(57)【要約】【課題】凹部空間内での圧電振動板における導電性接着剤で固定化されていない短辺端部の位置を、凹部空間内表面に接触しないように定常的に保持することが難しく、圧電振動板の一部が凹部空間内表面に接触した場合、それにより圧電振動板の振動運動が阻害してしまい、圧電振動板の振動特性に悪影響を与える虞がある。【解決手段】素子接続用電極パッド上それぞれに、第１の導電性接着剤と、この第１の導電性接着剤に比べ固化時収縮率が大きい第２の導電性接着剤とを、第１の導電性接着剤を凹部空間底面の他方の短辺寄りに、第２の導電性接着剤を凹部空間底面の一方の短辺寄りに、圧電振動板の長辺と平行の直列形態で同時に塗布する工程と、この上に圧電振動板を配置する工程と、これら導電性接着剤を固化し、圧電振動板と素子接続用電極パッドとを第１の導電性接着剤と第２の導電性接着剤を介して固着導通する工程とを具備する圧電振動板の固着方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁材で形成された容器体の内部に開口部形状が概略矩形状の凹部空間を設け、前記凹部空間底面の一方の短辺端部近傍に、前記短辺に平行に一対の素子接続用電極パッドが形成され、前記素子接続用電極パッド上に表裏両主面上に励振用電極及び前記励振用電極に導通した容器接続電極を一方の短辺端部に形成した主面形状が概略矩形状の圧電振動板を、前記素子接続用電極パッドと前記容器体接続用電極が対向するように配置し、前記容器体接続用電極と前記素子接続用電極パッドとを導電性接着剤により導通固着する圧電デバイスの製造方法において、
前記容器体に形成した前記凹部空間内底面上の一方の短辺端部近傍に形成した一対の前記素子接続用電極パッド上それぞれに、第１の導電性接着剤と、前記第１の導電性接着剤に比べ固化時収縮率が大きい第２の導電性接着剤とを、前記第１の導電性接着剤を前記凹部空間底面の他方の短辺寄りに、前記第２の導電性接着剤を前記凹部空間底面の前記一方の短辺寄りに、且つ後の工程で配置される圧電振動板の長辺と平行の直列形態で同時に塗布する工程と、
前記第１の導電性接着剤と前記第２の導電性接着剤の上に、前記圧電振動板の一方の短辺端側に形成した前記容器体接続用電極が位置するように、前記圧電振動板を保持具により配置し、前記第１の導電性接着剤と前記第２の導電性接着剤と前記容器体接続用電極とを接触させる工程と、
前記保持具を前記圧電振動板から離間させ、その後、前記第１の導電性接着剤と前記第２の導電性接着剤とを同時に加熱して、前記第１の導電性接着剤と前記第２の導電性接着剤とを固化し、前記容器体接続用電極と前記素子接続用電極パッドとを前記第１の導電性接着剤と前記第２の導電性接着剤を介して固着導通する工程と
を具備することを特徴とする圧電振動板の固着方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品の一つである圧電振動子又は圧電発振器等の内部に搭載される圧電振動板の固着方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、圧電素板の表面に各種電極を形成した圧電振動板を、容器体内部に形成した凹部空間内に気密状態で搭載した圧電振動子や、この圧電振動子と発振回路を内蔵した集積回路素子等とを、同一の容器体内形成された凹部空間内に一緒又は個別に搭載した形態である圧電発振器、あるいは、特定の周波数帯を分離する機能を内部に搭載する圧電振動板に持たせた圧電フィルタ等の各種圧電デバイスが、携帯用通信機器や電子計算機等の電子機器内に電子部品の一つとして多用されている。
【０００３】
かかる従来の圧電デバイスの一例として、図４に圧電振動子の一形態を示す。圧電デバイスの一つである圧電振動子１００に使用される圧電振動板１０１は、矩形平板形状の圧電素板１０２の表裏主面の中央部上に、圧電素板１０２を励振させるための励振用電極１０３と、圧電素板１０２の一短辺近傍に圧電振動板１０１を収納する絶縁性の容器体１０４内に形成される素子接続用電極パッド１０５との接続をとるための一対の容器体接続用電極１０６と、表裏主面各々の励振用電極１０３と各容器体接続用電極１０６とを導通接続する引き出し電極１０７とを形成して構成される。
【０００４】
素子接続用電極パッド１０５は、容器体１０４内に形成した凹部空間１０８内底面の一短辺側面近傍に、容器体１０４の上面に形成されており、素子接続用電極パッド１０５は容器体１０４内に形成されている導配線（ビアホール等）により、容器体１０４に形成された所定の電極端子と導通されている。
【０００５】
圧電振動子１００は、上述したような各種電極を表面に形成してなる圧電振動板１０１を、凹部空間１０８内の底面にほぼ平行且つ容器体接続用電極１０６と素子搭載用電極パッド１０５が対向するように配置収納し、この容器体接続用電極１０６と素子接続用電極パッド１０５との間及び周囲に導電性接着剤１０９が塗布されて加熱固化することにより、圧電振動板１０１を容器体１０４に導通固着している。尚、この導電性接着剤１０９は固化することにより圧電振動板１０１の容器体１０４内部においての姿勢保持も行っており、導電性接着剤１０９の高さ寸法により圧電振動板１０１が凹部空間１０８内底面に接触しない構造となっている。
【０００６】
このような圧電振動板１０１を凹部空間１０８内に搭載した容器体１０４において、この容器体１０４の開口部を囲繞する側壁部頂面上に金属製の蓋体１１０を、容器体１０４開口部を覆う形態で配置し、蓋体１１０と容器体１０４とを接合することで凹部空間１０８内を気密封止した圧電振動子１００が形成される。
【０００７】
前述のような圧電振動板を内部に搭載した圧電デバイスについては、以下のような先行技術文献が開示されている。
【特許文献１】特開２００２−３４４２８１号公報
【特許文献２】特開２００５−５９６３号公報
【特許文献３】特開２００５−１２３８４号公報
【０００８】
尚、出願人は前記した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を、本件出願時までに発見するに至らなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来の圧電デバイスでは、圧電振動板１０１と容器体１０４との接合に導電性接着剤１０９（例えばエポキシ系又はシリコーン系の絶縁性接着樹脂内に導電フィラーとして銀粒子が含有されているもの）を用いる場合、容器体１０４に形成した凹部空間１０８内に、凹部空間内の所定の位置に圧電振動板１０１を配置した際に、その圧電振動板１０１の外周端が位置する平面方向の地点より容器体１０４内側面側へ延出する形態の素子接続用電極パッド１０５が形成されている。
【００１０】
しかし、このような接合形態の圧電振動板を有する圧電デバイスでは、凹部空間内での圧電振動板における導電性接着剤で固定化されていない短辺端部の位置を、凹部空間内表面に接触しないように定常的に保持することが難しく、なかには、圧電振動板における導電性接着剤で固定化されていない短辺端部が、凹部空間内底面に接触してしまい、それにより圧電振動板の振動運動が阻害してしまい、圧電振動板の振動特性に悪影響を与える虞がある。
【００１１】
このような課題を解決するために、上述した先行技術文献のうちの特開２００５−１２３８４号公報には、収縮率の異なる導電性接着剤を塗布して固化することで、凹部空間内での圧電振動板（特開２００５−１２３８４号公報では水晶片という）における導電性接着剤で固定化されていない短辺端部の位置を、凹部空間内表面に接触しないように定常的に保持する構造が開示されているが、このような構造では、収縮率の異なる導電性接着剤を塗布する工程を２工程必要とし、且つこの２工程の間に、導電性接着剤の塗布工程とは異なる、圧電振動板を配置するための工程を別途設けなくてはならない。この場合、圧電振動板を固着する工程全体が長時間化してしまう可能性がある。また、固着工程が長時間化すると、最初に塗布した導電性接着剤の表面が経時変化を起こし、２回目に塗布する導電性接着剤との間に不要な境界部分が形成され、圧電デバイスとしての電気的特性の不安定化要因となる虞がある。
【００１２】
更に圧電デバイスの小型化が進むことにより、圧電振動子内部に搭載する圧電振動板も必然的に小型化することとなる。そのため、従来の比較的大きいサイズの圧電振動板では無視できた前述したような導電性接着剤内の形態も、圧電振動板の小型化が進むにつれ無視することが出来ない影響を与えるようになってきた。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は上述したような課題を解決するために成したものであり、絶縁材で形成された容器体の内部に開口部形状が概略矩形状の凹部空間を設け、この凹部空間底面の一方の短辺端部近傍に、この短辺に平行に一対の素子接続用電極パッドが形成され、この素子接続用電極パッド上に表裏両主面上に励振用電極及び励振用電極に導通した容器体接続電極を一方の短辺端部に形成した主面形状が概略矩形状の圧電振動板を、素子接続用電極パッドと容器体接続用電極が対向するように配置し、容器体接続用電極と素子接続用電極パッドとを導電性接着剤により導通固着する圧電デバイスの製造方法において、
前述した容器体に形成した凹部空間内底面上の一方の短辺端部近傍に形成した一対の素子接続用電極パッド上それぞれに、第１の導電性接着剤と、この第１の導電性接着剤に比べ固化時収縮率が大きい第２の導電性接着剤とを、第１の導電性接着剤を凹部空間底面の他方の短辺寄りに、第２の導電性接着剤を凹部空間底面の一方の短辺寄りに、且つ後の工程で配置される圧電振動板の長辺と平行の直列形態で同時に塗布する工程と、
この第１の導電性接着剤と第２の導電性接着剤の上に、圧電振動板の一方の短辺端側に形成した容器体接続用電極が位置するように、圧電振動板を保持具により配置し、第１の導電性接着剤と第２の導電性接着剤と容器体接続用電極とを接触させる工程と、
保持具を前記圧電振動板から離間させ、その後、第１の導電性接着剤と第２の導電性接着剤とを同時に加熱して、第１の導電性接着剤と第２の導電性接着剤とを固化し、容器体接続用電極と素子接続用電極パッドとを第１の導電性接着剤と第２の導電性接着剤を介して固着導通する工程とを具備することを特徴とする圧電振動板の固着方法である。
【発明の効果】
【００１４】
上記本発明おいて、一対の素子接続用電極パッド上それぞれに、第１の導電性接着剤と、第１の導電性接着剤に比べ固化時収縮率が大きい第２の導電性接着剤とを、この第１の導電性接着剤を凹部空間底面の他方の短辺寄りに、第２の導電性接着剤を凹部空間底面の一方の短辺寄りに、且つ後の工程で配置される圧電振動板の長辺と平行の直列形態で同時に塗布し、これら導電性接着剤上に圧電振動板を配置後、第１及び第２の導電性接着剤を同時に加熱固化する工程を具備することにより、第１及び第２の導電性接着剤を加熱固化の際に、第１の導電性接着剤より固化時収縮率が大きい第２の導電性接着剤が、圧電振動板の固定しない短辺端部を、凹部空間開口部方向に引き上げるように作用し、圧電振動板の固定しない短辺端部が引き上げられた形態で圧電振動板が素子接続用電極パッドに導通固着されるので、圧電振動板の固定しない短辺端部が、容器体の凹部空間内底面と接触することを防止することが可能となる。
【００１５】
又、本発明では、収縮率の異なる２つの導電性接着剤を同時に塗布することが可能な工程を具備しているので、従来のように、工程数が増えたり、又工程時間が長時間化することもないので、固着工程が短時間化を図ることができ、更に、それぞれの導電性接着剤に不具合部分が形成されることもないので、圧電デバイスとしての電気的特性を安定化させることが可能となる。
【００１６】
更に圧電デバイスの小型化が進み、圧電デバイス内部に搭載する圧電振動板も小型化した場合でも、本発明を用いた第１の導電性接着剤と第２の導電性接着剤の塗布及び固着形態では、上述したような第１の導電性接着剤と第２の導電性接着剤の影響を限りなく小さくすることが可能となる。
【００１７】
又、本発明のような第１の導電性接着剤と第２の導電性接着剤の塗布及び固着形態では、第１の導電性接着剤と第２の導電性接着剤が圧電振動板の側面部分に付着することがないため、圧電振動板の振動運動を第１の導電性接着剤と第２の導電性接着剤が妨害することがない。特に圧電振動板の主構造部材である矩形平板状の圧電素板の材質が水晶であり、その水晶素板のカットアングルモードがＡＴであり、且つ圧電振動板の所望する振動モードが厚みすべり振動モードである場合、圧電振動板の側面に第１の導電性接着剤と第２の導電性接着剤が付着し固化してしまうことがないため、厚みすべり振動に与える悪影響が著しく小さくなる。
【００１８】
因って、本発明を用いることにより、圧電振動板を所望する姿勢で定常的に保持することができ、且つ導電性接着剤の塗布工程を含む圧電振動板の固着工程全体の短時間化、及び特性が安定した圧電デバイスを提供できる効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、本発明における圧電振動板の固着方法の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明における圧電振動板の固着方法を、圧電振動板が内部に搭載されている圧電デバイスの一形態である圧電振動子の断面図を例に示した工程説明図である。図２は、図１（ｂ）で２種類の導電性接着剤を塗布後の容器体１４の形態を凹部空間開口側から示した平面図である。図３は、図１，図２に記載した２種類の導電性接着剤を同時に塗布する塗布治具を示し、（ａ）は塗布治具の一実施形態のノズルとシリンジ形状を示した側面図であり、（ｂ）は塗布治具の他の実施形態のノズルとシリンジ形状を示した断面図である。尚、各図において、同一の符号は同じ対象を示すものとし、説明を明りょうにするため構造体の一部を図示していない。又、図示したものの寸法も一部誇張して図示しており、特に各部分の厚み寸法は誇張して図示している。
【００２０】
本発明における圧電振動板の固着方法を、図１を用いて説明する。
まず、図１（ａ）に示すような容器体１０内部の凹部空間１１の底面の一方の短辺端部近傍に素子搭載用電極パッド１２が形成された容器体１３を準備する。容器体１０は、例えば、アルミナセラミックス、ガラス−セラミック等のセラミック材料から成る絶縁層を複数層、積層することによって形成されている。又、容器体１０の上主面には矩形状に開口する凹部空間１１が形成されており、この凹部空間１１の開口部を囲繞する側壁部の開口側頂面には環状の封止用導体パターン１３が形成され、更に、容器体１１の下主面（実装側の主面）には入力端子、出力端子及びグランド端子を含む複数個の外部接続用電極端子１４が設けられている。
【００２１】
次に、図１（ｂ）に示すように、図３に示すような２種類の導電性接着剤を同時に塗布できるような機能を有する塗布治具３０及び３１を用いて、素子搭載用電極パッド１２上に第１の導電性接着剤１５と、第１の導電性接着剤１５と比べ固化時収縮率の大きい第２の導電性接着剤１６とを同時に混在することなく塗布する。尚、図３（ａ）に開示した塗布治具３０は、第１の導電性接着剤１５と第２の導電性接着剤１６とを異なるシリンジ部３２及び３３に充填し、それぞれのシリンジ部３２及び３３に取り付けられ、先端部分が密接した形態の２つのノズル部３４及び３５から各シリンジ内の導電性接着剤を、圧縮空気により稼働するピストンにより同時に且つ混在することなく塗出することが可能な形態となっている。又、図３（ｂ）に開示した塗布治具３１は、一つのシリンジ部３６内が２室に分かれており、その各々の室内に第１の導電性接着剤１５と第２の導電性接着剤１６とを別個充填し、それぞれの室から延設し先端部分まで分割されているノズル部３７から各室内の導電性接着剤を、圧縮空気により稼働するピストンにより同時に且つ混在することなく塗出することが可能な形態となっている。
【００２２】
又、第１の導電性接着剤１９と第２の導電性接着剤２０の塗布後の形態は、図２に示したように、第１の導電性接着剤１５を、素子搭載用電極パッド１２上の凹部空間１１底面の他方の短辺寄りに形成し、第２の導電性接着剤１６を第１の導電性接着剤と隣接して凹部空間１１底面の一方の短辺寄りに、且つ後工程で配置される圧電振動板１７の長辺と平行の直列形態で塗布された形態となっている。
【００２３】
尚、本実施形態で使用する導電性接着剤は、エポキシ系又はシリコーン系絶縁性接着樹脂をバインダとして、その中に導電フィラーとして銀粒子が含有されているものであり、加熱固化時の収縮率は、バインダの種類や、バインダと導電フィラーの混合率を可変することにより、固化時収縮率を所望の収縮率にすることができる。
【００２４】
次に、図１（ｃ）に示すように、真空チャッキング治具等の保持具１８を用いて圧電振動板１７を保持しつつ、圧電振動板１７に形成された容器体接続用電極１９が第１の導電性接着剤１９と第２の導電性接着剤２０に接触するように、圧電振動版１７を凹部空間１１内に配置する。尚、圧電振動板１７は、人工水晶体よりＡＴカットアングルで切り出され外形加工を施すことにより矩形平板形状とした圧電素板の表裏主面の中央部上に、圧電素板を励振させるための励振用電極と、圧電素板の一短辺近傍に圧電振動板１７を収納する容器体１０の凹部空間１１内底面上の素子接続用電極パッド１２との接続をとるための一対の容器体接続用電極１９と、表裏主面各々の励振用電極と各容器体接続用電極１９とを導通接続する引き出し電極とを形成して構成される。
【００２５】
次に、図１（ｄ）に示すように、保持具１８を離間した圧電振動板１７が配置された容器体１０を、リフロー炉又は恒温槽など内に投入し加熱することで、第１の導電性接着剤１５及び第２の導電性接着剤１６を固化し、圧電振動板１１を素子接続用電極パッド１５上に電気的に接続固着される。このとき、第１の導電接着剤１５よりも第２の導電性接着剤の固化時収縮率が大きいので、第２の導電接着剤１６より固化時収縮率が小さい第１の導電性接着剤１５部分を支持点として圧電振動板１７の固定側短辺端部が素子搭載用電極パッド方向に引きつけられる。その作用により、圧電振動板１７の固定しない側の短辺端部は、凹部空間１１開口部方向に引き上げた状態となり、この状態で圧電振動板は素子搭載用電極パッド上に固着される。
【００２６】
このような工程により容器体１０内部に圧電振動板１７を搭載した後、封止用導体パターン１３上に、凹部空間１１開口部を覆う形態の金属製の蓋体を被せ、その蓋体と封止用導体パターン１３とを接合することにより、圧電振動板１７が搭載された凹部空間１１を気密に封止することで、圧電デバイスの一つである圧電振動子が形成される。
【００２７】
尚、本発明は上述の各実施形態に限定されるものではなく、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、上記実施形態は、容器体に形成した凹部空間内に圧電振動板を搭載した圧電振動子の製造工程の一部を例として開示したが、本発明は圧電振動子の製造工程の一部としてのみに用いられるだけではなく、他に、圧電振動板と、この圧電振動板と電気的に接続した発振回路を内蔵した集積回路素子とを一緒に容器体に形成した凹部空間内に搭載した形態の圧電発振器や、内部に搭載する圧電振動板をフィルタとして機能させた圧電フィルタの製造工程の一部として用いても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、本発明における圧電振動板の製造方法の実施形態を、圧電デバイスの一形態である圧電振動子の製造工程の一部として、圧電振動子の断面図を用いて例に示した工程説明図である。
【図２】図２は、図１（ｂ）において第１の導電性接着剤及び第２の導電性接着剤を塗布した後の容器体の形態を、容器体に形成した凹部空間開口部上方より示した平面図である。
【図３】図３は、図１（ｂ）において使用する導電性接着剤の塗布治具を示し、（ａ）は塗布治具の一実施形態を示した側面図であり、（ｂ）は塗布治具の他の実施形態を示した断面図である。
【図４】図４は、従来の圧電振動子における圧電振動板の固着形態を示した概略断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０・・・容器体
１１・・・凹部空間
１２・・・素子搭載用電極パッド
１３・・・封止用導体パターン
１４・・・外部接続用電極パッド
１５・・・第１の導電性接着剤
１６・・・第２の導電性接着剤
１７・・・圧電振動板
１８・・・保持具
１９・・・容器体接続用電極
３０，３１・・・塗布治具
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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