(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板部と前記基板部の両主面に設けられた二つの壁部とを有する素子搭載部材と、
前記素子搭載部材の前記基板部の一方の主面に実装された圧電素子と、
前記基板部の他方の主面に設けられた集積回路素子と、
前記基板部の前記他方の主面および前記集積回路素子の間に設けられた充填部材と、
を備えており、
前記素子搭載部材は、前記基板部の前記他方の主面に設けられている前記壁部から前記集積回路素子の方向へ突出している凸部を有しており、
前記凸部の前記基板部の前記他方の主面からの高さが、前記集積回路素子の前記基板部の前記他方の主面からの高さより高く、前記基板部の前記他方の主面に設けられている前記壁部の、前記基板部の前記他方の主面からの高さよりも低く形成されている
ことを特徴とする圧電デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、圧電振動素子等の圧電素子を有する圧電デバイス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デバイスが用いられている。このような  従来の圧電デバイス２００は、図４、図５に示されるように、その例として素子搭載部材２１０、集積回路素子２２０、圧電素子２３０、蓋部材２４０とから主に構成されている。
【０００３】
図４に示されるように、素子搭載部材２１０は、基板部２１１と２つの壁部２１２、２１３とで主に構成されている。この素子搭載部材２１０は、基板部２１１の一方の主面に壁部２１２が設けられて凹部空間Ｋ１が形成され、基板部２１１の他方の主面に壁部２１３が設けられて凹部空間Ｋ２が形成される。その凹部空間Ｋ１内に露出する基板部２１１の一方の主面には、図４に示されるように、導電性接着剤２３２を介して圧電素子搭載パッド２１５に電気的に接続される一対の励振用電極を表裏主面に有した圧電素子２３０が収容されている。この圧電素子２３０を囲繞する素子搭載部材２１０の壁部２１２の頂面には金属製の蓋部材２４０を被せられ、接合されている。これにより、凹部空間Ｋ１が気密封止されている。
【０００４】
また、図５に示されるように、凹部空間Ｋ２内に露出する基板部２１１の他方の主面には、複数の集積回路素子搭載パッド２１８と一対の圧電素子測定用パッド２１４が設けられている。複数の集積回路素子搭載パッド２１８上には、半田等の導電性接合材２２２を介して基板部２１１に接続される集積回路素子２２０が搭載されている。例えば、図４に示されるように、圧電デバイス２００には、基板部２１１の他方の主面と集積回路素子２２０の回路形成面間に充填部材２５０を充填するのが一般的である（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
ここで、集積回路素子２２０は、回路形成面を基板部２１１に向けて素子搭載部材２１０に取着させているため、集積回路素子２２０と素子搭載部材２１０との間に充填部材２５０を充填して、回路形成面を保護するようにしている。かかる圧電デバイス２００をマザーボード等の外部配線基板上に載置させた上、素子搭載部材２１０の下面に設けられている外部接続端子２１６を外部配線基板の配線に半田接合することにより圧電デバイス２００が外部配線基板上に接続される。
【０００６】
なお、素子搭載部材２１０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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−６１７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した従来の圧電デバイス２００は、集積回路素子２２０が素子搭載部材２１０の凹部空間Ｋ２に配置されている場合、圧電デバイス２００が小型化するにつれ、素子搭載部材２１０の壁部２１３と集積回路素子２２０間の隙間が狭くなり、この隙間に充填部材２５０を充填するための充填用ノズルの先端が入れられなくなっていた。その結果、従来の圧電デバイス２００は、集積回路素子２２０と素子搭載部材２１０の基板部２１１の間に充填部材２５０が十分に入らず、集積回路素子２２０の回路形成面の反対面（下面）に充填部材２５０が付着するという欠点を有していた。
【０００９】
そこで、本発明では、前記した問題を解決し、集積回路素子と素子搭載部材の基板部との間に充填部材が十分に設けられており、信頼性の向上された圧電デバイスを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一つの態様による圧電デバイスは、
基板部と前記基板部の両主面に設けられた二つの壁部とを有する素子搭載部材と、
前記素子搭載部材の前記基板部の一方の主面に実装された圧電素子と、
前記基板部の他方の主面に設けられた集積回路素子と、
前記基板部の前記他方の主面および前記集積回路素子の間に設けられた充填部材と、を備えており、
前記素子搭載部材は、前記基板部の前記他方の主面に設けられている前記壁部から前記集積回路素子の方向へ突出している凸部を有しており、
前記凸部の前記基板部の前記他方の主面からの高さが、
前記集積回路素子の前記基板部の前記他方の主面からの高さより高く、
前記基板部の前記他方の主面に設けられている前記壁部の、前記基板部の前記他方の主面からの高さよりも低く形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
このように、発明の一つの態様による圧電デバイスは、
基板部と前記基板部の両主面に設けられた二つの壁部とを有する素子搭載部材と、
前記素子搭載部材の前記基板部の一方の主面に実装された圧電素子と、
前記基板部の他方の主面に設けられた集積回路素子と、
前記基板部の前記他方の主面および前記集積回路素子の間に設けられた充填部材と、を備えており、
前記素子搭載部材は、前記基板部の前記他方の主面に設けられている前記壁部から前記集積回路素子の方向へ突出している凸部を有しており、
前記凸部の前記基板部の前記他方の主面からの高さが、
前記集積回路素子の前記基板部の前記他方の主面からの高さより高く、
前記基板部の前記他方の主面に設けられている前記壁部の、前記基板部の前記他方の主面からの高さよりも低く形成されている。
これにより、本発明の圧電デバイスは、集積回路素子の回路形成面の反対面（下面）に充填部材が付着することなく、
集積回路素子と壁部との間に設けられている凸部との間を充填部材の毛細管現象により、
充填部材を集積回路素子と基板部の他方の主面との間に流入させることができる。
よって、本発明の一つの態様による圧電デバイスは、集積回路素子と素子搭載部材の基板部の他方の主面との間に充填部材が十分に設けられており、
信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る圧電デバイスの一例を示した断面図である。
【図２】本発明の圧電デバイスを構成する素子搭載部材の基板部の他方の主面を示す平面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る圧電デバイスの一例を示した部分断面図である。
【図４】従来の圧電デバイスの一例を示した断面図である。
【図５】従来の圧電デバイスを構成する素子搭載部材の基板部の他方の主面を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態に係る圧電デバイスを、添付図面に基づいて詳細に説明する。尚、各構成要素について、状態をわかりやすくするために誇張して図示している。本発明の圧電デバイスの一例を示す断面図を図１に示す。また、本発明の圧電デバイスを構成する素子搭載部材の基板部の他方の主面を示す平面図を図２に示す。また、本発明の圧電デバイスの一例を示す部分断面図を図３に示す。本発明の圧電デバイス１００は、図１に示されるように、素子搭載部材１１０、集積回路素子１２０、圧電素子１３０、蓋部材１４０とから主に構成されている。
【００１４】
図１に示されるように、素子搭載部材１１０は、基板部１１１と２つの壁部１１２、１１３とで主に構成されている。この素子搭載部材１１０は、基板部１１１の一方の主面に壁部１１２が設けられて凹部空間Ｋ１が形成され、基板部１１１の他方の主面に壁部１１３が設けられて凹部空間Ｋ２が形成される。なお、素子搭載部材１１０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、セラミックグリーンシート積層法等より製作される。
【００１５】
その凹部空間Ｋ１内に露出する基板部１１１の一方の主面には、図１に示されるように、導電性接着剤１３２を介して圧電素子搭載パッド１１５に電気的に接続される一対の励振用電極（図示せず）を表裏主面に有した圧電素子１３０が収容されている。この圧電素子１３０を囲繞する素子搭載部材１１０の壁部１１２の頂面には、金属製の蓋部材１４０を被せられ、接合されている。これにより、凹部空間Ｋ１が気密封止されている。
【００１６】
また、図１、図２に示されるように、凹部空間Ｋ２内に露出する基板部１１１の他方の主面には、複数の集積回路素子搭載パッド１１８と一対の圧電素子測定用パッド１１４が設けられている。また、複数の集積回路素子搭載パッド１１８上には、半田等の導電性接合材１２２を介して接続される集積回路素子１２０が搭載されている。
【００１７】
図１、図２に示されるように、本発明の圧電デバイス１００は、集積回路素子１２０と壁部１１３の間に、壁部１１３から集積回路素子１２０の方向に突出する凸部１１７が形成されている。また、壁部１１３の端面には、外部接続端子１１６が設けられている。外部接続端子１１６は、マザーボード等の外部配線基板の配線に圧電デバイス１００を接続するための端子である。また、外部接続端子１１６と外部配線基板との接続は、例えば半田等の導電性接合材が用いられる。また、圧電デバイス１００には、基板部１１１の他方の主面と集積回路素子１２０の回路形成面間に充填部材１５０が充填されている。
【００１８】
集積回路素子１２０は、回路形成面を素子搭載部材１１０の表面側に向けて素子搭載部材１１０に取着されている。このため、集積回路素子１２０と素子搭載部材１１０との間には、充填部材１５０を充填して回路形成面を保護するようにしている。また、集積回路素子１２０は、例えば、単結晶シリコンのインゴットを所定厚みにスライスして得られたシリコンウエハの一主面に従来周知の半導体製造技術によって、発振回路等の電子回路や電極パッド等を形成することによって製作される。
【００１９】
また、図１に示されるように、本発明の圧電デバイス１００の壁部１１２から集積回路素子１２０の方向へ突出した凸部１１７は、基板部１１１の主面からの高さが、集積回路素子１２０の基板部１１１の主面からの高さよりも高く、壁部１１３の基板部１１１の主面からの高さよりも低く形成されている。即ち、図３に示されるように、基板部１１１の主面から壁部１１３までの高さをＫＢ、基板部１１１の主面から集積回路素子１２０までの高さをＩＣとすると、凸部１１７の高さＨは、集積回路素子１２０の高さＩＣよりも高く、壁部１１３の高さＫＢよりも低く形成されている。また、凸部１１７は、素子搭載部材１１０と同様にセラミック材料によって形成されており、セラミックグリーンシート積層法等より製作される。
【００２０】
充填部材１５０は、エポキシ樹脂等からなり、図１に示されるように、集積回路素子１２０と素子搭載部材１１０との間に充填され、集積回路素子１２０の回路形成面（上面）を被覆している。これにより、集積回路素子１２０の回路形成面（上面）が充填部材１５０によって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可能となる。また、本発明の圧電デバイス１００は、集積回路素子１２０を収容する素子搭載部材１１０に対する集積回路素子１２０の取着強度が向上される。
【００２１】
このような圧電デバイス１００の充填部材１５０の充填方法について説明する。本発明の実施形態に係る圧電デバイス１００の一例を示した部分断面図を図３に示す。例えば、本発明の圧電デバイス１００は、外形寸法を２５２０タイプ（２．５＊２．０ｍｍ）以下、高さ１．０ｍｍ程度とする。また、充填部材１５０を充填するための充填用ノズル１６０は、図３に示されるようにノズル径Ｄ１を直径０．４５ｍｍ程度、ノズル先端部分のノズル径Ｄ２を０．２３ｍｍ程度とする。
【００２２】
また、２５２０タイプ（２．５＊２．０ｍｍ）圧電デバイス１００は、集積回路素子１２０のチップサイズが１．４＊１．２ｍｍ程度、壁部１１３の厚みが０．２〜０．３ｍｍ程度となる。以上の寸法より、２５２０タイプの圧電デバイス１００は、集積回路素子１２０と壁部１１３との間隔が０．１〜０．２ｍｍ程度となり、充填用ノズル１６０の先端Ｄ２（０．２３ｍｍ）を集積回路素子１２０と壁部１１３との間に入れるのが不可能な状態となる。
【００２３】
したがって、前記の２５２０タイプ（２．５＊２．０ｍｍ）以下の小型の圧電デバイス１００では、充填部材１５０の充填を集積回路素子１２０の上面から部分的に行うことになる。その際、本発明の圧電デバイス１００は、図３に示されるように集積回路素子１２０と壁部１１３の間に、壁部１１３から集積回路素子１２０の方向に突出する凸部１１７を設けたことで、集積回路素子１２０と凸部１１７間の間隔が狭くなっている。これにより、本発明の圧電デバイス１００は、充填部材１５０が毛細管現象により、凸部１１７の上面から側面に伝わり、集積回路素子１２０と素子搭載部材１１０との間に入り込むことになる。よって、本発明の圧電デバイス１００は、充填部材１５０の充填を容易かつ確実に行うことができる。ここで、本発明の圧電デバイス１００は、壁部１１３から集積回路素子１２０方向に突出する凸部１１７の幅が０．０５〜０．１ｍｍ程度であり、集積回路素子１２０と凸部１１７との間隔Ｗが０．０５〜０．１ｍｍ程度となる。
【００２４】
このように、従来の圧電デバイス２００では、充填用ノズル１６０の先端Ｄ２（０．２３ｍｍ）が、集積回路素子２２０と壁部２１３との間に入らず充填部材２５０の充填に手間がかかっていた。これに対し、本発明の実施形態に係る圧電デバイス１００は、集積回路素子１２０と凸部１１７の間隔が狭くなることによる充填部材１５０の毛細管現象により、充填部材１５０の充填を容易に行うことができる。
【００２５】
また、本発明の圧電デバイス１００は、図１、図３に示されるように、凸部１１７が集積回路素子１２０の基板部１１１の主面からの高さより高く形成されている。これにより、本発明の圧電デバイス１００は、充填部材１５０が集積回路素子１２０の回路形成面（上面）の反対面、即ち集積回路素子１２０の外表面（下面）に充填部材１５０が付着するのを防止することができる。即ち、本発明の圧電デバイス１００は、充填部材１５０を集積回路素子１２０の外表面（下面）から注入させる際に、充填部材１５０は、集積回路素子１２０の外表面に触れる前に凸部１１７の上面に触れ、凸部１１７の上面から側面に流れて、集積回路素子１２０と素子搭載部材１１０との間に入り込むことになり、集積回路素子１２０の外表面への充填部材１５０の付着を防止できる。
【００２６】
また、本発明の圧電デバイス１００は、図２に示されるように、壁部１１３の端面に外部接続端子１１６を備えており、凸部１１７が、壁部１１３の端面のうち外部接続端子１１６が設けられていない領域に対応して設けられている。即ち、図２に示されるように、壁部１１３の端面のうち外部接続端子１１６が設けられていない領域をＴ、凸部１１７の設けられている領域をＬとすると、凸部１１７の領域Ｌは、外部接続端子１１６が設けられていない領域Ｔよりも短い（Ｌ＜Ｔ）範囲に設けられている。これにより、本発明の圧電デバイス１００は、充填部材１５０が外部接続端子１１６に付着する可能性を低減することができる。
【００２７】
また、本発明の圧電デバイスは、図３に示されるように、凸部１１７の基板部１１１の主面からの高さＨが、集積回路素子１２０の基板部１１１の主面からの高さＩＣよりも高く、壁部１１３の基板部１１１の主面からの高さＫＢよりも低く形成されている。これにより、凸部１１７の上面から、壁部１１３へ充填部材１５０が流れてしまうことを防止できるので、本発明の圧電デバイス１００は、充填部材１５０が壁部１１３の端面に付着する可能性が低減され、外部接続端子１１６と外部配線基板との半田等の導電性接合材による接続不良も防止することができる。
【００２８】
したがって、本発明の圧電デバイス１００は、集積回路素子１２０と素子搭載部材１１０の基板部１１１との間の信頼性を向上させつつも、その後に行われる種々部品を接続・搭載する外部配線基板への接続を確実に行うことができるため、各種デバイスの接続不良も防止することができる。
【００２９】
また、前記した実施形態以外にも、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、図１においては、集積回路素子１２０と圧電素子１３０とを基板部１１１の上下面に壁部１１２と１１３が構成された素子搭載部材１１０の構造を示したが、例えば、集積回路素子１２０と圧電素子１３０を別々の基板部１１１と１つの壁部１１２で構成される素子搭載部材１１０に形成し、素子搭載部材を上下に積み重ねた構造や、壁部１１３は下面だけの構造とし上面の封止の蓋を箱状としてもよい。また、実施形態では下面の壁部１１３を枠状としたが、例えば壁部１２３が平行に並ぶ下駄状の壁部１１３を用いても構わない。
【符号の説明】
【００３０】
１００・・・圧電デバイス
１１０・・・素子搭載部材
１１１・・・基板部
１１２・・・壁部
１１３・・・壁部
１１４・・・圧電素子測定用パッド
１１５・・・圧電素子搭載パッド
１１６・・・外部接続端子
１１７・・・凸部
１１８・・・集積回路素子搭載パッド
１２０・・・集積回路素子
１２２・・・導電性接合材
１３０・・・圧電素子
１３２・・・導電性接着剤
１４０・・・蓋部材
１５０・・・充填部材
１６０・・・充填用ノズル
Ｋ１・・・凹部空間
Ｋ２・・・凹部空間
【図１】
0005804762.tif 000002
【図２】
0005804762.tif 000003
【図３】
0005804762.tif 000004
【図４】
0005804762.tif 000005
【図５】
0005804762.tif 000006