(57)【要約】【課題】確実な検査を可能とする圧電デバイスと、検査済みの圧電デバイスを用いて形成することで、部品の無駄を出すことがない電子部品モジュールを提供すること。【解決手段】  内部に圧電振動片１３を収容するとともに、底面に露出する端子に導体を突出させて形成した突出導体部４３を有する端子部４４を備えた圧電デバイスのパッケージと、基板２５の表面に実装した集積回路２６と接続されるとともに、該基板の前記集積回路の実装面と同一面側に形成され、該集積回路と接続された電極端子５３とを備えており、前記基板の前記電極端子５３が前記パッケージの前記端子部４４に対して接続されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性のパッケージに圧電振動片を収容し、該パッケージ底面の端子に導体を突出させて形成した突出導体部を有する端子部を備えることを特徴とする圧電デバイス。
【請求項２】
内部に圧電振動片を収容するとともに、底面に露出する端子に導体を突出させて形成した突出導体部を有する端子部を備えた圧電デバイスと、
基板の表面に実装した集積回路と接続されるとともに、該基板の前記集積回路の実装面と同一面側に形成され、該集積回路と接続された電極端子と
を備えており、
前記基板の前記電極端子が前記圧電デバイスの前記端子部に対して接続されていることを特徴とする電子部品モジュール。
【請求項３】
前記突出導体部を積層メッキにより形成することを特徴とする請求項２に記載の電子部品モジュール。
【請求項４】
前記突出導体部を金属バンプにより形成することを特徴とする請求項２に記載の電子部品モジュール。
【請求項５】
前記基板の電極端子にハンダを適用して前記基板と前記圧電デバイスとを接合する構成としたことを特徴とする請求項３または４のいずれかに記載の電子部品モジュール。
【請求項６】
前記基板の電極端子として積層メッキまたは金属バンプによる導体突出部を形成し、この基板側導体突出部と、前記圧電デバイス側の導体突出部である積層メッキまたは金属バンプとを接続する構成としたことを特徴とする請求項３または４のいずれかに記載の電子部品モジュール。
【請求項７】
前記基板の電極端子として積層メッキによる導体突出部を形成し、この基板側導体突出部と、前記圧電デバイス側の導体突出部である積層メッキとをハンダを加えて接続する構成としたことを特徴とする請求項５に記載の電子部品モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部に圧電振動片を収容した圧電デバイスと、このようなパッケージに対して、集積回路を実装した基板を接続して形成する電子部品モジュールの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＨＤＤ（ハード・ディスク・ドライブ）、モバイルコンピュータ、あるいはＩＣカード等の小型の情報機器や、携帯電話、自動車電話、またはページングシステム等の移動体通信機器において、圧電振動子や圧電発振器等の圧電デバイスが広く使用されている。
例えば、圧電発振器などの電子部品モジュールでは、圧電振動片と、これに接続される集積回路を必要とし、例えば、上下にそれぞれ収容空間となるキャビティを形成して、これらの境界となる基板の表側に圧電振動片を、裏側に集積回路などの電子部品を実装して封止した構成が知られている（特許文献１、図１３ａ参照）。
【０００３】
しかしながら、このような構成であると、圧電振動片と集積回路の一方の部品に不良があると、全体が不良品となる不都合がある。
そこで、圧電振動片を用いた圧電振動子と、集積回路とを別々に形成して予め検査し、良品同士を組み合わせる構成とすることが考えられる。
すなわち、特許文献１の図１４に示されるように、圧電振動子（の収容容器１３２２）と集積回路などの電子部品（を収容した収容容器１３２４）とを縦方向に接続する構成である。
【０００４】
【特許文献１】ＷＯ０１／５８００７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、このような収容容器のうち、例えば、圧電発振器である圧電振動子は、その底面に実装端子となる電極が露出されており、この実装端子にコンタクトピンを当接させることにより駆動電圧を印加し、該圧電振動子の動作を検査することになる。
ここで、図１０は、圧電振動子１の一部を、その底面が上を向くようにして示した説明図である。
この圧電振動子１では、実装端子２として形成した電極は通常の形態であり、その厚みがきわめて薄い。
【０００６】
しかも圧電振動子１が全体としてきわめて小型化されていることから、上述のような検  査を行なう上で、以下のような不都合がある。
すなわち、圧電振動子１の実装端子２に当接させるコンタクトピンが、圧電振動子１の小型化によって、相対的に太く大きくなると、これが僅かに傾いただけで、図１０にやや極端に図式化して示すように、実装端子２と接触しないことがある。
つまり、確実な検査が困難になるという問題がある。
【０００７】
本発明は、以上の課題を解決するためになされたもので、確実な検査を可能とする圧電デバイスと、検査済みの圧電デバイスを用いて形成することで、部品の無駄を出すことがない電子部品モジュール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】
【０００８】
上述の目的は、第１の発明にあっては、絶縁性のパッケージに圧電振動片を収容し、該パッケージ底面の端子に導体を突出させて形成した突出導体部を有する端子部を備える圧電デバイスにより、達成される。
第１の発明の構成によれば、パッケージ底面に露出した端子部、すなわち実装端子が、突出導体部を備えているから、太いコンタクトピンを用いて検査を行った際に、該コンタクトピンが多少傾いても、前記端子部に確実に当接させることができ、確実に検査することができる。
【０００９】
また、上記目的は、第２の発明にあっては、内部に圧電振動片を収容するとともに、底面に露出する端子に導体を突出させて形成した突出導体部を有する端子部を備えた圧電デバイスと、基板の表面に実装した集積回路と接続されるとともに、該基板の前記集積回路の実装面と同一面側に形成され、該集積回路と接続された電極端子とを備えており、前記基板の前記電極端子が前記圧電デバイスの前記端子部に対して接続されている電子部品モジュールにより、達成される。
第２の発明の構成によれば、圧電デバイスのパッケージ底面に露出した端子部、すなわち実装端子が、突出導体部を備えているから、太いコンタクトピンを用いて検査を行った際に、該コンタクトピンが多少傾いても、前記端子部に確実に当接させることができ、確実に検査することができる。そして、その検査結果により、良品と判断されたものを選んで、集積回路を実装した前記基板を接続することにより、部品の無駄なく圧電発振器を形成することができる。この場合、パッケージ側に形成した突出導体部を前記基板の前記電極端子と接続するようにしたから、該突出導体部によって、前記パッケージと前記基板の間にスペースを形成することができ、このスペースに前記基板に実装された集積回路を収容することができるものである。
なお、この発明で「電子部品モジュール」とは、圧電デバイスと基板に実装した集積回路とを接続したものをさす。したがって、集積回路の内容により、リアルタイムクロックや、ジャイロセンサなどとなるものを広く包含するものであり、該集積回路に発振回路が含まれれば、「圧電発振器」となる。
【００１０】
第３の発明は、第２の発明の構成において、前記突出導体部を積層メッキにより形成することを特徴とする。
第３の発明の構成によれば、突出導体部を積層メッキで形成することにより、積層の度合いによって、突出導体部の突出量を調整することができる。
【００１１】
第４の発明は、第２の発明の構成において、前記突出導体部を金属バンプにより形成することを特徴とする。
第４の発明の構成によれば、前記突出導体部を金属バンプにより形成することにより、フリップチップボンディングの手法と設備を用いることにより容易に突出導体部を形成することができる。
【００１２】
第５の発明は、第３または４の発明のいずれかの構成において、前記基板の電極端子にハンダを適用して前記基板と前記圧電デバイスとを接合する構成としたことを特徴とする。
第５の発明の構成によれば、ハンダリフロー工程を利用して、前記パッケージと前記基板とを確実に接合することができる。
【００１３】
第６の発明は、第３または４のいずれかの発明の構成において、前記基板の電極端子として積層メッキまたは金属バンプによる導体突出部を形成し、この基板側導体突出部と、前記パッケージ側の導体突出部である積層メッキまたは金属バンプとを接続する構成としたことを特徴とする。
第６の発明の構成によれば、前記圧電デバイス側およびまたは前記基板側に突出導体部を形成するに当たり、同じ手法を用いることができるし、それぞれ工程にあわせて、異なる手法を導入することができて、製造現場の実情に合わせることができ、便利である。
【００１４】
第７の発明は、第５の発明の構成において、前記基板の電極端子として積層メッキによる導体突出部を形成し、この基板側導体突出部と、前記圧電デバイス側の導体突出部である積層メッキとをハンダを加えて接続する構成としたことを特徴とする。
第７の発明の構成によれば、前記基板側の突出導体部と、前記圧電デバイス側の突出導体部の両方について、積層メッキで形成することにより、積層の度合いによって、突出導体部の突出量を調整することができる。しかもハンダリフロー工程を利用して、前記圧電デバイスと前記基板とを確実に接合することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１および図２は、本発明の電子部品モジュールの第１の実施の形態を示しており、図１はその概略断面図、図２はその一部である圧電デバイス（圧電振動子）部分の概略底面図である。
図において、電子部品モジュール３０は、例えば、圧電発振器を構成するものであり、圧電デバイスとしての圧電振動子１０に集積回路２６を実装した基板２５を接続して形成されている。したがって、以下の実施形態の説明では、電子部品モジュール１０は、「圧電発振器１０」と言う。この点は、他の実施形態でも同じである。
まず、圧電振動子１０について説明する。圧電振動子１０は、絶縁性のパッケージ１１内に圧電振動片１３を収容し、蓋体１２により封止して形成されている。パッケージ１１は、例えば、絶縁材料として、酸化アルミニウム質のセラミックグリーンシートを用いて、内部に収容空間Ｓ１を設けるようにそれぞれ成形した複数の基板を積層した後、焼結して形成されている。
【００１６】
すなわち、この実施形態では、積層した一部の基板の内側の材料を除去し、矩形状の箱体となるように形成されており、上記内部空間Ｓ１が圧電振動片１３を収容するための収容空間とされている。このパッケージ１１の底部を構成するセラミック基板上に電極部２３を形成して、例えば、導電性接着剤２８を塗布し、その上に圧電振動片１３の基端付近を載置して、加熱することにより該導電性接着剤２８を硬化させて接合している。
ここで、本実施形態では、箱状のパッケージを形成して、圧電振動片１３を収容するようにしているが、例えば、絶縁基体として、１枚のセラミック製基板を用意し、この１枚の基板に、電極部を形成して圧電振動片１３を接合し、厚みの薄い箱状のリッドないしは蓋体をかぶせて封止して、全体として圧電振動片１３を収容するためのパッケージを構成するようにしてもよい。
【００１７】
パッケージ１１の内部空間Ｓ１内の図において左端部付近において、内部空間Ｓ１に露出して内側底部を構成する基板には、例えば、タングステンメタライズ２１上にニッケルメッキ２２及び金メッキ２３で形成した電極部２４が設けられている。実際にはパッケージ１１の幅方向端部にそれぞれひとつずつ一対設けられている。
この電極部２４は、パッケージ１１に設けた導電スルーホール２１ａなどにより、該パッケージ１１底面において外部に露出した端子部としての実装端子４４と接続されており、外部から印加される駆動電圧を、圧電振動片１３に供給するものである。
【００１８】
圧電振動片１３は、例えば水晶で形成されており、水晶以外にもタンタル酸リチウム，ニオブ酸リチウム等の圧電材料を利用することができる。本実施形態の場合、圧電振動片１３は、例えば、水晶を矩形にカットして形成した水晶振動片や、音叉型の水晶振動片を用いることができる。
【００１９】
端子部である実装端子は、図２に示すようにパッケージ１１の四隅にそれぞれ設けられており、一対は圧電振動片１３と接続され、他の一対はパッケージ１１の外面または内面を通り蓋体１２と接続されてアース端子となるものである。
この実施形態では、端子部としての実装端子４４は、図１に示されているように、突出導体部４３を有している。
具体的には、突出導体部４３は積層メッキにより形成されており、例えば、パッケージ１１の底部の四隅部外面に、例えば、スクリーン印刷で導電ペーストを印刷塗布してタングステンメタライズ４１を設け、さらにその表面に、ニッケルメッキ４２を施し、さらにその表面に厚くニッケル層を形成することにより設けられている。
好ましくは突出導体部４３の厚みは、集積回路２６の厚み寸法より大きくされている。
これにより、パッケージ１１と基板２５との間に空間Ｓ２を形成し、該空間Ｓ２を集積回路２６の収容空間とすることができる。
【００２０】
基板２５は、例えば、比較的柔軟なポリイミド基板や、硬いガラスエポキシ基板、セラミック基板などで形成され、その表面に、圧電振動子１０と組み合わせるべき集積回路２６がダイボンディングなどにより実装され、さらに、該基板２５表面に形成された電極部２７，２７に対して、ボンディングワイヤ２８，２８によりワイヤボンディングされている。
ここで、集積回路２６には図示しない発振回路を含むことで、本実施形態では全体として圧電発振器となっているが、集積回路としてはこのようなものに限られない。
すなわち、集積回路２６に発振回路を含まないものは、同じ電子部品モジュールでも圧電発振器ではなく、例えばリアルタイムクロックやジャイロセンサとして構成されるものである。
また、基板２５の集積回路２６が実装された面と同一の面には、電極端子５３、５３が形成されている。該電極端子５３，５３は、基板２５の底面に形成された実装端子５６，５６と図示しない手段、例えば、導電スルーホールなどにより電気的に接続されている。
【００２１】
ここで、基板２５の電極端子５３は、例えば、基板表面にスクリーン印刷で銅ペーストを塗布してなる銅層５１の上にニッケルのペーストをスクリーン印刷により塗布してなるニッケル層５２を有するもので、その上に金層４５をメッキで形成して、金どうしを当接させ、例えば、超音波を印加することにより、加熱結合したものである。なお、この結合はハンダによる接続としてもよい。
なお、接続した基板２５部分は、実装端子５６は露出した状態で、収容空間Ｓ２内に入り込むように絶縁性および気密性の封止樹脂を充填することにより、圧電発振器３０を完成することができる。
【００２２】
本実施形態は以上のように構成されており、圧電デバイスとしての圧電振動子１０にあっては、パッケージ１１の底面に露出した端子部４４、すなわち実装端子が、突出導体部４３を備えているから、太いコンタクトピンを用いて検査を行った際に、該コンタクトピンが多少傾いても、端子部４４に確実に当接させることができ、確実に検査することができる。
【００２３】
また、圧電発振器３０として、圧電振動子１０に基板２５を上記のように組み合わせると、以下の作用を発揮する。
すなわち、上述したように、圧電振動子１０の部分について、確実な検査ができるので、その検査結果により、良品と判断されたものを選んで、集積回路２６を実装した基板２５を接続することにより、部品の無駄なく圧電発振器３０を形成することができる。この場合、パッケージ１１側に形成した突出導体部４３を基板２５の電極端子５３と接続するようにしたから、該突出導体部４３によって、パッケージ１１と基板２５の間にスペースＳ２を形成することができ、このスペースに基板２５に実装された集積回路２６を収容することができるものである。
【００２４】
図３は図１の圧電発振器の変形例１、図４は変形例２を示す概略断面図である。これらの変形例において、図１の圧電発振器と同一の符号を付した箇所は共通する構成であるから、重複する説明は省略し、以下、相違点を中心に説明する。
図３において、変形例１の圧電発振器１０−１は、端子部４４−１に形成した突出導体部４３−１の構成が図１の圧電発振器と相違するだけで、他の構成は同じである。
この場合、端子部４４−１の突出導体部４３−１は、例えば、ドーム状もしくは半球状に導電ペースト、例えば、タングステンペーストをディスペンサなどで塗布して形成したものである。その表面には金層４５をメッキなどにより形成したものである。
このようにすることで、球形に突出した突出導体部４３−１を形成することができ、基板側電極端子と当接しやすくすることができる（図示せず）。
【００２５】
図４に示す変形例２の圧電発振器１０−２も、端子部４４−２に形成した突出導体部４３−５の構成が図１の圧電発振器と相違するだけで、他の構成は同じである。
この場合、端子部４４−２の突出導体部４３−５は、メッキ部４３−２、メッキ部４３−３、メッキ部４３−４というように、複数回メッキ処理して、複数層のメッキを積層形成したものである。このようにすることにより、突出導体部４３−５の突出量を容易に調整することができる。
【００２６】
図５ないし図９は、圧電発振器の別の実施形態を示す概略断面図であり、これらの実施形態において、図１の圧電発振器と同一の符号を付した箇所は共通する構成であるから、重複する説明は省略し、以下、相違点を中心に説明する。
図５は圧電発振器の第２の実施形態を示している。
この実施形態では、集積回路２６を実装した基板２５の電極端子５３−１が金属バンプ、例えば、金バンプにより形成されており、所定の高さで上方に突出している。
【００２７】
圧電振動子１０側の端子４４は、図１の場合と同様に、メッキ部（タングステンメタライズ４１およびニッケルメッキ４２）の表面に金メッキにより突出導体部４３を形成したものである。
圧電振動子１０は、その突出導体部４３，４３を金バンプの電極端子５３−１の上に重ねたもので、これに超音波を印加して加熱融着したものである。
このような構成によれば、突出導体部５３−１の上に金属バンプを重ねるので、図１の場合よりも収容空間Ｓ２の高さ寸法を大きくすることができる。
また、超音波を印加するだけで接合でき、ハンダ工程が不要である。
【００２８】
図６は圧電発振器の第３の実施形態を示している。
この実施形態は図１の実施形態とほぼ同じで、相違する点は、基板２５の電極端子５３上にハンダペーストを塗布し、圧電振動子の突出導体部４３を載せ、リフロー工程を経ることにより、ハンダ５７で接合するものである。
この場合、図１と比較すると、ハンダを用いているので、接合が確実となる。
【００２９】
図７は、圧電発振器の第４の実施形態を示している。
基板２５の電極端子５３−２，５３−２が、メッキにより形成された突出した導体で形成されている。この突出導体としての電極端子は、図１の突出導体部４３と同様の手法で形成することができる。
一方、圧電振動子１０側の端子部は、金属バンプによる突出導体部４３−６により形成されている。これにより、圧電振動子１０の突出導体部４３−６，４３−６が、金メッキの電極端子５３−２，５３−２の上に重ねられ、これに超音波を印加して加熱融着されたものである。
このような構成によれば、電極端子５３−２の上に金属バンプ４３−６を重ねるので、図１の場合よりも収容空間Ｓ２の高さ寸法を大きくすることができる。
また、超音波を印加するだけで接合でき、ハンダ工程が不要である。
【００３０】
図８は、圧電発振器の第５の実施形態である。
この実施形態では、圧電振動子１０の端子部に、図１の場合と同様に、メッキ部（タングステンメタライズ４１およびニッケルメッキ４２）の表面に金メッキにより突出導体部４３を形成したものである。基板２５の電極端子も、これと同じ構造で、基板２５の電極端子５３−２，５３−２が、メッキにより形成された突出した導体で形成されている。
基板２５の電極端子５３−２，５３−２の上に、圧電振動子１０の突出導体部４３，４３を重ねて、超音波を印加することにより接合したものである。
このような構成によれば、電極端子５３−２の上に金メッキにより突出導体部４３を重ねるので、図１の場合よりも収容空間Ｓ２の高さ寸法を大きくすることができる。
また、超音波を印加するだけで接合でき、ハンダ工程が不要である。
【００３１】
図９は、圧電発振器の第６の実施形態である。
この実施形態では、圧電振動子１０の端子部に、図１の場合と同様に、メッキ部（タングステンメタライズ４１およびニッケルメッキ４２）の表面に金メッキにより突出導体部４３を形成したものである。基板２５の電極端子も、これと同じ構造で、基板２５の電極端子５３−２，５３−２が、メッキにより形成された突出した導体で形成されている。
図８の場合と相違する点は、基板２５の電極端子５３−２，５３−２上にハンダペーストを塗布し、圧電振動子の突出導体部４３を載せ、リフロー工程を経ることにより、ハンダ５７で接合するものである。
このような構成によれば、電極端子５３−２の上に金メッキにより突出導体部４３を重ねるので、図１の場合よりも収容空間Ｓ２の高さ寸法を大きくすることができる。
また、ハンダを用いているので、接合が確実となる。
【００３２】
本発明は上述の実施形態に限定されない。各実施形態の各構成はこれらを適宜組み合わせたり、省略し、図示しない他の構成と組み合わせることができる。
また、この発明は、パッケージや箱状の蓋体に被われるようにして、内部に圧電振動片を収容するものであれば、圧電振動子、圧電発振器等の名称にかかわらず、全ての圧電デバイスに適用することができる。
この発明で「電子部品モジュール」とは、圧電デバイスと基板に実装した集積回路とを接続したものをさす。したがって、集積回路の内容により、リアルタイムクロックや、ジャイロセンサなどとなるものを広く包含するものである。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の電子部品モジュールの第１の実施形態を示す概略断面図。
【図２】図１の電子部品モジュールの部品である圧電振動子の概略底面図。
【図３】図１の電子部品モジュールの部品である圧電振動子の端子部の変形例１。
【図４】図１の電子部品モジュールの部品である圧電振動子の端子部の変形例２。
【図５】本発明の電子部品モジュールの第２の実施形態を示す概略断面図。
【図６】本発明の電子部品モジュールの第３の実施形態を示す概略断面図。
【図７】本発明の電子部品モジュールの第４の実施形態を示す概略断面図。
【図８】本発明の電子部品モジュールの第５の実施形態を示す概略断面図。
【図９】本発明の電子部品モジュールの第６の実施形態を示す概略断面図。
【図１０】従来の圧電デバイスの問題点の一例を説明する図。
【符号の説明】
【００３４】
１０・・・電子部品モジュール（圧電発振器）、１１・・・パッケージ、１３・・・圧電振動片、２５・・・基板、２６・・・集積回路、３０・・・圧電発振器、４４・・・端子部（実装端子）、４３・・・突出導体部、５３・・・電極端子
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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