(57)【要約】【課題】圧電振動子と接続部材の導通を確実に行うとともに、低背化された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を有している。この基板１２の一方の面には電子部品２２が固着しており、基板１２の他方の面に設けた外部端子１４と電子部品２２が導通している。また基板１２の一方の面には、電子部品と導通した接続部材２０が配設してある。接続部材２０は潰されて、その上端部が平面になっている。そして接続部材２０の平面部分を露出させつつ、電子部品２２を覆うように樹脂モールド２４が基板１２の一方の面に設けてある。圧電振動子３０は、その下面に設けた振動子端子４２と接続部材２０の平面部分とが接合するように、樹脂モールド２４の上に配設してある。【選択図】図１
2008219834.tif 000002
【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、
前記接続部材を上方から押して変形させて、前記接続部材の上端部に平面を形成する工程と、
前記接続部材の上端部と前記シート基板との間に樹脂モールド材を充填する工程と、
前記樹脂モールド材の上に圧電振動子を固着して、前記樹脂モールド材の上面に露出した前記接続部材の前記平面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】
前記樹脂モールド材の上に前記圧電振動子を固着する工程は、前記シート基板を前記デバイス形成領域毎に個片化した後に行う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】
前記樹脂モールド材の上に前記圧電振動子を固着する工程の後に、前記シート基板を前記デバイス形成領域毎に個片化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４】
シート基板における複数のデバイス形成領域に電子部品および接続部材を配置するとともに、
圧電振動子の下面に配置した振動子端子と前記接続部材とを接触させて、前記接続部材の上側に前記圧電振動子を配置する工程と、
前記圧電振動子を押し下げて、前記接続部材を変形させる工程と、
前記圧電振動子の下面と前記シート基板の上面との間に樹脂モールド材を充填する工程と、
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５】
基板の一方の面に電子部品を配設して、前記基板の他方の面に設けた外部端子と導通し、
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配設して、前記接続部材を潰しての上端部を平面にしてなり、
前記接続部材の前記平面を露出させつつ、前記電子部品を覆う樹脂モールドを前記基板の一方の面に設け、
前記樹脂モールドの上に前記圧電振動子を配設して、前記圧電振動子と前記接続部材を導通した、
ことを特徴とする圧電デバイス。
【請求項６】
請求項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、或い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（９−１１頁、１５−１６頁、図２、図１２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
圧電デバイスには、これが搭載される電子機器の小型化に伴って、低背化の要求がある。しかし前述した圧電発振器は、球状の半田の上に圧電振動子を載せて固着しているだけなので、低背化できない。また前述した圧電発振器では、球状の半田の上端と圧電振動子が点で接続しているので、半田と圧電振動子の電気的および機械的な接続についての信頼性が低くなっている。
【０００４】
本発明は、圧電振動子と接続部材の導通を確実に行うとともに、低背化された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】
【０００５】
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、接続部材を上方から押して変形させて、接続部材の上端部に平面を形成する工程と、接続部材の上端部とシート基板との間に樹脂モールド材を充填する工程と、樹脂モールド材の上に圧電振動子を固着して、樹脂モールド材の上面に露出した接続部材の平面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。接続部材を潰しているので、その高さを低くすることができる。このため圧電デバイスを低背化することができる。また接続部材を潰して、その上端部を平面にしているので、上端部の面積を大きくすることができる。このため接続部材と圧電振動子の電気的および機械的な接続面積が大きくなるので、圧電振動子と接続部材の導通を確実に取ることができる。
【０００６】
また前述した樹脂モールド材の上に圧電振動子を固着する工程は、シート基板をデバイス形成領域毎に個片化した後に行うことを特徴としている。これによりデバイス形成領域毎に個片化するときに圧電振動子の側壁まで切断するのを防止することができる。
【０００７】
また前述した樹脂モールド材の上に圧電振動子を固着する工程の後に、シート基板をデバイス形成領域毎に個片化することを特徴としている。この製造方法であっても、圧電振動子と接続部材の導通を確実に取れるとともに、低背化された圧電デバイスを得る。また個片化するときに、圧電振動子内部の気密封止を確保しつつ、圧電振動子の側壁も切断す
る場合には、平面サイズが小型化された圧電デバイスを得る。
【０００８】
また本発明に係る圧電デバイスの製造方法は、シート基板における複数のデバイス形成領域に電子部品および接続部材を配置するとともに、圧電振動子の下面に配置した振動子端子と接続部材とを接触させて、接続部材の上側に圧電振動子を配置する工程と、圧電振動子を押し下げて、接続部材を変形させる工程と、圧電振動子の下面とシート基板の上面との間に樹脂モールド材を充填する工程とを順に行うことを特徴としている。接続部材を潰しているので、その高さを低くすることができる。このため圧電デバイスを低背化することができる。また接続部材を潰して、その上端部を振動子端子に沿って広げているので、上端部の面積を大きくすることができる。このため接続部材と圧電振動子の電気的および機械的に接続する面積が大きくなるので、圧電振動子と接続部材の導通を確実に取ることができる。
【０００９】
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て、基板の他方の面に設けた外部端子と導通し、電子部品と導通した接続部材を基板の一方の面に配設して、接続部材を潰しての上端部を平面にしてなり、接続部材の平面を露出させつつ、電子部品を覆う樹脂モールドを基板の一方の面に設け、樹脂モールドの上に圧電振動子を配設して、圧電振動子と接続部材を導通したことを特徴としている。接続部材を潰しているので、その高さを低くすることができる。このため圧電デバイスを低背化することができる。また接続部材を潰して、その上端部を平面にしているので、上端部の面積を大きくすることができる。このため接続部材と圧電振動子の電気的および機械的な接続面積が大きくなるので、圧電振動子と接続部材の導通を確実に取ることができる。
【００１０】
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。これにより電気機器に搭載される圧電デバイスが低背化されているので、電子機器を小型化することができる。また圧電デバイスは、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】
【００１１】
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１４を設けている。また基板１２の一方の面に電子部品２２を配設しており、電子部品２２と外部端子１４が導通部１８等を介して導通している。また基板１２の一方の面における電子部品２２の周囲には、配線パターン（図示せず）が設けてあり、この配線パターンの一方の端部側が電子部品２２に導通し、他方の端部が接続部材配置用電極１６に導通している。
【００１２】
この接続部材配置用電極１６の上に接続部材２０が設けてある。接続部材２０は、基板１２に配設されると、すなわち接続部材配置用電極１６の上に配設された後、基板１２に向かって潰されて変形している。これにより接続部材２０の上端部および下端部は平坦になっている。そして電子部品２２および接続部材２０の周囲に樹脂モールド２４が設けてある。この樹脂モールド２４の上面に接続部材２０の上端部（平坦面）が露出している。
【００１３】
このような樹脂モールド２４の上に圧電振動子３０を設けている。この圧電振動子３０は、パッケージ３２と圧電振動片４６を有している。このパッケージ３２は、凹陥部３６を備えたパッケージベース３４と、このパッケージベース３４の上面に接合したリッド３８とを備えている。このリッド３８により、凹陥部３６を気密封止している。またパッケージベース３４は、その底面（凹陥部３６の底面）にマウント電極４０を備えるとともに
、裏面に振動子端子４２を備えており、マウント電極４０と振動子端子４２が１対１に導通している。このマウント電極４０の上に導電性接着剤４４を設けており、この導電性接着剤４４によって圧電振動片４６を電気的および機械的に接続している。この圧電振動片４６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３０の振動子端子４２は、前述した接続部材２０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２２と圧電振動子３０とを積層方向に並べて配置した構成になっている。
【００１４】
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は第１の実施形態に係る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１４が設けてある。なおシート基板１２ａは、圧電デバイス１０を個片化するために、デバイス形成領域Ａ毎に切断されると基板１２になる。
【００１５】
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２６、前記配線パターン等が設けてある。ボンディング用電極２６は、電子部品２２をシート基板１２ａに搭載したときに、この電子部品２２と導通するための手段（図示せず）が接合される電極である。なお当該導通手段は、例えば、電子部品２２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。そしてボンディング用電極２６は、前記配線パターンを介して接続部材配置用電極１６に導通している。またボンディング用電極２６は、シート基板１２ａを貫通して設けられた導通部１８を介して外部端子１４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。
【００１６】
このようなシート基板１２ａの一方の面に接続部材２０および電子部品２２を配置する。接続部材２０は、接続部材配置用電極１６の上に配置してある。この接続部材２０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２０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。また電子部品２２は、シート基板１２ａ上の所定の位置に固着する。電子部品２２は、圧電振動子３０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。そして電子部品２２とボンディング用電極２６を導通する。
【００１７】
この後、シート基板１２ａを下型５０の上に配置するとともに、シート基板１２ａの上方に上型５２を配置する。そして電子部品２２を樹脂モールド材で覆うために、上型５２を下降してシート基板１２ａに近づける。
【００１８】
そして図２（Ｂ）に示すように、上型５２で接続部材２０を潰して変形させる。これにより接続部材２０の上端部および下端部は平面になる。これにより接続部材２０の下端部が平面になるので、接続部材配置用電極１６と接続部材２０が面で接合し、接合面積が広がる。なお上型５２と下型５０を重ねたときには、接続部材２０の高さは電子部品２２よりも高くなっている。
【００１９】
次に、図２（Ｃ）に示すように、上型５２とシート基板１２ａの間に樹脂モールド材を流し込み、これらの間を樹脂モールド材で充たす。すなわち電子部品２２および接続部材２０の周囲に樹脂モールド２４を形成する。これはトランスファーモールドで行うことができる。樹脂モールド材が硬化した後は、上型５２を上昇させる。これにより樹脂モールド２４の表面に接続部材２０の上面が露出する。なお接続部材２０の上面が樹脂モールド材で薄く覆われている場合には、レーザを照射して樹脂モールド材を除去すればよい。
【００２０】
次に、図２（Ｄ）に示すように、シート基板１２ａをデバイス形成領域Ａ毎に個片化する。この後、樹脂モールド２４の上面に露出している接続部材２０の上に導電性接合材２８を塗布する。この導電性接合材２８は、例えば半田や導電性接着剤等であればよい。そして、樹脂モールド２４の上に圧電振動子３０を載せる。このとき圧電振動子３０は、振動子端子４２と導電性接合材２８が接合するように配設する。そして接続部材２０の上端部が平面になっているので、導電性接合材２８を介して、振動子端子４２と接続部材２０が面で接合する。
【００２１】
これにより図２（Ｅ）に示すように、樹脂モールド２４の上に圧電振動子３０が搭載された２階建て構造の圧電発振器を得る。なお樹脂モールド２４の上に圧電振動子３０を搭載した後に、圧電振動子３０と樹脂モールド２４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２８が溶融して圧電振動子３０が動いてしまうのを防止できる。
【００２２】
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３０を樹脂モールド２４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。
【００２３】
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、接続部材２０を金型５０，５２で潰しているので低背化することができる。また接続部材２０を金型５０，５２で潰した状態で樹脂モールド材を金型５０，５２内に注入するので、接続部材２０の外部への露出と樹脂モールド材の注入を同時に行うことができ、製造工程を簡略化することができる。さらに接続部材２０の上端部を平面にしているので、圧電振動子３０の振動子端子４２と電気的および機械的に接続する面積を増やすことができる。よって接続部材２０と圧電振動子３０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。また接続部材２０の下端部も平面になっているので、接続部材配置用電極１６と電気的および機械的に接続する面積を増やすことができる。よって接続部材２０と圧電振動子３０との導通を確実に行うことができる。
【００２４】
なお実施形態によっては、導電性接合材２８を用いないで接続部材２０と圧電振動子３０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）を用いて行うこともできる。これにより接続部材２０と振動子端子４２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。
【００２５】
また予めシート基板１２ａを切断しておいて、その後に圧電振動子３０を搭載するようにしておけば、ダイシング時に圧電振動子３０の側面（側壁）を切断してしまうのを防止できる。
【００２６】
なお前述した接続部材２０は、金属ボールを用いた形態である。しかし本発明に用いる接続部材２０は、形状がボールでなくても良く、円柱や角柱等の形状であってもよい。図３は接続部材として金属部材を用いた圧電デバイスの製造工程の一部を示した説明図である。なお図３に示す製造工程は、図２（Ａ）に対応する製造工程である。
【００２７】
接続部材５８として、円柱や角柱等の形状をしている金属部材を用いた場合は、シート基板１２ａに配設する前からその上端部が平坦になっている。そして、このような接続部材５８は、前述した実施形態と同様に、接続部材配置用電極１６の上に配置する。この後、シート基板１２ａの上方に配置してある上型５２を下降して、上型５２と下型５０を重ねる。このとき接続部材５８は、上型５２によって潰されて変形する。この後、上型５２が接続部材５８に接触した状態で、上型５２とシート基板１２ａの間に樹脂モールド材を注入する。そしてシート基板１２ａを切断した後、樹脂モールド２４の上に圧電振動子３
０を配設して、接続部材５８と圧電振動子３０を導通する。このように接続部材の形状を変えた場合であっても、前述した実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００２８】
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、圧電デバイスの製造方法の変形例について説明する。図４は第２の実施形態に係る圧電デバイスの製造方法の説明図である。まず図４（Ａ）に示すように、シート基板１２ａの上に電子部品２２を配設するとともに、接続部材配置用電極１６上に接続部材２０を配設する。そしてシート基板１２ａを下型５０の上に配置するともに、シート基板１２ａの上方におけるデバイス形成領域Ａ毎に圧電振動子３０を配置する。
【００２９】
次に、図４（Ｂ）に示すように、圧電振動子３０を接続部材２０の上に載せる。このとき圧電振動子３０の振動子端子４２が接続部材２０の上端部と接触する。そして圧電振動子３０の上方から上型５２を降ろして、圧電振動子３０を下方に押すとともに、接続部材２０を潰して変形させる。これにより接続部材２０の上端面は、振動子端子４２の下面に沿って広がり、振動子端子４２との接触面積が広がる。また接続部材２０の下端面は、接続部材配置用電極１６に沿って広がり、接続部材配置用電極１６との接触面積が広がる。そして上型５２と下型５０を重ねたときには、接続部材２０の高さは電子部品２２よりも高くなっている。
【００３０】
次に、図４（Ｃ）に示すように、圧電振動子３０とシート基板１２ａの間に樹脂モールド材を流し込み、これらの間を樹脂モールド材で充たす。すなわち圧電振動子３０とシート基板１２ａの間に樹脂モールド２４を形成して、電子部品２２および接続部材２０の周囲を樹脂モールド２４で覆う。これはトランスファーモールドで行うことができる。樹脂モールド材が硬化した後は、上型５２を上昇させる。なお圧電振動子３０のリッド３８の上面が樹脂モールド材で薄く覆われている場合には、レーザを照射して樹脂モールド材を除去すればよい。
【００３１】
この後、デバイス形成領域Ａ毎に切断して、個片化すれば圧電デバイス１０を得る。なお切断するときは、各圧電振動子３０の間をブレードが通るようにすれば、圧電振動子３０の側壁を切断してしまうのを防止できる。
【００３２】
このように金型５０，５２が圧電振動子３０を介して接続部材２０を潰しているので、圧電デバイス１０を低背化することができる。また接続部材２０が潰れて変形することにより、接続部材２０と振動子端子４２との接触面積が大きくなるので、これらの導通を確実に取ることができる。
【００３３】
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５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】
【００３４】
【図１】圧電デバイスの断面図である。
【図２】第１の実施形態に係る圧電デバイスの製造工程の説明図である。
【図３】接続部材として金属部材を用いた圧電デバイスの製造工程の一部を示した説明図である。
【図４】第２の実施形態に係る圧電デバイスの製造方法の説明図である。
【図５】ディジタル式携帯電話の概略構成図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０………圧電デバイス、１２………基板、１２ａ………シート基板、１４………外部端子、２０，５８………接続部材、２２………電子部品、２４………樹脂モールド、３０………圧電振動子、４２………振動子端子、５０………下型（金型）、５２………上型（金型）、６０………ディジタル式携帯電話。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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