(57)【要約】【課題】従来の圧電デバイスの製造方法において、集合容器体基板の各容器体領域の他方の主面に形成した外部接続用端子電極にメッキ層を形成するには、外部接続用端子電極間を導配線で接続させておく必要がある為、個々の圧電デバイスに切断形成するまで、個々の圧電デバイス毎の特性を測定することができない。【解決手段】容器体領域に区画されるとともに、各凹部が形成されている容器体マスター基板を準備する工程と、圧電振動素子を各々の各凹部内に搭載し、容器体領域内の封止部材の上に蓋体を取着させる工程と、容器体マスター基板に形成した導配線により電気的に接続されている外部接続用端子電極にメッキ層を形成し、その後該容器体マスター基板にコーティング材を塗布又は貼付し、この導配線を切断する工程と、コーティング材を除去後、容器体マスター基板を切断し、複数個の圧電デバイスを得る工程とを具備する圧電デバイスの製造方法。【選択図】図２
2006339702.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個の容器体領域に区画されるとともに、該容器体領域の一方の主面に開口部を有する凹部が形成されている容器体マスター基板を準備する工程と、
圧電振動素子を該凹部底面上に配置されるようにして各々の該容器体領域に搭載し、該容器体領域内の該開口部を各々囲繞するようにして形成されている封止部材の上に蓋体を取着させる工程と、
予め該容器体マスター基板の他方の主面に形成した導配線により、互いに電気的に接続されている複数個の該外部接続用端子電極にメッキ層を形成した該容器体マスター基板の他方の主面に、コーティング材を塗布又は貼付し、該外部接続用端子電極間を導通する該導配線を機械的に切断する工程と、
該コーティング材を除去後、該容器体マスター基板を各容器体領域の外周に沿って切断し、個々の容器体領域を相互に分離することにより複数個の圧電デバイスを同時に得る工程と、
を具備することを特徴とする圧電デバイスの製造方法。
【請求項２】
該コーティング材が水溶性であり、該コーティング材除去工程にて、該コーティング材と共に導配線切断屑を除去することを特徴とする請求項１記載の圧電デバイスの製造方法。
【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振動子又は圧電発振器等の圧電デバイスの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の圧電デバイスを圧電デバイスの一つである水晶振動子を例に説明する。セラミック材料等から成る容器体領域上に封止部材としてシールリングを取着させるとともに、このシールリングの内側に位置する凹部の底面に、圧電素子としての水晶振動素子を、その一端側でのみ保持する形で搭載し、更に前記シールリング上に金属製の蓋体を載置・固定することにより凹部内の水晶振動素子を気密封止した構造の水晶振動子が知られている。
【０００３】
また、メタライズ層を凹部開口部周囲に有する複数の容器体領域をマトリクス状に集合形成する集合容器体基板（本発明にいう容器体マスター基板と同意）形成工程と、金属板の一方の主面に、前記メタライズ層に相似対応する形状のろう材層を形成し、その後、前記金属板からろう材層付き蓋体を分割形成する蓋体形成工程と、前記集合容器体基板の前記凹部に電子部品を搭載する搭載工程と、前記ろう材層付き蓋体を、前記集合容器体基板の各容器体領域のメタライズ層へ溶着して、凹部内に搭載した電子部品を封止する封止工程と、蓋体が溶着された各容器体領域を所定の切断位置で切断し集合容器体基板から分割する分割工程とからなる圧電デバイスの製造方法が知られている。
【０００４】
前述のような圧電デバイスおよびその製造方法については、以下のような技術文献がすでに開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２―１１１４３５号公報（第５−６頁、図２）
【特許文献２】特開２００４―１８６９９５号公報
【０００６】
尚、出願人は前記した先行技術文献情報で特定される技術文献以外には、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、上述した従来の圧電デバイスの製造方法の一例においては、容器体を事前に個々の容器体として製作し、個片化後に得られた個々の容器体に圧電振動素子を個別に搭載することによって製品を組み立てるようにしており、その場合、個々の容器体をキャリア等に搭載して保持させた上で、個々の容器体へ圧電振動素子等の搭載作業を行う必要があることから、その分、製造設備が増え、製造工程も複雑化及び製造時間の長時間化を招く欠点を有していた。
【０００８】
上記課題をある程度解決した集合容器体基板を用いた従来の圧電デバイスの製造方法においても、集合容器体基板の各容器体領域の他方の主面に形成した外部接続用端子電極にメッキ層を形成するには、隣接する各外部接続用端子電極間を導配線で接続させておく必要がある為、集合容器体基板を切断し個々の圧電デバイスに形成するまで、個々の圧電デバイス毎の特性を測定し、良否の判定をすることができないという欠点があった。
【０００９】
仮に、集合容器体基板状態で個々の圧電デバイスとしての諸特性を測定するには、外部接続用端子電極を導通する導配線をダイサー、若しくはレーザ光にて切断することにより、集合容器体基板状態での測定を可能にしていたが、導配線を切断することによって生じた導配線切断屑が周囲に飛散し、外部接続用端子電極等に被着するので、圧電デバイスの周波数特性がばらついてしまうという欠点があった。又、飛散した導配線金属屑が、外部接続用端子電極間や配線に付着した場合、短絡状態を引き起こしてしまうという欠点があった。
【００１０】
本発明は上述の欠点に鑑みて案出されたもので、その目的は、集合容器体基板の状態で個々の圧電デバイスとしての諸特性を測定することが出来ると共に、外部接続用端子電極同士を接続している配線をダイサー、若しくはレーザ光にて切断することにより生じる導配線切断屑が外部接続用電極端子及び基板上の配線に付着するのを防止し、短絡などの不具合が無く、安定した周波数を出力する圧電デバイスを得ることができる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】
本発明の圧電デバイスの製造方法は、複数個の容器体領域に区画されるとともに、該容器体領域の一方の主面に開口部を有する凹部が形成されている容器体マスター基板を準備する工程と、
圧電振動素子を該凹部底面上に配置されるようにして各々の該容器体領域に搭載し、該容器体領域内の該開口部を各々囲繞するようにして形成されている封止部材の上に蓋体を取着させる工程と、
予めこの容器体マスター基板の他方の主面に形成した導配線により、互いに電気的に接続されている複数個の外部接続用端子電極にメッキ層を形成した容器体マスター基板の他方の主面に、コーティング材を塗布又は貼付し、該外部接続用端子電極間を導通する該導配線を機械的に切断する工程と、
該コーティング材を除去後、該容器体マスター基板を各容器体領域の外周に沿って切断し、個々の容器体領域を相互に分離することにより複数個の圧電デバイスを同時に得る工程と、
を具備することを特徴とする圧電デバイスの製造方法である。
【００１２】
又、前記コーティング材が水溶性であり、このコーティング材除去工程にて、コーティング材と共に導配線切断屑を除去することを特徴とする前記記載の圧電デバイスの製造方法でもある。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の圧電デバイスの製造方法によれば、容器体マスター基板の各容器体領域に圧電振動素子を搭載・収容し、蓋体で封止した後、導配線を切断することで電気的に独立した外部接続用端子電極へプローブ等を当てて圧電デバイスとしての特性を測定後、容器体マスター基板を分割して個々の圧電デバイスを得るようにしたことから、容器体マスター基板自体が、圧電振動素子搭載時のキャリアとして機能させることができるようになる。
【００１４】
従って、個片化した容器体を固定するのに使用されるキャリア等の製造設備は不要になるとともに、容器体マスター基板の分割によって得られた個々の容器体をキャリア上に複数個配置するといった煩雑な工程も不要となり、これによって圧電デバイスの生産性を向上させることが可能となる。
【００１５】
また本発明の圧電デバイスの製造方法によれば、外部接続用端子電極を導通している導配線を切断する前に、容器体マスター基板の他方の主面に、コーティング材を施し、外部接続用端子電極を接続している配線を切断することよって、配線を切断することで生じる導配線切断屑が飛散し、外部接続用端子電極や配線に付着するのを防止することが可能となる。
【００１６】
更に本発明の圧電デバイスの製造方法によれば、このコーティング材の除去工程において、コーティング材に付着した導配線切断屑を同時に落とすので、外部接続用端子電極や配線等に付着して短絡を起こすことを防止することができるとともに、容器体マスター基板の状態で、個々の容器体領域での圧電デバイスの周波数特性を安定して測定することができ、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】
【００１７】
図１は、本発明の圧電デバイスの製造方法により製造される圧電デバイスの一形態を、圧電デバイスの一つである水晶振動子を例に図示した外観斜視図であり、図２は、本発明の圧電デバイスの製造方法を、圧電デバイスの一つである水晶振動子を例に図示し概略工程図である。尚、各図では、説明を明りょうにするため構造体の一部を図示せず、また寸法も一部誇張して図示している。図１に示す水晶振動子１０は、矩形状の容器体１１の一方の主面に開口した凹部１２底面に形成した素子接続用電極パッド１３に水晶振動素子１４が搭載され、また、水晶振動素子１４を気密封止するように蓋体１５が凹部１２開口部を覆うように取着された構造を有している。
【００１８】
図２各図において、複数個の容器体領域Ａに区画されるとともに、この容器体領域Ａの一方の主面に開口部を有する凹部１２が形成されている容器体マスター基板２１は、例えば、ガラス−セラミック等のセラミック材料によって概略平板状をなすように形成されており、その個々の凹部１２底面には、水晶振動素子１４が配設され、容器体マスター基板２１の他方の主面には、容器体領域Ａ毎にグランド端子、電源電圧端子、発振出力端子等の外部接続用端子電極２２が設けられている。これらの外部接続用端子電極２２は、水晶振動子をマザーボード等の外部電気回路網に搭載する際、外部電気回路網の回路配線と電気的に接続されるようになっている。
【００１９】
封止部材２３は、蓋体１５の容器体接合面、又は蓋体１５が配置される容器体１１の側壁部頂面に金錫（Ａｕ−Ｓｎ）等を被着し形成され、蓋体２と容器体１１とを封止部材２３を介して接合することにより気密封止する。又、容器体マスター基板２１の各容器体領域Ａに形成されている凹部１２底面の所定位置には、水晶振動素子１４の励振用電極に接続される一対の素子接続用電極パッド１３が設けられており、水晶振動素子１４に形成した容器接続用電極と素子接続用電極パッド１３を半田等の導電性接着剤を介して電気的・機械的に接続することによって、所定位置に搭載されている。
【００２０】
各凹部１２内に配置されている水晶振動素子１４は、人工水晶体より所望の結晶軸からのアングルでカットし加工した水晶片の両主面に一対の励振用電極を被着・形成してなり、外部からの変動電圧が一対の励振用電極を介して水晶片に印加されると、カットアングルに則した所定の周波数で振動を起こす。
【００２１】
次に上述した水晶振動子の製造方法の工程について、図２の各図を用いて説明する。
図２（ａ）において、凹部１２を有する容器体領域Ａと捨代領域Ｂとを相互に隣接させて、これらをマトリックス状に配置した容器体マスター基板２１を準備する。この容器体マスター基板２１は、例えば、ガラス−セラミック等のセラミック材料によって形成されており、容器体マスター基板２１がガラス−セラミックから成る場合、アルミナセラミックス等から成るセラミック材料粉末にガラス粉末、有機溶剤、有機バインダ等を添加・混合して得たセラミックグリーンシートを複数枚積層してプレス成形することによってセラミックグリーンシートの積層体を形成し、これを高温で焼成することによって製作される。尚、凹部１２は、前記積層体の上部に配されるセラミックグリーンシートの所定位置、具体的には、各容器体領域Ａの中央域に空間領域を形成しておくことによって形成される。容器体マスター基板２１の容器体領域Ａの各凹部１２内に、水晶振動素子１４を、その正面に形成した容器接続用電極膜が、凹部１２内の底面上に形成されている素子接続用電極パッド１３上に配置されるようにして各容器体領域Ａに挿入し、水晶振動素子１４の一端に設けられている振動電極を容器体領域Ａの一主面（上面）に設けられている素子接続用電極パッド１３に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容器体マスター基板２１の各容器体領域Ａにそれぞれ搭載される。
【００２２】
次に図２（ｂ）のように、容器体マスター基板２１の各容器体領域Ａ、若しくは蓋体１５を囲繞するようにして金錫（Ａｕ−Ｓｎ）等の封止部材４を被着形成し、しかる後、蓋体１５と容器体マスター基板２１の各容器体領域Ａとを取着させる。蓋体２は、４２アロイ等の金属を従来周知の金属加工法によって所定形状に成形することによってそれぞれ製作される。これまでの工程において、容器体マスター基板２１は、水晶振動素子１４を搭載する際は水晶振動素子１４用のキャリアとして、蓋体１５を封止部材２３上に取り付ける際は蓋体１５取り付け用のキャリアとして機能するようになっている。従って、従来例のように、個々に分割した容器体をそれぞれ固定するために使用されるキャリア等の製造設備は不要であり、容器体マスター基板２３の分割によって得られた個々の容器体をキャリアに装着するといった煩雑な工程も不要となる。これにより、圧電デバイスの生産性を向上させることが可能となる
【００２３】
次に図２（ｃ）（図２（ｃ）は、（ｂ）に図示したものを表裏反転して図示している）乃至（ｄ）において、容器体マスター基板２１の裏面に、コーティング材２４を塗布又は貼付する。本実施例ではこのコーティング材２４として、低温凝固剤が混合された流動体であり、コーティング材を塗布後硬化させる。また他の実施形態としては、シート状のコーティング材を容器体マスター基板２１の裏面に貼付する形態でも良い。尚、このコーティング材２４は、後の設定する洗浄工程にて容器体マスター基板２１裏面より除去することができるものである。
【００２４】
図２（ｅ）において、容器体マスター基板２１の裏面に形成された隣接する外部接続用端子電極２２同士が接続されている導配線２５を切断する。容器体マスター基板２１の各容器体領域Ａの裏面には、グランド端子、電源電圧端子、発振出力端子等の外部接続用端子電極２２が設けられており、この外部接続用端子電極２２にメッキ処理を施す為に、容器体領域Ａ間で隣接する外部接続用端子電極２２間を導配線２５で電気的に接続している。尚、このメッキ処理は、容器体マスター基板２１単体状態の際に予め施されており、その後、メッキ処理された容器体マスター基板２１が本発明の製造方法工程に組み込まれている。又、この導配線２５を切断する手段としてはレーザ、又はダイサーによる切断が用いられる。
【００２５】
レーザとしては一般的にパルス発振可能なＹＡＧレーザやエキシマレーザが使用されるが、このレーザは、切断すべき導配線２５の一部に間欠照射され導配線２５の構成部材を排除し、外部接続用端子電極２２間を機械的に断線させる。ダイサーとしては、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。上述した手段により導配線２５をコーティング材２４ごと切断する。尚、図２（ｅ）はダイサーを切断手段として用いた場合の形態を示している。又、図３は図２（ｅ）における切断加工形態をより明りょうにするために図２（ｅ）を拡大して図示したものである。
【００２６】
図２（ｆ）において、コーティング材２４を除去し、容器体マスター基板２１の裏面及び個々の容器体領域Ａで電気的に独立した外部接続用端子電極２２を露出させる。このコーティング材２４を洗浄工程にて、前工程の導配線切断により生じた導配線切断屑とともに除去することによって、外部接続用端子電極２２或いは容器体領域Ａの裏面に形成した配線に導配線切断屑が付着することにより生じる周波数特性の変動、若しくは配線や外部接続用端子電極２２の間に付着することにより生じる短絡を防ぐことが可能となる。
【００２７】
図２（ｇ）において、容器体領域毎に周波数特性を外部接続用端子電極２２より測定した良否判定を行った後、容器体マスター基板２１を各容器体領域Ａの外周に沿って切断することにより、個々の容器体領域Ａを捨代領域Ｂより切り離し、複数個の圧電デバイスを同時に形成する。この容器体マスター基板２１の切断分割は、従来周知のダイシング等によって行なわれ、これによってマスター基板７が個々の基板領域Ａに対応した複数個の容器体１１を有する水晶振動子１０に分割される。
【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、改良が可能である。例えば、上記実施例では圧電材料として水晶を用いた圧電デバイス（水晶振動子）を開示したが、他にニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウムや圧電セラミックスを圧電材料として用いた圧電デバイスの製造方法においても本発明は有効である。又、上述した実施形態においては、圧電デバイスの一例として水晶振動子を例示し説明を行ったが、容器体１１に圧電振動素子（水晶振動素子）と一緒に少なくとも発振回路を形成した集積回路素子等を搭載した圧電発振器であっても構わない。また、圧電振動素子として弾性表面波（ＳＡＷ）フィルタ等の他の圧電素子を用いる場合にも本発明は適用可能である。更に、導配線２５をレーザで切断した場合、その切断工程後、同レーザを用いてマーキング処理することによって、生産性を向上することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は、本発明に開示の製造方法によって形成される圧電デバイスを、圧電デバイスの一形態である水晶振動子を例に示した外観分解斜視図である。
【図２】図２（ａ）乃至（ｇ）は、本発明の圧電デバイスの製造方法の一形態を、圧電デバイスの一形態である水晶振動子の外観斜視図を例に示した概略工程図である。
【図３】図３は、図２（ｅ）を拡大して示した工程上の一外観形態斜視図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０・・・水晶振動子（圧電デバイス）
１１・・・容器体
１２・・・凹部
１３・・・素子接続用電極パッド
１４・・・水晶振動素子（圧電振動素子）
１５・・・蓋体
２１・・・容器体マスター基板
２２・・・外部接続用端子電極
２３・・・封止部材
２４・・・コーティング材
２５・・・導配線
Ａ・・・容器体領域
Ｂ・・・捨代領域
【図１】
2006339702.tif 000003
【図２】
2006339702.tif 000004
【図３】
2006339702.tif 000005