(57)【要約】【課題】  樹脂基板を使用しても気密封止性を維持させることができる圧電振動子並びに組み立て工程を簡略化して生産性を向上させることができる圧電振動子の製造方法を提供することにある。【解決手段】  マトリクス状に配列された複数個の基板領域を有するマスター基板を準備し、該マスター基板に、スパッタリング方法によって、配線パターン以外の箇所に薄膜を形成する工程Ａと、各基板領域に圧電振動素子を搭載し、前記基板領域と１対１に対応する蓋体を、前記圧電振動素子が封止されるようにして前記マスター基板上に載置し、封止接合する工程Ｂと、前記マスター基板の各基板領域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振動子を同時に得る工程Ｃと、を含むものである。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
矩形状の容器体の内部空間に圧電振動素子が搭載され、該容器体の側壁頂部には該容器体の開口部を覆う矩形状の蓋体が配置されており、該蓋体と該側壁頂部に設けた導体パターンとを固着し、該容器体内の圧電振動素子を気密封止している圧電振動子において、
前記容器体で基板部が絶縁性樹脂で形成し、壁部が金属部材により形成されており、前記容器体の表面に薄膜層が形成されていることを特徴とする圧電振動子。
【請求項２】
マトリクス状に配列された複数個の基板領域を有するマスター基板を準備し、該マスター基板に、スパッタリング方法によって、配線パターン以外の箇所に薄膜を形成する工程Ａと、
各基板領域に圧電振動素子を搭載し、前記基板領域と１対１に対応する蓋体を、前記圧電振動素子が封止されるようにして前記マスター基板上に載置し、封止接合する工程Ｂと、
前記マスター基板の各基板領域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振動子を同時に得る工程Ｃと、を含む圧電振動子の製造方法。
【請求項３】
前記マスター基板の前記各基板領域の外周部に傾斜を有した壁部を形成することを特徴とする請求項２記載の圧電振動子の製造方法。
【請求項４】
前記壁部は、エッチング方法により一体的に形成されていることを特徴とする請求項３記載の圧電振動子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯用通信機器や電子計算機等の電子機器に用いられる圧電振動子及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、携帯用通信機器や電子計算機等の電子機器に水晶振動子が用いられている。かかる従来の水晶振動子としては、例えば図４に示す如く一対の搭載パッドが設けられている容器体２１の上面に、前記搭載パッドに導電性接着材を介して電気的に接続される一対の励振電極を有した水晶振動素子２２と、先の水晶振動素子２２を囲繞するシールリング２３とを取り付けるとともに、前記シールリング２３の上部に金属製の蓋体２４をシーム溶接等で接合することにより水晶振動素子２５の搭載領域を気密封止した構造のものが知られている。（例えば、特許文献１参照 ）。
【０００３】
かかる水晶振動子は、容器体２１の下面に設けられる入出力端子を介して水晶振動素子２２の励振電極間に外部からの交流電圧が印加されると、水晶振動素子２２の特性に応じた所定の周波数で厚みすべり振動を起こすようになっており、その共振周波数に基づいて外部の発振回路で所定周波数の基準信号が発振されて出力される。このような基準信号は、携帯用通信機器等の電子機器におけるクロック信号として利用されることとなる。
【０００４】
また、上述した水晶振動子の容器体２１は、複数個の容器体２１を切り出すことができる大型のマスター基板を分割して個片を得る多数個取りの手法によって形成されるようになっており、得られた個片（容器体２１）に水晶振動素子２２とシールリング２３とをとりつけた上、シールリング２３の上部に蓋体２４を接合することによって水晶振動子が製作される。
【０００５】
なお、上述した水晶振動素子の蓋体２４も、容器体２１と同様に、複数個の蓋体２４を切り出すことができる大型の金属板を分割して得るのが一般的であり、水晶振動子の使用時に、この蓋体２４をグランド電位に保持しておくことにより外部からのノイズが遮蔽される。このような蓋体２４は、シールリング２３や容器体２１の導体パターンを介して容器体２１下面のグランド端子に電気的に接続される。
【特許文献１】特開２００１−２７４６４９号公報
【０００６】
なお、出願人は前記した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を本件出願時までに発見するに至らなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した従来の水晶振動子においては、前記容器体を樹脂基板で形成するには、気密性が保てないことにより、信頼性を維持することができないという欠点があった。
【０００８】
また、上述した従来の水晶振動子の製造方法においては、その組み立てに先立って、大型のマスター基板を分割することにより容器体２１を得ておく必要があり、この部材を分割工程で得るようにしていたことから、水晶振動子の組み立て工程が煩雑なものとなり、生産性の向上に供しないという欠点を有していた。
【０００９】
また、上述したように容器体２１と蓋体２４とを事前に準備してから水晶振動子を組み立てる場合、複数個の容器体２１を個々にキャリアに保持させるための作業が必要となり、またキャリアに保持させた個々の容器体２１上には更に蓋体２４を個々に位置合わせをして取り付けなければならず、これによっても水晶振動子の組み立て工程が煩雑なものとなるという欠点を有していた。
【００１０】
本発明は上述の欠点に鑑み案出されたもので、その目的は樹脂基板を使用しても気密封止性を維持させることができる圧電振動子並びに組み立て工程を簡略化して生産性を向上させることができる圧電振動子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】
【００１１】
本発明の圧電振動子は、矩形状の容器体の内部空間に圧電振動素子が搭載され、該容器体の側壁頂部には該容器体の開口部を覆う矩形状の蓋体が配置されており、該蓋体と該側壁頂部に設けた導体パターンとを固着し、該容器体内の圧電振動素子を気密封止している圧電振動子において、前記容器体で基板部が絶縁性樹脂で形成し、壁部が金属部材により形成されており、前記容器体の表面に薄膜層が形成されていることを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の圧電振動子の製造方法は、マトリクス状に配列された複数個の基板領域を有するマスター基板を準備し、該マスター基板に、スパッタリング方法によって、配線パターン以外の箇所に薄膜を形成する工程Ａと、各基板領域に圧電振動素子を搭載し、前記基板領域と１対１に対応する蓋体を、前記電子部品素子が封止されるようにして前記マスター基板上に載置し、封止接合する工程Ｂと、前記マスター基板及び前記薄膜層を各基板領域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振動子を同時に得る工程Ｃとを含むものである。
【００１３】
更に、本発明の圧電振動子の製造方法は、前記マスター基板の前記各基板領域の外周部に傾斜を有した壁部を形成することを特徴とするものである。
【００１４】
また更に、本発明の圧電振動子の製造方法は、前記壁部は、エッチング方法により形成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の圧電振動子によれば、前記容器体で基板部が絶縁性樹脂で形成し、壁部が金属部材により形成されており、前記容器体の表面に絶縁性薄膜が形成されていることにより、樹脂基板を使用しても気密封止性を維持し、信頼性を確保することが可能となる。
【００１６】
また、本発明の圧電振動子の製造方法によれば、まずマスター基板の各基板領域にスパッタリング方法で、配線パターン以外の箇所に薄膜層を形成することにより、前記マスター基板の気密封止性を向上させることが可能となる。
【００１７】
また、圧電振動子の組み立てに際して、マスター基板そのものがキャリアとして機能するようになっていることから、マスター基板より分割した個片を個々にキャリアに保持させるといった煩雑な作業は一切不要となる。これにより、圧電振動子の組み立て工程が大幅に簡素化されるようになり、その生産性を著しく向上することが出来る。
【００１８】
更に、マスター基板を樹脂基板で構成しても、スパッタリング方法により、マスター基板の表面に薄膜層を形成することにより、前記樹脂基板の気密封止性を向上させるとともに、樹脂基板を切断するので、ダイサーに影響が少なく、欠け等が発生しないことにより、その生産性を著しく向上させることが可能となる。
【００１９】
更にまた、マスター基板の壁部をエッチング手法により形成することにより、基板形成時に容器体を形成することが可能な為、生産性を向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、各図においての同一の符号は同じ対象を示すものとする。
図１は本発明の製造方法を水晶振動子の製造に適用した場合に得られる水晶振動子の分解斜視図であり、図２は本発明の製造方法を水晶振動子の製造に適用した場合に得られる水晶振動子の断面図である。
図１と図２に示す水晶振動子は大略的に容器体１と、圧電振動素子としての水晶振動素子２と、蓋体３、及び薄膜層４で構成されている。
【００２１】
容器体１は、例えば、ガラス布基材エポキシ樹脂やポリカーボネイト，エポキシ樹脂，ポリイミド樹脂等の樹脂材料によって平板状に形成され、前記容器体と銅等の金属部材によりエッチング等の手法で形成される壁部５によって上部に開口するキャビティ部を有するように形成されている。その上面側には、キャビティ部底面の一対の搭載パッド６が設けられており、また下面側には入力端子、出力端子、グランド端子等の外部端子７が設けられている。
かかる容器体１のキャビティ部底面に設けられている一対の搭載パッド６は、その上面側で後述する水晶振動素子２の励振電極に導電性接着材８を介して電気的に接続され、下面側で容器体１上の導体パターンや容器体内部のビア導体等を介して容器体下面の入出力端子（入力端子、出力端子）に電気的に接続される。
【００２２】
一方、前記壁部５は、銅等の金属製部材により形成され、その上面側で後述する蓋体３と電気的に接続され、下面側で容器体内部のビア導体等を介して容器体下面のグランド端子に電気的に接続される。
なお、上述した外部端子は水晶振動子をマザーボード等の外部電気回路に搭載する際、外部電気回路の回路配線と半田等の導電性接着材を介して電気的に接続されるようになっている。
【００２３】
また、上述した容器体１のキャビティ部底面には水晶振動素子２が搭載される。水晶振動素子２は、所定の結晶軸でカットした水晶片の両主面に一対の励振電極を被着・形成してなり、外部からの交流電圧が一対の励振電極を介して水晶片に印加されると、所定の周波数で厚みすべり振動を起こす。このような水晶振動素子５は、その両主面に被着されている励振電極と容器体上面の対応する搭載パッド６とを導電性接着材８を介して電気的・機械的に接続することによって容器体１のキャビティ部底面に搭載される。そして更に、容器体１のキャビティ部の開口周縁には、蓋体３が取着されている。
【００２４】
蓋体３としては、４２アロイやコバール，リン青銅等の金属製部材だけでなく、ガラス−セラミック、アルミナセラミックス等のセラミック材料を用いても構わない。その蓋体３を金錫（Ａｕ−Ｓｎ）等のろう材で封止接合する。
【００２５】
かくして上述した水晶振動子は、容器体１の下面に設けられる入出力端子を介して水晶振動素子２の励振電極間に外部からの交流電圧を印加し、水晶振動素子２の特性に応じた所定の周波数で厚みすべり振動を起こさせることによって水晶振動子として機能し、かかる水晶振動子の共振周波数に基づいて外部の発振回路で所定周波数の基準信号が発振・出力される。そして、このような基準信号は携帯用通信機器等の電子機器におけるクロック信号として利用することが出来る。
【００２６】
次に上述した水晶振動子の製造方法について図２を用いて説明する。
（工程Ａ）まず、図３（ａ）に示す如く、マトリクス状に配列された複数個の基板領域を有するマスター基板９を準備し、マスター基板９の基板領域に水晶振動素子２を搭載する。
前記マスター基板９は、例えば、ガラス布基材エポキシ樹脂やポリカーボネイト，エポキシ樹脂，ポリイミド樹脂等の樹脂材料によって形成されており、例えば、ガラス布基材エポキシ樹脂で形成する場合、ガラス糸を編み込んで形成したガラス布基材にエポキシ樹脂の液状前駆体を含浸させるとともに、該前駆体を高温で重合させることによってベースが形成され、その表面に銅箔等の金属箔を貼着し、これを従来周知のフォトエッチング等を採用し、所定パターンに加工することによって外部端子７や搭載パッド６を含む所定の配線パターンが形成され、更に厚みの厚い金属箔をマスター基板９の一主面に貼着し、これを同様の方法でパターン加工することにより壁部５が形成される。
また、基板領域の上面側にキャビティ部底面の一対の搭載パッド６が被着・形成され、下面側には入出力端子やグランド端子等の外部端子７が被着・形成されている。
【００２７】
次に前記マスター基板９上に酸化ケイ素（ＳｉＯ２）並びに窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）等を基板領域の配線パターン及び外部端子以外の箇所にスパッタリング法を用いて、薄膜層４を形成することにより、樹脂基板を用いても気密封止性を向上させることが可能である。
なお、本実施形態においては、図２の水晶振動子の側面方向からみた概略の断面図に示されるように、マトリクス状に配された基板領域の間に所定の捨てしろ領域が設けられている。
【００２８】
（工程Ｂ）  次に、図３（ｂ）に示す如く、得られたマスター基板９の各基板領域のキャビティ部底面には先の図１のように水晶振動素子２が1個ずつ搭載され、水晶振動素子２の励振電極とマスター基板９上面の搭載パッド６とが導電性接着剤８を介して電気的・機械的に接続される。
マスター基板９の基板領域と１対１に対応する複数個の蓋体３を、水晶振動素子２が封止されるようにしてマスター基板９上に載置接合する。前記蓋体３は、例えば、４２アロイやコバール，リン青銅等の金属から成る、厚み６０μｍ〜１００μｍの金属板を従来周知の板金加工にて所定形状に加工することによって製作され、得られた蓋体３には上述した複数個の蓋体３がマスター基板９の基板領域と１対１に対応するようにしてマトリクス状に配される。本実施形態においては、このような蓋体３を、各カバー領域の内側に対応する基板領域の水晶振動素子２が配されるようにしてマスター基板９上に形成された壁部５に載置させ、しかる後、蓋体３と壁部５が金錫（Ａｕ−Ｓｎ）等のろう材によって封止接合する。
なお、上述した一連の接合工程は、窒素ガスやアルゴンガス等の不活性ガス雰囲気中や真空雰囲気中で行うのが好ましく、これによって水晶振動素子５が収納される空間には不活性ガスが充満されているか、真空中のため、水晶振動素子５が酸素や大気中の水分等によって腐食・劣化するのを防止することができる。
【００２９】
（工程Ｃ）そして最後に、図３（ｃ）に示す如く、工程Ｂにおいて一体化したマスター基板９を各基板領域の外周に沿って分割・切断する。マスター基板９の切断は、例えば、ダイサー等を用いてマスター基板９側から一括的に切断することによって行われ、これによって複数個の水晶振動子が同時に得られる。
このような工程により水晶振動子を製作する場合、水晶振動子の組み立てに先立って、容器体１を予め個片に分割しておく必要はなく、一括的な分割によって容器体１を同時に切断することができる。しかもこの場合、水晶振動子の組み立てに際して、マスター基板９そのものがキャリアとして機能するようになっていることから、マスター基板９より分割した個片を個々にキャリアに保持させるといった煩雑な作業は一切不要となる。これにより、水晶振動子の組み立て工程が大幅に簡素化されるようになり、水晶振動子の生産性を著しく向上をすることが可能となる。
また、マスター基板を樹脂基板で構成しても、前記工程Ａにおいてスパッタリング方法により、マスター基板の表面に絶縁性薄膜層を形成すると、前記樹脂基板の気密封止性を向上させるとともに、樹脂基板を切断するので、ダイサーに影響が少なく、欠け等が発生しないことにより、その生産性を著しく向上させることが可能となる。
【００３０】
なお、本発明は上述の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場合において種々の変更や改良等が可能であり、これらの場合においても本発明の技術的範囲に含まれることは言うまでもない。
【００３１】
更に上述した実施形態においては、マスター基板９の基板領域間に捨てしろ領域を設けるようにしたが、マスター基板９の基板領域間に捨てしろ領域を設けることなく基板領域同士を近接させて配置するようにしても構わない。
【００３２】
更にまた上述した実施形態においては、圧電振動素子として水晶振動素子２を用いることにより水晶振動子を構成するようにしたが、それ以外の電子部品、例えば、内部に搭載する電子部品素子としてＩＣ素子や他の圧電素子を用いるようにした圧電振動子においても本発明は適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の製造方法によって製作した水晶振動子（電子部品）の側面方向からみた概略の側面断面図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる製造方法を説明するための水晶振動子の側面方向からみた概略の断面図である。
【図３】（ａ）乃至（ｃ）の３つの図面は、本発明の一実施形態にかかる製造方法を説明するための、本発明の製造方法により出来る圧電振動子の概略の上面斜視図である。
【図４】従来の水晶振動子の概略の側面断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１・・・容器体
２・・・水晶振動素子（圧電振動素子）
３・・・蓋体
４・・・薄膜層
５・・・壁部
６・・・搭載パッド
７・・・外部端子
８・・・導電性接着材
９・・・マスター基板
【図１】
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【図２】
2006186463.tif 000004
【図３】
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【図４】
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