(57)【要約】【課題】圧電振動子と接続部材の導通を確実に行う圧電デバイスの製造方法、圧電デバイスおよび電子機器を提供する。【解決手段】圧電デバイス１０は基板１２を備えている。この基板１２には、その一方の面に電子部品２４が配設してあり、基板１２の他方の面に設けた外部端子２０と電子部品２４が導通している。また基板１２の一方の面には、電子部品２４と導通した接続部材２８が設けてある。このような基板１２の一方の面には、電子部品２４および接続部材２８を覆う樹脂モールド３０が設けてある。そして接続部材２８の上端側は、樹脂モールド３０とともに除去して平らになっており、この平面部２８ａが樹脂モールド３０の上面に露出している。圧電振動子４０は、樹脂モールド３０の上に配設してあり、接続部材２８の平面部２８ａと面で導通している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート基板上の複数のデバイス形成領域毎に電子部品および接続部材を配置する工程と、
前記シート基板上に樹脂モールドを形成して、前記電子部品および前記接続部材を前記樹脂モールドで覆う工程と、
前記シート基板に対向している前記樹脂モールドの上面側を除去して、前記樹脂モールドの上面に前記接続部材を露出する工程と、
前記樹脂モールドの上面に圧電振動子を配置して、前記樹脂モールドの上面に露出した前記接続部材と前記圧電振動子とを導通する工程と、
を順に行うことを特徴とする圧電デバイスの製造方法。
【請求項２】
前記樹脂モールドの上面に前記接続部材を露出する工程は、前記接続部材の上端側も除去して平面部を形成し、前記樹脂モールドの上面に前記平面部を露出することを特徴とする請求項１に記載の圧電デバイスの製造方法。
【請求項３】
前記樹脂モールドの上面側を除去する工程は、前記接続部材の上方部分の前記樹脂モールドを除去することを特徴とする請求項１または２に記載の圧電デバイスの製造方法。
【請求項４】
基板の一方の面に電子部品を配設し、
前記電子部品と導通した接続部材を前記基板の一方の面に設け、
前記電子部品および前記接続部材を覆う樹脂モールドを前記基板の一方の面に設けて、
前記接続部材の上端側を除去してなる平面部を前記樹脂モールドの上面に露出し、
前記樹脂モールドの上面に前記圧電振動子を配置して、前記圧電振動子と前記接続部材とを導通した、
ことを特徴とする圧電デバイス。
【請求項５】
前記樹脂モールドは、前記接続部材を上面に露出した部分が他の部分に比べて低くなっていることを特徴とする請求項４に記載の圧電デバイス。
【請求項６】
請求項４または５に記載の圧電デバイスを搭載したことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品の上方に圧電振動子を配置して一体化した圧電デバイスおよびこれの製造方法と、この圧電デバイスを備えた電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
圧電デバイスには、圧電振動子と発振回路を２階建て構造になるよう配設したものがある。このような圧電デバイスについて開示したものには特許文献１がある。特許文献１に開示された圧電発振器は、集積回路素子、圧電振動子および発振回路基板を備えている。集積回路素子は、球状の半田とともに発振回路基板上に配設してあり、配線パターンを介して球状の半田と導通している。この集積回路素子は、封止材で覆われている。また球状の半田は、非導電性の樹脂等によって外側部分が覆われていたり、または封止材によって覆われていたりする。そして圧電振動子は、球状の半田の上に固着しており、この半田を介して集積回路素子と導通している。
【特許文献１】特開２００４−１８００１２号公報（９−１６頁、図２、図１２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前述した圧電発振器には、球状の半田を介して発振回路基板上に圧電振動子を載置した後に、発振回路素子と球状の半田を封止材等で覆う構成のものがある。このような構成の圧電発振器は、１回の封止材の充填作業で発振回路素子と球状の半田の封止が可能であるが、この封止工程の前に圧電振動子を球状の半田に接続する工程を行っているため、球状の半田に塗布した半田によってワイヤに食われが生じたり、発振回路基板上の配線パターンがショートしたりする等の問題が生じる。
【０００４】
また前述した圧電発振器は、ディスペンサを用いて封止材を充填しているので、集積回路素子毎に充填作業を行わなければならない。このためリードタイムが長くなってしまう。さらに、この圧電発振器には、球状の半田を樹脂によって保護する構成があるが、この構成では、封止材の充填作業と樹脂の塗布作業が必要になっている。このため製品毎に計２回の樹脂封止工程が必要になってしまう。
【０００５】
本発明は、圧電振動子と接続部材の導通を確実に行う圧電デバイスの製造方法、圧電デバイスおよび電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る圧電デバイスの製造方法は、シート基板上の複数のデバイス形成領域毎に電子部品および接続部材を配置する工程と、シート基板上に樹脂モールドを形成して、電子部品および接続部材を樹脂モールドで覆う工程と、シート基板に対向している樹脂モールドの上面側を除去して、樹脂モールドの上面に接続部材を露出する工程と、樹脂モールドの上面に圧電振動子を配置して、樹脂モールドの上面に露出した接続部材と圧電振動子とを導通する工程とを順に行うことを特徴としている。
【０００７】
樹脂モールド内に配設されている電子部品等の内蔵部品は、この樹脂モールドの外側に露出していない。このため樹脂モールドの上に圧電振動子を配置したとしても、圧電振動子と接続部材とが導通している箇所と内蔵部品とが、シート基板の一方の面に設けられ樹脂モールドの内部にある配線パターンを介すことなく、ショートすることを防止できる。また複数のデバイス形成領域を備えているシート基板上に樹脂モールドを形成しているので、導通手段や電子部品を備えているデバイス形成領域を複数まとめて一括してモールド
することができる。このためリードタイムを短縮することができる。
【０００８】
また前述した樹脂モールドの上面に接続部材を露出する工程は、接続部材の上端側も除去して平面部を形成し、樹脂モールドの上面に平面部を露出することを特徴としている。接続部材の上面側を平面にすることにより、圧電振動子と接合する面積を大きくすることができる。これにより接続部材と圧電振動子との電気的および機械的な接続を向上することができる。また接続部材の上面側を除去することにより、接続部材を低くすることができる。これにより圧電デバイスを低背化することができる。
【０００９】
さらに前述した樹脂モールドの上面側を除去する工程は、接続部材の上方部分の樹脂モールドを除去することを特徴としている。これにより電子部品の上面から樹脂モールドの上面までの間隔を大きくすることができ、内蔵部品が樹脂モールドから露出するのを確実に防止できる。
【００１０】
また本発明に係る圧電デバイスは、基板の一方の面に電子部品を配設し、電子部品と導通した接続部材を基板の一方の面に設け、電子部品および接続部材を覆う樹脂モールドを基板の一方の面に設けて、接続部材の上端側を除去してなる平面部を樹脂モールドの上面に露出し、樹脂モールドの上面に圧電振動子を配置して、圧電振動子と接続部材とを導通したことを特徴としている。樹脂モールド内に配設されている電子部品等の内蔵部品は、この樹脂モールドの外側に露出していない。このため樹脂モールドの上に圧電振動子を配置したとしても、圧電振動子と接続部材とが導通している箇所と内蔵部品とが、シート基板の一方の面に設けた配線パターンを介すことなく、ショートすることを防止できる。
【００１１】
また前述した樹脂モールドは、接続部材を上面に露出した部分が他の部分に比べて低くなっていることを特徴としている。これにより電子部品の上面から樹脂モールドの上面までの間隔を大きくすることができ、内蔵部品が樹脂モールドから露出するのを確実に防止できる。
【００１２】
また本発明に係る電子機器は、前述した圧電デバイスを搭載したことを特徴としている。圧電デバイスは、接続部材と圧電振動子の導通不良が発生しないので、信頼性が高くなっている。このため電子機器の信頼性も向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明に係る圧電デバイスの製造方法、圧電デバイスおよび電子機器の実施形態について説明する。まず第１の実施形態について説明する。図１は圧電デバイスの断面図である。圧電デバイス１０は基板１２を有しており、この基板１２の他方の面に外部端子２０を設けている。また基板１２の一方の面に電子部品２４を固着している。そして基板１２の一方の面に複数のボンディング用電極１４が設けてあり、このボンディング用電極１４は、この上に接合した導通手段２６を介して電子部品２４と導通している。この導通手段２６は、例えば、電子部品２４をフェイスアップ実装した場合にはワイヤであればよく、フェイスダウン実装した場合にはフリップチップであればよい。
【００１４】
なお本実施形態では、導通手段２６としてワイヤを用いている。そして電子部品２４の能動面、すなわち前記ワイヤが接合される電子部品側パッド（図示せず）を設けた面を基板１２とは反対側に向けて、この電子部品２４を基板１２にフェイスアップ実装し、前記電子部品側パッドとボンディング用電極１４に前記ワイヤを接合している。
【００１５】
そして複数のボンディング用電極１４のうちの一部は、配線パターン（図示せず）を介して、基板１２の一方の面に設けた接続部材配置用電極１６と導通している。また他のボンディング用電極１４は、基板１２を貫通して設けた導通部１８を介して外部端子２０と
導通している。この導通部１８は、例えばビアホール等であればよい。これにより電子部品２４は、接続部材配置用電極１６と導通するとともに、外部端子２０と導通する。
【００１６】
接続部材配置用電極１６の上に接続部材２８が設けてある。この接続部材２８は、導電性を有するものであり、例えば金属ボール等であればよい。また接続部材２８は、銅ボール等で形成されるコアを半田メッキしたものであってもよい。そして接続部材２８の上端側は除去してあるので、接続部材２８に平面部２８ａが形成してある。
【００１７】
このように電子部品２４や接続部材２８、導通手段２６等を配設した基板１２の一方の面には、これらを覆う樹脂モールド３０が設けてある。この樹脂モールド３０の上面には、接続部材２８の平面部２８ａが露出している。なお樹脂モールド３０の上面に接続部材２８の平面部２８ａを露出するには、まず接続部材２８の上端側も全て覆うように樹脂モールド３０を設けておき、その後、接続部材２８の上端側を樹脂モールド３０の上面側とともに除去すればよい。
【００１８】
このような樹脂モールド３０の上に圧電振動子４０を設けている。この圧電振動子４０は、パッケージ４２と圧電振動片５６を有している。このパッケージ４２は、凹陥部４６を備えたパッケージベース４４と、このパッケージベース４４の上面に接合したリッド４８とを備えている。このリッド４８により、凹陥部４６を気密封止している。またパッケージベース４４は、その底面（凹陥部４６の底面）にマウント電極５０を備えるとともに、裏面に振動子端子５２を備えており、マウント電極５０と振動子端子５２が１対１に導通している。このマウント電極５０の上に導電性接着剤５４を設けており、この導電性接着剤５４によって圧電振動片５６を電気的および機械的に接続している。この圧電振動片５６は、ＡＴカットされた圧電素板等を用いた圧電振動片、音叉型圧電振動片、弾性表面波素子片等であればよい。そして圧電振動子４０の振動子端子５２は、導電性接合材３２を介して接続部材２８と電気的および機械的に接続している。これにより圧電デバイス１０は、電子部品２４と圧電振動子４０とを積層方向に並べて配置した構成になっている。
【００１９】
このような圧電デバイス１０の製造方法は、次のようになっている。図２は圧電デバイスの製造工程の説明図である。まず図２（Ａ）に示すように、絶縁性のシート基板１２ａを用意する。このシート基板１２ａは、複数のデバイス形成領域Ａを有している。そしてシート基板１２ａの他方の面には、デバイス形成領域Ａ毎に外部端子２０が設けてある。またシート基板１２ａの一方の面には、デバイス形成領域Ａ毎に接続部材配置用電極１６やボンディング用電極１４、前記配線パターン等が設けてある。なおシート基板１２ａは、デバイス形成領域Ａ毎に切断されると基板１２になる。
【００２０】
このようなシート基板１２ａの一方の面に接続部材２８および電子部品２４を配置する。接続部材２８は、接続部材配置用電極１６の上に配置する。また電子部品２４は、シート基板１２ａ上の所定の位置に固着する。電子部品２４は、圧電振動子４０に電気信号を供給して、発振・増幅させる回路（発振回路）を備えていれば良く、集積回路（ＩＣ）チップになっている。なお電子部品２４は、外部から入力される制御電圧によって発振周波数を変える電圧制御回路や、圧電振動片５６の周囲温度に応じて発振周波数を補正する温度補償回路を備えていてもよい。そして電子部品２４とボンディング用電極１４に導通手段２６を接合して、電子部品２４とボンディング用電極１４を電気的に接続する。この後、シート基板１２ａを金型内に配置して、基板１２の一方の面側に樹脂モールド３０を形成する。すなわち電子部品２４、接続部材２８および導通手段２６等を樹脂モールド３０で覆う。このとき樹脂モールド３０は、接続部材２８の上端よりも高い位置まで覆っている。これはトランスファーモールドで行うことができる。
【００２１】
なお樹脂モールドを形成する場合、本実施形態と異なる構成としては、電子部品等とと
もに圧電振動子をシート基板に配設した後、圧電振動子とシート基板の間に樹脂モールド材を注入する構成がある。しかしこの構成では、圧電振動子と電子部品の隙間など微細な空間に樹脂モールド材を行き渡らせるために、樹脂モールド材内に生じる泡を取り除く作業（脱泡）等を行わなければならないので、樹脂モールドを形成する工程が複雑になる。これに対し、本実施形態では、圧電振動子４０を搭載する前のシート基板１２ａを金型内に配置して、この金型内に樹脂モールド材を注入する構成である。このような本実施形態では、樹脂モールド材を金型内に注入した時に、この樹脂モールド材内に泡が生じないので、脱泡等を行う必要がない。よって本実施形態では、樹脂モールド３０を形成する工程が簡単になる。
【００２２】
この後、樹脂モールド３０が形成されたシート基板１２ａを前記金型から取り出す。そして図２（Ｂ）に示すように、樹脂モールド３０の上端側を除去して、樹脂モールド３０の上面に接続部材２８を露出する。これは樹脂モールド３０の上面側を削ったり、平面方向に切断したりして除去すればよい。このとき樹脂モールド３０とともに接続部材２８の上端側も除去すれば、接続部材２８の平面部２８ａが樹脂モールド３０の上面に露出する。なお樹脂モールド３０の上端側を除去した場合でも、電子部品２４や導通手段２６が樹脂モールド３０から露出していない。
【００２３】
この後、シート基板１２ａをデバイス形成領域Ａ毎に個片化する。そして図２（Ｃ）に示すように、接続部材２８の平面部２８ａの上に導電性接合材３２を塗布する。この導電性接合材３２は、例えば半田や導電性接着剤等であればよい。なお実施形態によっては、導電性接合材３２を振動子端子５２に塗布しておいてもよい。そして樹脂モールド３０の上に圧電振動子４０を載せる。このとき図２（Ｄ）に示すように、圧電振動子４０は、振動子端子５２と導電性接合材３２が接合するように配設する。そして接続部材２８の上端側が平面になっているので、導電性接合材３２を介して、振動子端子５２と接続部材２８が面で接合する。これにより樹脂モールド３０の上に圧電振動子４０が搭載された２階建て構造の圧電デバイス１０を得る。
【００２４】
なお樹脂モールド３０の上に圧電振動子４０を搭載した後に、圧電振動子４０と樹脂モールド３０の間にできる隙間にアンダーフィル材を入れてもよい。アンダーフィル材を注入することにより、圧電デバイス１０を出荷した後の客先でのリフロー時に、導電性接合材３２が溶融して圧電振動子４０が回転しまうのを防止できる。
【００２５】
また実施形態によっては、シート基板１２ａを切断する前に圧電振動子４０を樹脂モールド３０の上に搭載し、この後にシート基板１２ａ等を切断してもよい。
【００２６】
このような圧電デバイス１０およびこれの製造方法によれば、導通手段２６や電子部品２４等を樹脂モールド３０で封止しているので、これらが樹脂モールド３０の外部に露出していない。そして、この導通手段２６等を樹脂モールド３０で覆った後に、接続部材２８の平面部２８ａに導電性接合材３２を塗布しているので、接続部材２８の平面部２８ａから流れ出した導電性接合材３２が導通手段２６等と接触することを防止できる。すなわち導電性接合材３２によって導通手段２６に食われが生じたり、導電性接合材３２と電子部品２４や前記配線パターンとがショートしたりすることを防止でき、圧電振動子４０と接続部材２８の導通を確実に行うことができる。
【００２７】
また接続部材２８や電子部品２４、導通手段２６を樹脂モールド３０で覆うときは、トランスファーモールドにより複数のデバイス形成領域Ａを一括してモールドすることができる。このためリードタイムを短縮することができる。
【００２８】
また図２を用いて説明したように、圧電振動子４０を搭載する前に、樹脂モールド３０
を形成したシート基板１２ａをデバイス形成領域Ａ毎に切断しておき、その後に圧電振動子４０を樹脂モールド３０の上面に搭載すれば、ダイシング時に圧電振動子４０の側面（側壁）を切断してしまうのを防止できる。
【００２９】
また接続部材２８に平面部２８ａを設けているので、この平面部２８ａと圧電振動子４０の振動子端子５２とが電気的および機械的に接続する面積を大きくすることができる。これにより接続部材２８と圧電振動子４０との導通を確実に行うことができるとともに、これらの接合強度を高めることができる。
【００３０】
また接続部材２８の上端側を除去しているので、接続部材２８を低くすることができる。このため圧電デバイス１０を低背化することができる。
【００３１】
なお実施形態によっては、導電性接合材３２を用いないで接続部材２８と圧電振動子４０を接合することもできる。すなわちノンコンダクティブペースト（ＮＣＰ）を用いることができる。これにより接続部材２８と振動子端子５２が直接に接触するので、これらの導通をより確実に行うことができる。
【００３２】
また前述した接続部材２８は、その形状が球状になっている。しかし本発明に用いる接続部材２８は、形状が球状でなくても良く、円柱や角柱等の形状であってもよい。
【００３３】
次に、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態では、樹脂モールドの形状の変形例について説明する。このため第２の実施形態では、第１の実施形態で説明した圧電デバイスと同様の構成部分の説明を省略または簡略する。図３は第２の実施形態の説明図である。ここで図３（Ａ）は圧電デバイスの説明図であり、図３（Ｂ）は樹脂モールドを設けたシート基板の斜視図であり、図３（Ｃ）は凸型にした樹脂モールドを備えたシート基板の斜視図である。なお第２の実施形態の圧電デバイスは、第１の実施形態で説明した圧電振動子を用いているので、図３（Ａ）においてその内部の記載を省略している。
【００３４】
第２の実施形態の圧電デバイス１０では、基板１２（シート基板１２ａ）の一方の面に設ける樹脂モールド３８を側面視して凸型にしている。すなわち樹脂モールド３８は、接続部材２８の上方部分が除去してある。この樹脂モールド３８を除去した部分の上面に、接続部材２８の平面部２８ａが露出している。このような樹脂モールド３８の形状は、接続部材２８の上方部分の樹脂モールド３８を、接続部材２８の上端側とともに削れば得ることができる。
【００３５】
すなわち図３（Ｂ）に示すように、シート基板１２ａの一方の面に樹脂モールド３８を設けると、平面方向にデバイス形成領域Ａ（一点鎖線で囲まれる領域）が形成されている。この後、図３（Ｃ）に示すように、接続部材２８の上方に位置している樹脂モールド３８の上面を一方向（図３（Ｃ）に示す矢印Ｂ方向）に連続して削っていけば、一度の除去作業で、複数のデバイス形成領域Ａにおける接続部材２８の上方部分の樹脂モールド３８と接続部材２８の上端側を除去することができる。なお図３（Ｃ）では、樹脂モールド３８を削った部分に露出する接続部材２８の平面部２８ａの記載を省略している。
【００３６】
そして図３（Ａ）に示すように、樹脂モールド３８が高くなっている部分（肉厚部）３８ａには導通手段２６が設けてあるので、ワイヤ（導通手段２６）のループの最高点と樹脂モールド３８の肉厚部３８ａの上面との間隔が大きくなっており、ワイヤのループの最高点と樹脂モールド３８の上面との間に余裕が生じている。
【００３７】
このような樹脂モールド３８の上に圧電振動子４０を配設している。このとき接続部材２８の平面部２８ａと圧電振動子４０の振動子端子５２が導電性接合材３２を介して面接
合している。また圧電振動子４０の裏面は、樹脂モールド３８の肉厚部３８ａの上に載っている。なお実施形態によっては、樹脂モールド３８の肉厚部３８ａの上面と圧電振動子４０の裏面との間に隙間があってもよい。この場合、この隙間にアンダーフィル材を入れることができる。
【００３８】
このような圧電デバイス１０では、樹脂モールド３８の上面において、接続部材２８を外部に露出させる部分が他の部分に比べて低くなっているので、導通手段２６が設けてある部分の樹脂モールド３８を厚くすることができる。このため導通手段２６が樹脂モールド３８から露出するのを確実に防止できるので、導通手段２６と導電性接合材３２がショートするのを確実に防止できる。
【００３９】
また樹脂モールド３８の肉厚部３８ａの高さは金型内の高さによって決まるので、この肉厚部３８ａの上に圧電振動子４０を載せると、圧電デバイス１０の高さを均一にできる。また接続部材２８の上端側を除去しているので、圧電デバイス１０の高さが低くなっている。このため圧電デバイス１０を低背化できる。
【００４０】
次に、第３の実施形態について説明する。第３の実施形態では、前述した圧電デバイス１０を搭載した電子機器の一例（ディジタル式携帯電話）について説明する。図４はディジタル式携帯電話の概略構成図である。ディジタル式携帯電話６０は、送受信信号の送信部６２および受信部６４等を有し、この送信部６２および受信部６４に、これらを制御する中央演算装置（ＣＰＵ）６６が接続している。またＣＰＵ６６は、送受信信号の変調および復調の他に表示部や情報入力のための操作キー等からなる情報の入出力部６８や、ＲＡＭ，ＲＯＭ等からなるメモリ７０の制御を行っている。このためＣＰＵ６６には圧電発振器７２が取付けてあり、その出力周波数をＣＰＵ６６に内蔵された所定の分周回路（不図示）等により、制御内容に適合したクロック信号として利用するようになっている。またＣＰＵ６６は温度補償型圧電発振器７４と接続しており、この温度補償型圧電発振器７４は送信部６２と受信部６４とに接続している。これによりＣＰＵ６６からの基本クロックが、環境温度が変化した場合に変動しても、温度補償型圧電発振器７４により修正されて、送信部６２および受信部６４に与えられるようになっている。そして前述した実施形態で説明した圧電デバイス１０は、例えば圧電発振器７２や温度補償型圧電発振器７４に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】圧電デバイスの断面図である。
【図２】圧電デバイスの製造工程の説明図である。
【図３】第２の実施形態の説明図である。
【図４】ディジタル式携帯電話の概略構成図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０………圧電デバイス、１２………基板、１２ａ………シート基板、２０………外部端子、２４………電子部品、２６………導通手段、２８………接続部材、２８ａ………平面部、３０，３８………樹脂モールド、３２………導電性接合材、４０………圧電振動子、５２………振動子端子、Ａ………デバイス形成領域。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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