(57)【要約】【課題】取り扱いが簡便で、かつ、生産性にも優れた小型の圧電発振器を得ることができる圧電発振器の製造方法を提供する。【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母基板を準備し、前記母基板の基板領域の表主面に圧電振動素子を搭載する工程Ａと、前記圧電振動素子を封止する蓋体を、前記基板領域に載置・接合する工程Ｂと、前記母基板の裏主面の各基板領域を跨るようにスペーサ部材と、前記スペーサ部材の存在しない部位に発振用集積回路素子を搭載する工程Ｃと、前記母基板を各基板領域の外周に沿って切断し、前記スペーサ部材を分離することによって、複数個の圧電発振器を得る工程Ｄと、を含むものである。【選択図】図３
2006129186.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリクス状に配列された複数個の基板領域を有する母基板を準備し、前記母基板の基板領域の表主面に圧電振動素子を搭載する工程Ａと、
前記圧電振動素子を封止する蓋体を、前記基板領域に載置・接合する工程Ｂと、
前記母基板の裏主面の各基板領域を跨るようにスペーサ部材と、前記スペーサ部材の存在しない部位に発振用集積回路素子を搭載する工程Ｃと、
前記母基板を各基板領域の外周に沿って切断し、前記スペーサ部材を分離することによって、複数個の圧電発振器を得る工程Ｄと、を含む圧電発振器の製造方法。
【請求項２】
前記スペーサ部材が金属ポストから成ることを特徴とする請求項１に記載の圧電発振器の製造方法。
【請求項３】
前記スペーサ部材が各基板領域の四隅部に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の圧電発振器の製造方法。
【請求項４】
前記工程Ｃにおいて、前記母基板上に搭載した発振用集積回路素子の実装面が樹脂材によって被覆されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の圧電発振器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯用通信機器等の電子機器に用いられる圧電発振器の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、携帯用通信機器等の電子機器に圧電発振器が用いられている。
かかる従来の圧電発振器としては、例えば図４に示す如く、内部に水晶振動素子（図示せず）が収容されている第１の容器体２３を、キャビティ部２５内に前記水晶振動素子の振動に基づいて発振出力を制御する集積回路素子２６やコンデンサ等の電子部品素子（図示せず）が収容されている第２の容器体２１上に取着させた構造のものが知られており、かかる温度補償型水晶発振器をマザーボード等の外部配線基板上に載置させた上、第２の容器体２１の下面に設けられている外部端子（図示せず）を外部配線基板の配線に半田接合することにより外部配線基板上に実装される。
【０００３】
また、第１の容器体２３を蓋体２４にて水晶振動素子が気密封止されている。
尚、第１の容器体２３や第２の容器体２１は、通常、セラミック材料によって形成されており、その内部や表面には配線導体が形成され、従来周知のセラミックグリーンシート積層法等を採用することにより製作される。
【０００４】
また、前記集積回路素子２６の内部には、水晶振動素子の温度特性に応じて作成された温度補償データに基づいて水晶発振器の発振出力を補正するための温度補償回路が設けられており、温度補償型水晶発振器を組み立てた後、上述の温度補償データを集積回路素子２６のメモリ内に格納すべく、第２の容器体２１の下面や外側面等には温度補償データ書込用の書込制御端子２２が設けられていた。この書込制御端子２２に温度補償データ書込装置のプローブ針を当てて集積回路素子２２内のメモリに温度補償データを入力することにより、温度補償データが集積回路素子２６のメモリ内に格納される。
【特許文献１】特開平１０−９８１５１号公報なお、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】
【０００５】
しかしながら、上述した従来の圧電発振器においては、通常、第１の容器体２３と第２の容器体２１だけを“複数個取り”の手法によって製作し、分割後に得られた個片（第１の容器体２３、第２の容器体２１）に水晶振動素子や集積回路素子２６を個別に搭載した上、両者を接合して製品を組み立てていた。ところが、第２の容器体２１を個片に分割した後で集積回路素子２２や第１の容器体２３等を第２の容器体２１上に搭載する場合、その作業が完了するまでの間、第２の容器体２１を個々にキャリア等で保持しておく必要があり、組み立て作業が煩雑である上に、キャリア等の製造設備が別途必要になり、これによっても圧電発振器の生産性が低下するという欠点を有していた。
【０００６】
本発明は上記欠点に鑑み案出されたもので、その目的は、取り扱いが簡便で、かつ、生産性にも優れた小型の圧電発振器を得ることができる圧電発振器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】
【０００７】
本発明に係る圧電発振器の製造方法は、マトリクス状に配列された複数個の基板領域を有する母基板を準備し、前記母基板の基板領域の表主面に圧電振動素子を搭載する工程Ａと、前記圧電振動素子を封止する蓋体を、前記基板領域に載置・接合する工程Ｂと、前記母基板の裏主面の各基板領域を跨るようにスペーサ部材と、前記スペーサ部材の存在しない部位に発振用集積回路素子を搭載する工程Ｃと、前記母基板を各基板領域の外周に沿って切断し、前記スペーサ部材を分離することによって、複数個の圧電発振器を得る工程Ｄと、を含むものである。
【０００８】
また本発明に係る圧電発振器の製造方法は、前記スペーサ部材が金属ポストから成ることを特徴とするものである。
更に本発明に係る圧電発振器の製造方法は、前記スペーサ部材が各基板領域の四隅部に配置されていることを特徴とするものである。
また更に本発明に係る圧電発振器の製造方法は、前記工程Ｃにおいて、前記母基板上に搭載した発振用集積回路素子の実装面が樹脂材によって被覆されることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、発振用集積回路素子を母基板上に搭載した後で母基板を分割するようにしたことから、製造工程中、母基板自体が発振用集積回路素子や水晶振動素子を収納するためのキャリアとして機能することとなり、母基板の分割によって得られた個々の容器体をキャリアで保持するといった煩雑な作業が一切不要となる。これにより、圧電発振器の生産性を向上させることができる。
【００１０】
更にまた本発明によれば、スペーサ部材が各基板領域の四隅部に配置させておくことにより、分割後、それぞれが端子として使用することができる為、生産性を向上させることが可能となる。
【００１１】
また更に本発明によれば、工程Ｃにおいて、母基板上に搭載した発振用集積回路素子の実装面を樹脂材によって被覆することにより、母基板に対する発振用集積回路素子の取着強度を向上させることができるとともに、発振用集積回路素子の回路形成面を良好に被覆し、回路形成面の電子回路が大気中の水分等によって腐食されるのを有効に防止し、圧電発振器の信頼性を高く維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の製造方法によって製作された圧電発振器の分解斜視図であり、図２は本発明の製造方法によって製作された圧電発振器の断面図である。
これらの図に示す圧電発振器は、容器体１の下面に外部端子として使用する複数個のスペーサ部材７及び発振用集積回路素子５が取着・搭載されており、上面には、水晶振動素子２が収容されている構造を有している。
【００１３】
前記容器体１は、例えば、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から成る基板と、４２アロイやコバール，リン青銅等の金属から成るシールリング３と、シールリング３と同様の金属から成る蓋体４とから成り、前記基板の上面にシールリング３を取着させ、その上面に蓋体４を載置・固定させることによって容器体１が構成され、シールリング３の内側に位置する基板の上面に水晶振動素子２が実装される。
【００１４】
前記容器体１は、その内部、具体的には、基板の上面とシールリング３の内面と蓋体４の下面とで囲まれる空間内に水晶振動素子２を収容して気密封止するためのものであり、基板の上面には水晶振動素子２の振動電極に接続される一対の搭載パッド等が、基板の下面にはスペーサ部材７がそれぞれ設けられ、これらのパッドや電極は基板表面の配線パターンや基板内部に埋設されているビアホール導体等を介して、対応するもの同士、相互に電気的に接続されている。
【００１５】
一方、前記容器体１の内部に収容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振動電極を被着・形成してなり、外部からの変動電圧が一対の振動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。
【００１６】
ここで容器体１の蓋体４を容器体１の配線導体６を介して後述するグランド端子用のスペーサ部材７に接続させておけば、その使用時、金属から成る蓋体４が基準電位に接続されてシールド機能が付与されることとなるため、水晶振動素子２や発振用集積回路素子５を外部からの不要な電気的作用より良好に保護することができる。従って、容器体１の蓋体４は容器体１の配線導体６を介してグランド端子用のスペーサ部材７に接続させておくことが好ましい。
【００１７】
前記容器体１は、下面の四隅部にスペーサ部材７を配置させ、４つの外部端子（電源電圧端子、グランド端子、発振出力端子、発振制御端子）として使用する。下面の中央域にはフリップチップ型の発振用集積回路素子５が設けられている。
【００１８】
前記容器体１の下面に設けられている４つの外部端子用のスペーサ部材７は、圧電発振器をマザーボード等の外部配線基板に接続するための端子として機能するものであり、圧電発振器を外部配線基板上に搭載する際、外部配線基板の回路配線と半田等の導電性接合材を介して電気的に接続されるようになっている。
【００１９】
また、前記容器体の下面に設けられる複数個のスペーサ部材７は、外部配線基板と容器体１との間に、発振用集積回路素子５を配置させるのに必要な所定の間隔を確保するようになっている。
更に、上述した容器体１の中央域には、複数個の電極パッドが設けられており、これら電極パッドに発振用集積回路素子５の接続パッドをＡｕバンプや半田、異方性導電接着材等の導電性接合材を介して電気的・機械的に接続させることによって発振用集積回路素子５が容器体下面の所定位置に取着される。
【００２０】
前記発振用集積回路素子５は、その回路形成面（下面）に、周囲の温度状態を検知する感温素子（サーミスタ）、水晶振動素子２の温度特性を補償する温度補償データを格納するメモリ、メモリ内の温度補償データに基づいて水晶振動素子２の振動特性を温度変化に応じて補正する温度補償回路、該温度補償回路に接続されて所定の発振出力を生成する発振回路等が設けられており、該発振回路で生成された発振出力は、外部に出力された後、例えば、クロック信号等の基準信号として利用される。
【００２１】
尚、上述した発振用集積回路素子５と容器体１との間にはエポキシ樹脂等から成る樹脂材が介在されている。
これにより、容器体１に対する発振用集積回路素子５の取着強度が向上されるとともに、発振用集積回路素子５の回路形成面が樹脂材によって良好に被覆され、回路形成面の電子回路が大気中の水分等によって腐食されるのを有効に防止することができる。
【００２２】
次に上述した圧電発振器の製造方法について図３を用いて説明する。
ここで、図３（ａ）〜（ｃ）は本発明の製造方法を説明するための斜視図である。
（工程Ａ）
まず、図３（ａ）に示す如く、水晶振動素子２が収納される容器体１となる母基板８とを準備する。
前記母基板８は、矩形状の基板領域を相互に隣接させて複数個ずつ配置させてなり、その一主面側には、水晶振動素子２を搭載する。
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振動電極を被着・形成してなり、外部からの変動電圧が一対の振動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。
【００２３】
（工程Ｂ）
水晶振動素子が搭載されている基板領域の４２アロイやコバール，リン青銅等の金属から成るシールリング上面に、該シールリング３と同様の金属から成る蓋体４を取着させるものとする。
尚、シールリング３及び蓋体４は、従来周知の金属加工法を採用し、４２アロイ等の金属を所定形状に成形することによって製作され、前記シールリング３は、基板の上面に予め被着させておいた導体層にロウ付けすることによって基板に固定される。また上述のように、シールリング３と蓋体４とを抵抗溶接によって接合する場合、シールリング３や蓋体４の表面には予めＮｉメッキ層やＡｕメッキ層等が被着される。
【００２４】
（工程Ｃ）
次に、母基板８の各基板領域内で、スペーサ部材７及び発振用集積回路素子５を搭載する。
前記集積回路素子５としては、先に述べたように、接合面に複数個の接続パッドを有した矩形状のフリップチップ型が用いられる。
前記集積回路素子５は、その接合面に設けられている複数個の接続パッドが、各基板領域Ａ内の対応する電極パッドに半田等の導電性接合材を介して当接されるようにして母基板８の一主面に載置され、しかる後、前記導電性接合材を熱の印加等によって溶融させ、接合パッド及び電極パッドを導電性接合材を介して接合することによって集積回路素子５が母基板８上に取着・搭載される。
【００２５】
スペーサ部材７は、銅等の金属部材や上下面にメッキ等の処理がなされており、上下面を内部配線で接続されているセラミック状のものでも構わない。
また、このような容器体１の下面には複数個の接合電極が設けられており、これらの接合電極を対応する前記スペーサ部材７に半田等の導電性接合材を介して当接させ、しかる後、前記導電性接合材を熱の印加等によって溶融させるとともに、接合電極及びスペーサ部材７を導電性接合材を介して接合することによって、取着する。
【００２６】
（工程Ｄ）
そして最後に、図３（ｃ）に示す如く、前記母基板８を各基板領域Ａの外周に沿って切断することにより、各基板領域Ａを分割する。
前記母基板８の切断はダイサーを用いたダイシング等によって行なわれ、かかる切断工程を経て母基板８が個々の基板領域毎に分割される。
この時、前記スペーサ部材７も分割することによって、各機能をもった端子となる。
【００２７】
また本実施形態においては、発振用集積回路素子５を母基板８上に搭載した後で母基板８を分割するようにしたことから、発振用集積回路素子５の搭載時、母基板自体が集積回路素子搭載用のキャリアとして機能することから、従来例の項で説明したような集積回路素子搭載用のキャリアは不要であり、母基板８の分割によって得られた個々の個片をキャリアに搭載するといった煩雑な作業も一切不要となる。これによって圧電発振器の生産性を高く維持することができる。
【００２８】
尚、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範囲において種々の変更、改良等が可能である。
上述した実施形態においては、容器体１の蓋体４をシールリング３を介して基板に接合させるようにしたが、これに代えて、基板の上面に接合用のメタライズパターンを形成しておき、このメタライズパターンに対して蓋体４をダイレクトに溶接するようにしても構わない。
【００２９】
また、上述した実施形態においては、容器体１の基板上面に直接シールリング３を取着させるようにしたが、これに代えて、基板の上面に基板と同材質のセラミック材料等から成る枠体を一体的に取着させた上、該枠体の上面にシールリング３を取着させるようにしても構わない。
更に、上述した実施形態においては、例えば、シールリング３を用いて蓋体４を容器体１上に取り付けるようにしているが、これに代えて容器体上面のＡｕ−Ｓｎ等の接合用導体に対して蓋体４を直接、接合することにより蓋体４を容器体１上に取り付けるようにしても構わず、この場合も本発明の技術的範囲に含まれることは言うまでも無い。
【００３０】
また更に、前記容器体１の下面に前記複数の書込ポストを設け、前記複数個の書込ポストは容器体１の平行な２辺に沿って２個ずつ、前記２辺と平行な中心線に対して線対称に配置されており、その一端は容器体１の配線導体を介して発振用集積回路素子５の接続パッドと電気的に接続されている。
【００３１】
更にまた、母基板の水晶振動素子２と発振用集積回路素子５の搭載面が共に平板上であり、前記蓋体４の側壁が外側に折り曲げられており、該折り曲げ部にわたって蓋体４と水晶振動素子２の搭載面とがロウ付けされているので、蓋体４と水晶振動素子２の搭載面との接合部の面積が増加し、蓋体４と水晶振動素子２の搭載面との接合強度が向上すると共に、気密性も向上する。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の製造方法によって製作した圧電発振器の分解斜視図である。
【図２】本発明の製造方法によって製作した圧電発振器の断面図である。
【図３】（ａ）乃至（ｃ）は本発明の圧電発振器の製造方法を説明するための斜視図である。
【図４】従来の圧電発振器の分解斜視図である。
【符号の説明】
【００３３】
１・・・容器体
２・・・水晶振動素子
３・・・シールリング
４・・・蓋体
５・・・発振用集積回路素子
６・・・配線導体
７・・・スペーサ部材
８・・・母基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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