪み
Ｗ・・・厚み幅
【図１】
2014143601.tif 000003
【図２】
2014143601.tif 000004
【図３】
2014143601.tif 000005
【図４】
2014143601.tif 000006
【図５】
2014143601.tif 000007
【図６】
2014143601.tif 000008