(57)【要約】【課題】  小型化しても圧電振動素子の測定を容易にできる圧電発振器の製造方法を提供する。【解決手段】  第一の凹部内に圧電振動素子を搭載して蓋体で気密封止し、第二の凹部に集積回路素子を搭載する圧電発振器の製造方法であって、基板体の一方の主面に圧電振動素子搭載パッドと他方の主面に集積回路素子を搭載し圧電振動素子の測定に用いる２条平行に設けられる導体パターンとを有する容器体製造工程と、第一の凹部に設けられた搭載パッドに圧電振動素子を搭載して蓋体で第一の凹部を気密封止する振動子部形成工程と、導体パターンと搭載パッドとが電気的に接続されており、導体パターンを用いて圧電振動素子の測定を行う圧電振動素子測定工程と、導体パターンを切断して集積回路素子搭載パッドを形成する集積回路素子搭載パッド形成工程と、集積回路素子搭載パッドに集積回路素子を搭載する集積回路素子搭載工程と、を含んで構成される。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板体の両主面に枠部を設けて第一の凹部と第二の凹部とが形成される容器体の前記第一の凹部内に圧電振動素子を搭載して蓋体で気密封止し、前記第二の凹部に集積回路素子を搭載して構成される圧電発振器の製造方法であって、
前記基板体の一方の主面に前記圧電振動素子を搭載するための圧電振動素子搭載パッドと他方の主面に前記集積回路素子を搭載し前記圧電振動素子の測定に用いる２条平行に設けられる導体パターンとを有する前記容器体を製造する容器体製造工程と、
前記第一の凹部に設けられた搭載パッドに圧電振動素子を搭載して蓋体で第一の凹部を気密封止して振動子部を形成する振動子部形成工程と、
前記導体パターンと前記搭載パッドとが電気的に接続されており、前記導体パターンを用いて前記圧電振動素子の測定を行う圧電振動素子測定工程と、
前記導体パターンを切断して前記集積回路素子を搭載するための集積回路素子搭載パッドを形成する集積回路素子搭載パッド形成工程と、
前記集積回路素子搭載パッドに集積回路素子を搭載する集積回路素子搭載工程と、
を含んで構成されることを特徴とする圧電発振器の製造方法。
【請求項２】
前記容器体製造工程が、複数の前記容器体を配列した集合基板を製造する工程であり、前記集合基板を構成する各前記容器体に対して、前記振動子部形成工程と前記圧電振動素子測定工程と前記集積回路素子搭載パッド形成工程と前記集積回路素子搭載工程とを行い、それぞれの前記容器体ごとに個片化する個片化工程とを備え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】
前記集積回路素子搭載パッド形成工程において、前記導体パターンの切断にレーザー光線を用いたことを特徴とする請求項１又は請求項２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、電子機器等に用いられる圧電発振器の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯用通信機器等の電子機器には、電子部品の一つである圧電発振器が搭載される。この圧電発振器は例えば基準信号発生源又はクロック信号発生源などとして用いられている。
【０００３】
例えば、図３に示すように従来の圧電発振器１００は容器体１０１と、蓋体１０６と、圧電振動素子１０５と集積回路素子１０７と樹脂１０８とから主に構成されている。容器体１０１は、基板体１０４の両主面に枠体１０９を一体で形成し構成されており、基板体１０４と枠体１０９とで形成される一方の凹部を第一の凹部１０２とし、他方の凹部を第二の凹部１０３とする。
容器体１０１の第一の凹部１０２内には、圧電振動素子１０５が搭載され、蓋体１０６によって第一の凹部１０２が気密封止されている。
また、図４に示す容器体１０１の第二の凹部１０３内には、図３に示すように集積回路素子１０７が搭載され、集積回路素子１０７と基板体１０４との間に樹脂１０８が充填されている。
なお、集積回路素子１０７には、圧電振動素子１０５を励振させ出力信号を得る発振回路、及びこの出力信号を受信し信号に対し温度補償を行なうための温度補償回路等を備えている。
【０００４】
ここで従来の圧電発振器１００においては、前記第二の凹部１０３内の基板体の表面に、圧電振動素子１０５に接続する正方形状のモニター電極パッド１５１が形成されている。また、モニター電極パッド１５１を取り囲むように円形状の複数の集積回路素子搭載パッド１２２が形成されている。
【０００５】
このような構造により、従来の圧電発振器１００は基板体１０４に圧電振動素子１０５と集積回路素子１０７とを実装した構造のため、マザーボード（図示せず）への実装面積を小さくすることができる。また、圧電振動素子１０５と集積回路素子１０７とを全く異なる領域に搭載した構造のため、圧電振動素子１０５の発振動作を長期にわたり安定させることができる。また、第一の凹部１０２に搭載される圧電振動素子１０５の発振特性を測定するモニター電極パッド１５１は第二の凹部１０３の基板体の表面に形成されるので集積回路素子１０７を搭載した後に樹脂１０８を充填すると外気にふれることがなくなる。
【０００６】
このため、圧電振動素子１０５が外部と遮断されることから、外部要因による動作不良を防ぐことができる。また、従来の圧電発振器１００はモニター電極パッド１５１を用いることにより、圧電振動素子１０５の単独の発振特性を、集積回路素子１０７の実装前に単独で測定することができる。従来の圧電発振器１００は、圧電振動素子１０５の周波数調整や温度補償データの選択が非常に簡単になる。また、従来の圧電発振器１００は圧電振動素子１０５の発振特性の不良を製造工程中に簡単に検出できるため、集積回路素子１０７の無駄に消費することがなく、無駄な製造工程を削除することができるので、安価な圧電発振器となる。また、従来の圧電発振器１００は、基板体１０４の表面に圧電振動素子１０５を実装した後に、集積回路素子１０７を実装しているので、圧電振動素子１０５の周波数安定化のために行なう熱処理が、集積回路素子１０７に印加されず、集積回路素子１０７の動作信頼性や接続信頼性を高めることができる（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−７７９４１号公報
【特許文献２】特開２００３−１６３５４０号公報
【発明の開示】
【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発振器のモニター電極パッド１５１を基板体１０４の底面側の第二の凹部１０３に形成する従来の圧電発振器１００の場合、小型化が進むと圧電振動素子１０５の測定を容易に行うための面積となるモニター電極パッド１５１を設けるのが困難となる。つまり集積回路素子搭載パッド１２２とモニター電極パッド１５１とが密集し、さらに、それぞれの面積が小さくなっていくこととなる。そのため、圧電振動素子１０５を測定するのが困難になる。
【０００９】
そこで本発明では、前記した問題を解決し、小型化しても圧電振動素子の測定を容易に行うことができる圧電発振器の製造方法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】
本発明に係る圧電発振器の製造方法は、上記課題を解決するためになされたものであり、基板体の両主面に枠部を設けて第一の凹部と第二の凹部とが形成される容器体の前記第一の凹部内に圧電振動素子を搭載して蓋体で気密封止し、前記第二の凹部に集積回路素子を搭載して構成される圧電発振器の製造方法であって、前記基板体の一方の主面に前記圧電振動素子を搭載するための圧電振動素子搭載パッドと他方の主面に前記集積回路素子を搭載し前記圧電振動素子の測定に用いる２条平行に設けられる導体パターンとを有する前記容器体を製造する容器体製造工程と、前記第一の凹部に設けられた搭載パッドに圧電振動素子を搭載して蓋体で第一の凹部を気密封止して振動子部を形成する振動子部形成工程と、前記導体パターンと前記搭載パッドとが電気的に接続されており、前記導体パターンを用いて前記圧電振動素子の測定を行う圧電振動素子測定工程と、前記導体パターンを切断して前記集積回路素子を搭載するための集積回路素子搭載パッドを形成する集積回路素子搭載パッド形成工程と、前記集積回路素子搭載パッドに集積回路素子を搭載する集積回路素子搭載工程と、を含んで構成されることを特徴とする。
【００１１】
また、前記製造方法において、前記容器体製造工程が、複数の前記容器体を配列した集合基板を製造する工程であり、前記集合基板を構成する各前記容器体に対して、前記振動子部形成工程と前記圧電振動素子測定工程と前記集積回路素子搭載パッド形成工程と前記集積回路素子搭載工程とを行い、それぞれの前記容器体ごとに個片化する個片化工程とを備えることを特徴とする。
【００１２】
さらに、前記製造方法において、前記集積回路素子搭載パッド形成工程において、前記導体パターンの切断にレーザー光線を用いたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る圧電発振器の製造方法によれば、２条平行に設けられる導体パターンを従来のモニター電極パッドとして用いるので面積が広い状態で測定を行うことができ、その後、導体パターンを切断して、集積回路素子搭載パッドとして用いるので、第二の凹部に設けられるパッド数を減らすことができる。よって、小型化が進んでも測定を容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（第一の実施形態）
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１（ａ）は、本発明の第一の実施形態に係る圧電発振器の一例を示した断面図であり、（ｂ）は集積回路素子を搭載した状態の容器体の一例を示す図である。
なお、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。特に各図の厚み方向寸法は誇張して図示している。
【００１５】
図１に示すように本発明の第一の実施形態に係る圧電発振器１０は、基板体１２と第一の枠部１３と第二の枠部１５から構成される容器体１１、圧電振動素子１４、集積回路素子１６と蓋体２０で主に構成されている。図１に示す圧電発振器１０では、基板体１２の一方の主面（以下、「上面」という）上に第一の枠部１３を設けて形成した第一の凹部１８内に圧電振動素子１４を搭載し、蓋体２０で第一の凹部１８を気密封止し、基板体１２の他方の主面（以下、「下面」という）に第二の枠部１５を設けて形成した第二の凹部２８内に集積回路素子１６を搭載して構成される。また、基板体１２の下面に設けられた第二の枠部１５の四隅には、電子機器のマザーボード等の外部基板体へ電気的に接続するための外部接続用電極端子１９が設けられている。
【００１６】
容器体１１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体１２、基板体１２と同様のセラミック材料から成る第一の枠部１３と第二の枠部１５から構成されており、基板体１２と第一の枠部１３と第二の枠部１５とが一体で形成されている。基板体１２の上面に第一の枠部１３を設けたことにより、基板体１２の上面側に第一の凹部１８が形成される。また同様に基板体１２の下面側に第二の凹部２８が形成される。また、第一の凹部１８内の第一の凹部１８の底面上つまり基板体１２の上面には圧電振動素子搭載パッド２４が設けられている。この圧電振動素子搭載パッド２４に導電性接合材２１を介して圧電振動素子１４が実装される。
圧電振動素子１４が内部に搭載された第一の凹部１８は、第一の枠部１３の環状の露出側の面上に第一の凹部１８の開口部を被覆するように載置固着した、４２アロイやコバール、リン青銅等から成る矩形平板状の蓋体２０により気密封止されている。ここで、容器体１１と、圧電振動素子１４、蓋体２０で構成される部分を振動子部と呼ぶ。
なお、容器体１１は、例えば、シールリングからなる第一の枠部と第二の枠部とを基板体１２に設けた構成としても良い。
【００１７】
なお、第一の凹部１８内に搭載される圧電振動素子１４は、矩形平板状の個片で形成されており、例えば、圧電材として水晶が用いられる。この圧電振動素子１４は、人工水晶体より所定のカットアングルで切り出した水晶素板に外形加工を施し、所望の平板矩形状の水晶片を形成し、その水晶片の表裏両主面で対向する一対の励振用電極を被着形成することにより成る。この圧電振動素子１４に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、所定の周波数で所定の振動モードの振動を起こす。
【００１８】
また、図１に示すように、基板体１２の下面の第二の凹部２８には、所定の位置に複数個の集積回路素子搭載パッド２２が形成されている。その集積回路素子搭載パッド２２の上には、導電性接着材、半田又は金などのバンプなどの導電性接合材２３を介して集積回路素子１６が配置されている。この集積回路素子１６は例えば導電性接合材２３により集積回路素子搭載パッド２２に機械的及び電気的に接続固着されている。
なお、集積回路素子搭載パッド２２は、２条平行、つまり、２本一対で平行に設けられた帯状の導体パターンを切断して形成されたものである。
【００１９】
また、集積回路素子１６は、回路形成面に周囲の温度状態を検知する感温素子、圧電振動素子１４の温度特性を補償する温度補償データを収納したメモリを有し、温度補償データに基づいて圧電振動素子１４の振動特性を温度変化に応じて補正する温度補償回路、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、発振回路で生成された発振出力は、圧電発振器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こととなる。
なお、集積回路素子搭載パッド２２に集積回路素子１６を搭載した後には、回路形成面を覆うように樹脂Ｊを第二の凹部２８に充填しても良い。
【００２０】
次に、本発明における圧電発振器の製造方法について説明する。図２（ａ）は導体パターンの一例を示す図であり、（ｂ）は導体パターンを切断している状態を示す図であり、（ｃ）は導体パターンを切断して集積回路素子搭載パッドとした状態で導電ペーストを設けた状態を示す図であり、（ｄ）は集積回路素子搭載パッドに集積回路素子を搭載した状態を示す図である。
【００２１】
（容器体製造工程）
容器体製造工程は、基板体１２の一方の主面に圧電振動素子１４を搭載するための圧電振動素子搭載パッド２４と他方の主面に集積回路素子１６を搭載し圧電振動素子１４の測定に用いる２条平行に設けられる導体パターン２５とを有する容器体１１を製造する工程である。
この容器体製造工程では、
導体パターン２５と圧電振動素子搭載パッド２４とを電気的に接続するように容器体１１を製造する。
【００２２】
（振動子部形成工程）
振動子部形成工程は、第一の凹部１８に設けられた圧電振動素子搭載パッド２４に圧電振動素子１４を搭載して蓋体２０で第一の凹部１８を気密封止して振動子部を形成する工程である。
この振動子部形成工程では、集積回路素子１６を搭載せず、第二の凹部２８が空いた状態となっている。
【００２３】
（圧電振動素子測定工程）
圧電振動素子測定工程は、導体パターン２５と圧電振動素子搭載パッド２４とが電気的に接続された状態で、導体パターン２５を用いて圧電振動素子１４の測定を行う工程である。この測定においては導体パターン２５にプローブピン等の測定用ピン（図示せず）を接触させて、圧電振動素子１４の電気特性を測定する（図２（ａ）参照）。
【００２４】
（集積回路素子搭載パッド形成工程）
集積回路素子搭載パッド形成工程は、導体パターン２５を切断して集積回路素子１６を搭載するための集積回路素子搭載パッド２２を形成する工程である。導体パターン２５の切断は切断部分にレーザー光線を照射して行う。導体パターン２５を切断する幅は、例えば、５０μｍ程度を目標とし、所望の切断幅となるまでレーザー光線を設定された切断ラインに沿って照射し続けて（図２（ｂ）参照）集積回路素子搭載パッド２２を形成する。
なお、導体パターン２５切断後に、第二の凹部２８の内部であって基板体１２の表面にレーザー痕（図示せず）が残る場合がある。
また、図２に示す集積回路素子搭載パッド２２は、例えば、平面視右側の上下段の２つが圧電振動素子１４と繋がるパッド、左側上段が出力、左側下段がＧＮＤ、中央上段がＶｃｃ、中央下段がＶｃｏｎとして用いても良い。この場合、容器体１１は、導体パターン２５を切断した後に集積回路素子搭載パッド２２となることを考慮して、容器体１１に各種内部配線（図示）を設けておくと良い。
【００２５】
（集積回路素子搭載工程）
集積回路素子搭載工程は、集積回路素子搭載パッド２２上に半田ペースト等の導電ペースト２６を塗布し集積回路素子１６を搭載する工程である。導電ペースト２６の塗布は、印刷機やデイスペンサ等を用いて行う。また、集積回路素子１６と集積回路素子搭載パッド２２の機械的及び電気的接続はリフロー炉等の加熱炉を通過させ加熱溶融した後冷却固化することで行う（図２（ｃ）、（ｄ）参照）。また、集積回路素子１６と集積回路素子搭載パッド２２の機械的及び電気的接続は導電性接合材２３と集積回路素子搭載パッド２２とを超音波により圧接する超音波圧接法との接合法等も用いることも可能である。
【００２６】
（第二の実施形態）
本発明の第二の実施形態に係る圧電発振器の製造方法は容器体１１を複数並べた集合基板を用いる点で第一の実施形態と異なる。このとき、容器体製造工程、容器体製造工程、振動子部形成工程、圧電振動素子測定工程、集積回路素子搭載パッド形成工程は容器体１１が集合基板となった状態で行われる（図２（ａ）〜図２（ｄ）参照）こととなる。
【００２７】
（個片化工程）
個片化工程は、振動子部形成工程と個片化工程は圧電振動素子測定工程と集積回路素子搭載パッド形成工程と集積回路素子搭載工程とを行った後に、それぞれの容器体１１ごとに個片化する工程である。これにより、多くの圧電発振器１０を製造することができる。
【００２８】
また、本発明に係る圧電発振器の製造方法は、２条平行に設けられる導体パターン２５を従来のモニター電極パッドとして用いるので、面積が広い状態で圧電振動素子１４の測定を行うことができ、その後、導体パターン２５を切断して、集積回路素子搭載パッド２２として用いるので、第二の凹部２８に設けるパッド数を減らすことができる。よって、小型化が進んでも測定を容易にすることができる。
以上により、従来の構造に比べ圧電発振器の小型化が可能となり、その結果、マザーボード等の外部基板体への実装面積を縮小することが可能となる。
【００２９】
なお、上述したもの以外にも、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、本実施例に示した圧電発振器の製造方法では、導体パターン２５の切断にレーザー光線を用いて行っているが、リューター等の切断装置を用いても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】（ａ）は、本発明の第一の実施形態に係る圧電発振器の一例を示した断面図であり、（ｂ）は集積回路素子を搭載した状態の容器体の一例を示す図である。
【図２】（ａ）は導体パターンの一例を示す図であり、（ｂ）は導体パターンを切断している状態を示す図であり、（ｃ）は導体パターンを切断して集積回路素子搭載パッドとした状態で導電ペーストを設けた状態を示す図であり、（ｄ）は集積回路素子搭載パッドに集積回路素子を搭載した状態を示す図である。
【図３】従来の圧電発振器の形態を示した断面図である。
【図４】集積回路素子を搭載する前の容器体の状態を示す図である。
【符号の説明】
【００３１】
１０・・・圧電発振器
１１・・・容器体
１２・・・基板体
１３・・・第一の枠部
１４・・・圧電振動素子
１５・・・第二の枠部
１６・・・集積回路素子
１８・・・第一の凹部
１９・・・外部接続用電極端子
２０・・・蓋体
２１・・・導電性接合材
２２・・・集積回路素子搭載パッド
２３・・・導電性接合材
２４・・・圧電振動素子搭載パッド
２５・・・導体パターン
２６・・・導電ペースト
２８・・・第二の凹部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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