(57)【要約】【課題】圧電発振器を、シート状基板母材を使用したバッチ処理によって量産する過程において、シート状基板母材をダイシングブレードによって個片に分割する際に従来発生していた不具合である調整用端子の損傷、脱落という不具合を解消する。【解決手段】対向する２つの側壁１０が開放したＩＣ部品搭載用の凹陥部６を一面に有した絶縁基板５、ＩＣ部品搭載用パッド７、ＩＣ部品搭載用パッドと接続された調整用端子３０、上部電極１１、外部電極９、とを備えたＩＣ部品ユニット２と、ＩＣ部品ユニット上面に接続される圧電振動子３と、を有し、調整用端子は、絶縁基板の底部であって、外部電極と干渉しない位置に配置され、絶縁基板を貫通するスルーホール３１を介してＩＣ部品搭載用パッドと導通している。【選択図】　　　図１
2004129089.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する２つの側壁が開放したＩＣ部品搭載用の凹陥部を一面に有した絶縁基板、該凹陥部の内底面に形成したＩＣ部品搭載用パッド、該ＩＣ部品搭載用パッドと接続された調整用端子、前記凹陥部を挟んで対向する２つの外壁上部に配置した上部電極、前記絶縁基板の外底部に露出形成した表面実装用の外部電極、前記ＩＣ部品搭載用パッドと上部電極と外部電極とを配線する接続導体、及び前記ＩＣ部品を被覆するために該凹陥部内に充填された樹脂、を備えたＩＣ部品ユニットと、
前記ＩＣ部品ユニット上面に載置された際に前記上部電極上に接続される底部電極を備えたパッケージ、及び該パッケージ内に気密収納された圧電振動素子、を備えた圧電振動子と、を有し、
前記調整用端子は、前記絶縁基板の底部であって、前記外部電極と干渉しない位置に配置され、前記絶縁基板を貫通するスルーホールを介して前記ＩＣ部品搭載用パッドと導通していることを特徴とする表面実装型圧電発振器。
【請求項２】
前記絶縁基板は、２枚の絶縁シートを積層した構成を備えていることを特徴とする請求項１に記載の表面実装型圧電発振器。
【請求項３】
対向する２つの側壁が開放したＩＣ部品搭載用凹陥部を一面に有した絶縁基板を複数個シート状に連結した絶縁基板シートと、前記各絶縁基板の各凹陥部の内底面に形成したＩＣ部品搭載用パッドと、前記各ＩＣ部品搭載用パッドと接続された調整用端子と、前記各凹陥部を挟んで対向配置された２つの外壁上部に配置した上部電極と、前記各絶縁基板の各外底部に形成した表面実装用の外部電極と、前記各ＩＣ部品搭載用パッドと各上部電極と各外部電極とを配線する接続導体と、を備えたシート状基板母材であって、
前記シート状基板母材は、底部に前記外部電極を備えるとともに上面に前記ＩＣ搭載用パッドを備えた第１の絶縁シート上に、前記外壁を構成する第２の絶縁シートを積層一体化した構成を備えるとともに、第１の絶縁シートの廃棄領域上には前記各ＩＣ搭載用パッド、前記上部電極、及び前記外部電極と夫々導通する電解メッキ用パターンが形成されると共に、第２の絶縁シートの廃棄領域上には電解メッキ用パターンと接続された電解メッキ用パッドが形成され、
前記各調整用端子は、前記第１の絶縁シートの底部であって、前記各外部電極と干渉しない位置に配置され、前記第１の絶縁シートを貫通するスルーホールを介して前記各ＩＣ部品搭載用パッドと導通していることを特徴とするシート状基板母材。
【請求項４】
請求項３に記載のシート状基板母材を用いて請求項１又は２に記載の表面実装型圧電発振器を製造する方法であって、
前記シート状基板母材を電解液中に浸漬して前記電解メッキ用パッドから通電することにより、前記ＩＣ部品搭載用パッド、上部電極、及び外部電極上に金属を夫々電解メッキする工程と、
前記シート状基板母材を構成する各絶縁基板のＩＣ部品搭載用パッド上にＩＣ部品を搭載する工程と、
前記凹陥部内に樹脂を充填してＩＣ部品を樹脂被覆する工程と、
前記各絶縁基板の上部電極上に、前記各パッケージの底部電極を接続することにより前記圧電振動子を搭載する工程と、
前記各工程を経た前記シート状基板母材を、ダイシングにより圧電発振器の個片に分割すると共に、前記廃棄領域を切り離す工程と、
を備えたことを特徴とする表面実装型圧電発振器の製造方法。
【請求項５】
対向する２つの側壁が開放したＩＣ部品搭載用の凹陥部を一面に有した絶縁基板、該凹陥部の内底面に形成したＩＣ部品搭載用パッド、該ＩＣ部品搭載用パッドと調整用端子とを接続する接続導体と、前記凹陥部を挟んで対向する２つの外壁上部に配置した上部電極、前記絶縁基板の外底部に露出形成した表面実装用の外部電極、前記ＩＣ部品搭載用パッドと上部電極と外部電極とを配線する接続導体、及び前記ＩＣ部品を被覆するために該凹陥部内に充填された樹脂、を備えたＩＣ部品ユニットと、
前記ＩＣ部品ユニット上面に載置された際に前記上部電極上に接続される底部電極を備えたパッケージ、及び該パッケージ内に気密収納された圧電振動素子、を備えた圧電振動子と、を有し、
前記絶縁基板には、前記調整用端子が配置されていないことを特徴とする表面実装型圧電発振器。
【請求項６】
対向する２つの側壁が開放したＩＣ部品搭載用凹陥部を一面に有した絶縁基板を複数個シート状に連結した絶縁基板シートと、前記各絶縁基板の各凹陥部の内底面に形成したＩＣ部品搭載用パッドと、前記各ＩＣ部品搭載用パッドと接続導体を介して接続された調整用端子と、前記各凹陥部を挟んで対向配置された２つの外壁上部に配置した上部電極と、前記各絶縁基板の各外底部に形成した表面実装用の外部電極と、前記各ＩＣ部品搭載用パッドと各上部電極と各外部電極とを配線する接続導体と、を備えたシート状基板母材であって、
前記シート状基板母材は、各絶縁基板の前記凹陥部の２つの開放部のうちの少なくとも一方を閉止する廃棄領域を有し、前記各廃棄領域上に前記調整用端子を配置したことを特徴とするシート状基板母材。
【請求項７】
請求項６に記載のシート状基板母材を用いて請求項５に記載の表面実装型圧電発振器を製造する方法であって、
前記シート状基板母材を構成する各絶縁基板のＩＣ部品搭載用パッド上にＩＣ部品を搭載する工程と、
前記凹陥部内に樹脂を充填してＩＣ部品を樹脂被覆する工程と、
前記各絶縁基板の上部電極上に、前記各パッケージの底部電極を接続することにより前記圧電振動子を搭載する工程と、
前記各工程を経た前記シート状基板母材を、ダイシングにより圧電発振器の個片に分割すると共に、前記廃棄領域を切り離す工程と、
を備えたことを特徴とする表面実装型圧電発振器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は水晶発振器等の圧電発振器の改良に関し、特にＩＣ部品を搭載したＩＣ部品ユニット上に、パッケージ化された圧電振動子を固定一体化したタイプの表面実装用圧電発振器、その製造方法及びＩＣ部品搭載用のユニットのシート状基板母材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話機等の移動体通信機器の普及に伴う低価格化及び小型化の急激な進展により、これらの通信機器に使用される水晶発振器等の圧電発振器に対しても低価格化、小型化及び薄型化の要請が高まっている。このような要請に対しては、水晶振動子をパッケージ化するのみならず、周波数調整回路、周波数温度補償回路等を含む発振回路を集積化、ＩＣ化して部品点数を削減している。
図７（ａ）乃至（ｄ）は従来の表面実装用の圧電発振器の外観斜視図、内部構造を示す縦断面図、ＩＣ部品を搭載した絶縁基板の平面図、及び絶縁基板の斜視図である。この圧電発振器１０１は、ＩＣ部品搭載用パッケージ（ＩＣ部品ユニット）１０２上にパッケージ化された圧電振動子１０３を固定したタイプである。
ＩＣ搭載用パッケージ１０２は、セラミック等の絶縁材料から成る絶縁基板１０５の上面中央部に凹陥部１０６を形成し、凹陥部内底面に設けたＩＣ部品搭載用のパッド１０７上にＩＣチップ或いはパッケージ（以下、ＩＣ部品、と言う）１０８を載置し、ＩＣ部品１０８の電極をハンダ等を用いてパッド１０７上に固定した構成を有する。凹陥部１０６を包囲する４面の外壁１１０のうちの対向する２つの外壁の少なくとも一部が開放した開放部１１０Ａとなっている。
また、基板１０５の底面には表面実装用の外部電極１０９が形成され、凹陥部１０６を包囲する外壁１１０上面には上部電極１１１が形成されている。外部電極１０９は図示しない接続導体を介してパッド１０７、或いは上部電極１１１と配線されている。上部電極１１１は、パッド１０７或いは外部電極１０９と図示しない接続導体を介して配線されている。凹陥部１０６内に搭載されたＩＣ部品１０８は、空気と接することによってその電極等に結露等が発生してショートを起こす等の不具合をもたらす虞があるため、凹陥部１０６内に絶縁樹脂１１２を充填（ポッティング）して外気と遮断させる。
圧電振動子１０３は、セラミック等から成る箱形のパッケージ本体１２０の凹陥部１２１内に圧電振動素子１２２を収納してから蓋１２３によって凹陥部１２１を気密封止した構成を有する。圧電振動素子１２２は、水晶基板などの圧電基板の主面上に励振電極を形成したものであり、励振電極から圧電基板の端縁に延びるリード電極を凹陥部１２１内に配置したパッド１２５に接続固定する一方で、パッケージ本体１２０の底面にはパッド１２５と導通する底面電極１２６を露出形成している。底面電極１２６は、ＩＣ搭載用パッケージ１０２の上部電極１１１と一対一に対応してハンダ或いは導電性接着剤等によって接続固定される。
【０００３】
ところで、上記の如き構成を備えた圧電発振器においては、凹陥部１０６の内底面のパッド１０７上に搭載したＩＣ部品１０８内の記憶領域に所要の係数を書き込むことにより発振周波数や温度補償特性を調整するための調整用端子１３０を設ける場所として、絶縁基板１０５の側面、特に開放部１１０Ａに対応する位置にある側壁外面を選定する。即ち、調整用端子１３０は、側壁外面に凹所１３１を形成して金属片１３２を埋込み、更に金属片１３２を各パッド１０７から伸びる配線パターン１０７ａと導通させた構成を備えている。この調整用端子１３０に対して調整機器から伸びるプローブピン等を当接させることにより、ＩＣ部品１０８内の各種回路に対する設定値の読み出し、書込み、書き換えなどを行うことが可能となる。
ところで、上記の如き圧電発振器は、大面積の絶縁基板シートを用いたバッチ処理によって量産される。図８（ａ）（ｂ）及び（ｃ）はシート状基板母材の構成を示す要部平面図、及び要部縦断面図である。
このシート状基板母材１３５は、上記の如き電極構成を備えた複数の絶縁基板１０５を複数個シート状に連結した構成を備えている。絶縁基板１０５をシート状に連結した絶縁基板シート１４０は、３枚のセラミックシート１４１、１４２、１４３を積層一体化した構成を備えている。第１層目のセラミックシート１４１の下面には外部電極１０９が形成され、第１層目と第２層目のセラミックシート１４１、１４２間であって絶縁基板１０５が存在しない廃棄領域Ａには、電解メッキ用に使用する配線パターン１５０が配線され、各メッキ用配線パターン１５０は同じく廃棄領域Ａに設けた電解メッキ用のパッド１５１と接続されている。また、ＩＣ搭載用の各パッド１０７から伸びるメッキ用配線パターン１０７ｂは直近に位置する配線パターン１５０と接続されている。電解メッキ用のパッド１５１及び電解メッキ用配線パターン１５０は、ＩＣ部品搭載用パッド１０７の表面に導電性の良好な金や銅を電解メッキする際に使用される。
【０００４】
一方、ＩＣ搭載用の各パッド１０７と配線パターン１０７ａを介して接続されている調整用端子１３０は、絶縁基板１０５の端縁（開放部１１０Ａ側端縁）に貫通形成したスルーホール（或いは貫通孔）内に金属片を埋め込んでから、絶縁基板間、或いは絶縁基板と廃棄領域Ａ間の境界線に沿って、表裏両面側から夫々後述するブレイク溝を予め形成しておくことにより形成される。
第３層目のセラミックシート１４３は、各絶縁基板１０５の凹陥部１０６を形成するための外壁１１０を形成するようにレイアウトされ、凹陥部１０６内底面にはＩＣ部品搭載用パッド１０７を有すると共に、外壁１１０の上面には上部電極１１１が形成される。パッド１０７と各電極１０９、１１１間は接続導体（内部導体）１５５によって電気的に接続されている。
各絶縁基板１０５間の境界線、並びに絶縁基板領域と廃棄領域Ａとの境界線に沿った絶縁基板シート１４０の上面、及び下面には、夫々折り割りするためのブレイク溝１５６ａ、１５６ｂが形成されている。ブレイク溝を利用した折り割りによった場合、ダイシングブレードによる切断によった場合に比して、切断面が滑らかとなり、バリが形成されにくくなる。このため、調整用端子１３０を構成する金属片１３２を分割する際に金属片１３２が凹所１３１から脱落する等の不具合が生じにくい、という利点を有する。
各ブレイク溝１５６ａ、１５６ｂは、電解メッキ用の配線パターン１５０を寸断することがないように、その深さが調整されている。絶縁基板間をバリがないように綺麗に折り割りするためには図示の如く上側のブレイク溝１５６ａは第３層から第２層のセラミックシートにまで達する深さを有する必要がある。一方、第１層のセラミックシート１４１の下面に形成される下側のブレイク溝１５６ｂは、配線パターン１５０を寸断しない程度に深さ設定される。
しかし、このような３層構造の絶縁基板シート１４０にあっては、第１層のセラミックシート１４１の肉厚分だけ、絶縁基板シートが厚くなり、完成した圧電発振器の高さが大きくなるという問題を有する。
このような問題を解決し、圧電発振器の薄型化を促進するため、最近では、図９に示すように、２層構造の絶縁基板シートを備えたシート状基板母材１３５が使用されている。
【０００５】
この２層構造の絶縁基板シート１４０は、２枚のセラミックシート１４１、１４２を積層した構成を備えている。第１層目のセラミックシート１４１の下面には外部電極１０９が形成され、第１層目と第２層目のセラミックシート１４１、１４２間であって絶縁基板１０５が存在しない廃棄領域Ａ（図８（ｂ）参照）には、電解メッキ用に使用する配線パターン１５０が配線され、各メッキ用配線パターン１５０は同じく廃棄領域Ａに設けた電解メッキ用のパッド１５１と接続されている。また、ＩＣ搭載用の各パッド１０７から伸びるメッキ用配線パターン１０７ｂは直近に位置するメッキ用配線パターン１５０と接続されている。電解メッキ用のパッド１５１及び電解メッキ用配線パターン１５０は、ＩＣ部品搭載用パッド１０７、各電極１０９、１１１の各表面に導電性の良好な金や銅を電解メッキする際に使用される。
第２層目のセラミックシート１４２は、各絶縁基板１０５の凹陥部１０６を形成するための外壁１１０を形成するようにレイアウトされ、凹陥部１０６内底面にはＩＣ部品搭載用パッド１０７を有すると共に、外壁１１０の上面には上部電極１１１が形成される。各電極１０９、１１０、１１１間は接続導体（内部導体）１５５によって電気的に配線されている。
【０００６】
このような構成を備えた２層構造のシート状基板母材１３５において、折り割り用のブレイク溝を形成するとすれば、図示の如く、各絶縁基板１０５間の境界線、並びに絶縁基板領域と廃棄領域Ａとの境界線に沿ったシート状基板母材の上面、及び下面に夫々ブレイク溝１５６ａ、１５６ｂを形成する必要がある。しかし、分割面にバリ等が発生しないようにするためには、いずれか一方のブレイク溝を両セラミックシートの接合面を越えて深く形成する必要があり、メッキ用配線パターン１５０を寸断する結果となる。このため、２層構造のシート状基板母材１３５には、折り割り用のブレイク溝を形成することができず、ダイシングブレードによる切断方法しか採用し得なかった。
しかしながら、ダイシングブレードによる切断によった場合には、切断面にバリが発生し易く、特に調整用端子１３０を形成するためにスルーホール内に埋め込まれた金属片をスムーズに切断することが難しくなり、金属片の変形、脱落といった不具合をもたらしていた。
つまり、絶縁基板の薄型化を図るために、２層構造の絶縁基板シート１４０を採用したシート状基板母材１３５を用いた場合には、基板間を分割するためのブレイク溝を採用できない一方で、ダイシングにより分割する場合には、切断面に形成されるバリによって調整用端子が形成不良となり、不良品発生率が増大するという問題があった。
更に、圧電発振器を構成する絶縁基板の外面に調整用端子を設けること自体が、発振器の小型化やレイアウトの自由度を妨げる結果をもたらしている。即ち、発振器を小型化するために絶縁基板の平面積や高さ寸法が極限されてくると、調整用端子を配置するスペースの確保が困難となり、無理に配置しようとすれば、他の電極や配線パターン等の配置、配回しのための設計の自由度が大きな制限を受ける結果となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、絶縁基板上にＩＣ部品を搭載したＩＣ部品ユニットと、該ＩＣ部品ユニット上に固定されるパッケージ化された圧電振動子と、から成る圧電発振器を、シート状基板母材を使用したバッチ処理によって量産する過程において、シート状基板母材をダイシングブレードによって個片に分割する際に従来発生していた不具合である調整用端子の損傷、脱落という不具合を解消することができる表面実装型圧電発振器、その製造方法、及びシート状基板母材を提供することを目的とする。
特に、圧電発振器の薄型化を図るために絶縁基板シートを２層構造にした場合、層間に配線されるメッキ用配線パターンの寸断を回避する必要から折り割り用のブレイク溝を形成できず、絶縁基板間の切断に際してはダイシングブレードによらざるを得ないが、ダイシングブレードによって切断した場合には絶縁基板間の切断面にバリが発生し、切断面に調整用端子を構成する金属片が存在する場合には金属片の損傷、脱落をもたらし、良品率が低下する虞があるが、本発明では、調整用端子を絶縁基板端面を回避した位置に設けることにより、このような従来の不具合を解消することができる。
また、本発明の他の目的は、従来調整用端子を圧電発振器を構成する絶縁基板の外面に設けていたことによって発生した調整用端子配置のためのレイアウトの複雑化、小型化に対する障害等の問題を解決することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、対向する２つの側壁が開放したＩＣ部品搭載用の凹陥部を一面に有した絶縁基板、該凹陥部の内底面に形成したＩＣ部品搭載用パッド、該ＩＣ部品搭載用パッドと接続された調整用端子、前記凹陥部を挟んで対向する２つの外壁上部に配置した上部電極、前記絶縁基板の外底部に露出形成した表面実装用の外部電極、前記ＩＣ部品搭載用パッドと上部電極と外部電極とを配線する接続導体、及び前記ＩＣ部品を被覆するために該凹陥部内に充填された樹脂、を備えたＩＣ部品ユニットと、前記ＩＣ部品ユニット上面に載置された際に前記上部電極上に接続される底部電極を備えたパッケージ、及び該パッケージ内に気密収納された圧電振動素子、を備えた圧電振動子と、を有し、前記調整用端子は、前記絶縁基板の底部であって、前記外部電極と干渉しない位置に配置され、前記絶縁基板を貫通するスルーホールを介して前記ＩＣ部品搭載用パッドと導通していることを特徴とする。
ＩＣ部品側の電極と夫々接続されるＩＣ部品搭載用パッドから引き出された調整用端子は、ＩＣ部品の作動状態の試験や、特性値の調整等のために利用されるが、調整用端子を絶縁基板の側面に設ける場合にはバッチ処理による製造過程で種々の問題を引き起こす原因となる。そこで、本発明では、調整用端子を絶縁基板の裏面に設けることにより、シート状絶縁基板母材を個片に切断する際に発生し易い調整用端子の脱落、損傷等という問題を解消した。
請求項２の発明は、前記絶縁基板は、２枚の絶縁シートを積層した構成を備えていることを特徴とする。
底面に外部電極を備えた第１層の絶縁シートと、凹陥部を挟んで対向配置された２つの外壁を形成する第２層の絶縁シートから絶縁基板を構成することにより薄型化を達成できる。
【０００９】
請求項３の発明は、対向する２つの側壁が開放したＩＣ部品搭載用凹陥部を一面に有した絶縁基板を複数個シート状に連結した絶縁基板シートと、前記各絶縁基板の各凹陥部の内底面に形成したＩＣ部品搭載用パッドと、前記各ＩＣ部品搭載用パッドと接続された調整用端子と、前記各凹陥部を挟んで対向配置された２つの外壁上部に配置した上部電極と、前記各絶縁基板の各外底部に形成した表面実装用の外部電極と、前記各ＩＣ部品搭載用パッドと各上部電極と各外部電極とを配線する接続導体と、を備えたシート状基板母材であって、前記シート状基板母材は、底部に前記外部電極を備えるとともに上面に前記ＩＣ搭載用パッドを備えた第１の絶縁シート上に、前記外壁を構成する第２の絶縁シートを積層一体化した構成を備えるとともに、第１の絶縁シートの廃棄領域上には前記各ＩＣ搭載用パッド、前記上部電極、及び前記外部電極と夫々導通する電解メッキ用パターンが形成されると共に、第２の絶縁シートの廃棄領域上には電解メッキ用パターンと接続された電解メッキ用パッドが形成され、前記各調整用端子は、前記第１の絶縁シートの底部であって、前記各外部電極と干渉しない位置に配置され、前記第１の絶縁シートを貫通するスルーホールを介して前記各ＩＣ部品搭載用パッドと導通していることを特徴とする。
このような構成を備えたシート状基板母材を用いた場合には、バッチ処理によって個々の工程を実施して行くことにより、歩留まりよく圧電発振器を量産することができる。
請求項４の発明は、請求項３に記載のシート状基板母材を用いて請求項１又は２に記載の表面実装型圧電発振器を製造する方法であって、前記シート状基板母材を電解液中に浸漬して前記電解メッキ用パッドから通電することにより、前記ＩＣ部品搭載用パッド、上部電極、及び外部電極上に金属を夫々電解メッキする工程と、前記シート状基板母材を構成する各絶縁基板のＩＣ部品搭載用パッド上にＩＣ部品を搭載する工程と、前記凹陥部内に樹脂を充填してＩＣ部品を樹脂被覆する工程と、前記各絶縁基板の上部電極上に、前記各パッケージの底部電極を接続することにより前記圧電振動子を搭載する工程と、前記各工程を経た前記シート状基板母材を、ダイシングにより圧電発振器の個片に分割すると共に、前記廃棄領域を切り離す工程と、を備えたことを特徴とする。
大面積のシート状基板母材を用いて、順次ＩＣ部品搭載、樹脂充填、圧電振動子搭載といった工程を順次実施して行くことにより、請求項１及び２に記載の表面実装用圧電発振器を多数連結した構造体を形成することができ、この構造体を個片毎にダイシングすることによって、底面に調整用端子を備えた圧電発振器を歩留まりよく量産することが可能となる。
【００１０】
請求項５の発明に係る表面実装型圧電発振器は、対向する２つの側壁が開放したＩＣ部品搭載用の凹陥部を一面に有した絶縁基板、該凹陥部の内底面に形成したＩＣ部品搭載用パッド、該ＩＣ部品搭載用パッドと調整用端子とを接続する接続導体と、前記凹陥部を挟んで対向する２つの外壁上部に配置した上部電極、前記絶縁基板の外底部に露出形成した表面実装用の外部電極、前記ＩＣ部品搭載用パッドと上部電極と外部電極とを配線する接続導体、及び前記ＩＣ部品を被覆するために該凹陥部内に充填された樹脂、を備えたＩＣ部品ユニットと、前記ＩＣ部品ユニット上面に載置された際に前記上部電極上に接続される底部電極を備えたパッケージ、及び該パッケージ内に気密収納された圧電振動素子、を備えた圧電振動子と、を有し、前記絶縁基板には、前記調整用端子が配置されていないことを特徴とする。
調整用端子を絶縁基板自体に設けるのではなく、シート状基板母材を用いた製造工程において最終的に廃棄される廃棄領域に設けておき、ＩＣ部品搭載、樹脂充填、圧電振動子搭載の各工程を完了した後で、各個片に隣接配置した廃棄領域上に設けた調整用端子を利用して調整作業を行い、調整完了後に個片毎に分割する際には、廃棄領域を廃棄する。このため、圧電発振器を構成する絶縁基板側に調整用端子を設ける必要がなくなる分だけ、絶縁基板上に設ける電極、パッド、配線などのレイアウト自由度が高まる。また、廃棄領域上に設ける調整用端子の面積を大きくできるので、プローブピンを当接させることによる調整作業をし易くすることができる。
【００１１】
請求項６の発明に係るシート状基板母材は、対向する２つの側壁が開放したＩＣ部品搭載用凹陥部を一面に有した絶縁基板を複数個シート状に連結した絶縁基板シートと、前記各絶縁基板の各凹陥部の内底面に形成したＩＣ部品搭載用パッドと、前記各ＩＣ部品搭載用パッドと接続導体を介して接続された調整用端子と、前記各凹陥部を挟んで対向配置された２つの外壁上部に配置した上部電極と、前記各絶縁基板の各外底部に形成した表面実装用の外部電極と、前記各ＩＣ部品搭載用パッドと各上部電極と各外部電極とを配線する接続導体と、を備えたシート状基板母材であって、前記シート状基板母材は、各絶縁基板の前記凹陥部の２つの開放部のうちの少なくとも一方を閉止する廃棄領域を有し、前記各廃棄領域上に前記調整用端子を配置したことを特徴とする。
この発明によれば、請求項５に記載した如く、絶縁基板側に調整用端子を設けない場合には、シート状基板母材側に設けた廃棄領域に調整用端子を設けておくことにより、ＩＣ部品の調整作業を含めた製造工程を効率的に行うことが可能となる。また、凹陥部の開放部を廃棄領域により閉止した構造であるため、樹脂充填時に樹脂が外部に流出する虞がなくなる。一つの廃棄領域上に、その両側に位置する各絶縁基板上のＩＣ搭載用パッドと夫々接続された調整用端子を配置することにより、廃棄領域の個数を減少させて、シート状基板母材の無駄を少なくして有効利用できる。
請求項７の発明に係る製造方法は、請求項６に記載のシート状基板母材を用いて請求項５に記載の表面実装型圧電発振器を製造する方法であって、前記シート状基板母材を構成する各絶縁基板のＩＣ部品搭載用パッド上にＩＣ部品を搭載する工程と、前記凹陥部内に樹脂を充填してＩＣ部品を樹脂被覆する工程と、前記各絶縁基板の上部電極上に、前記各パッケージの底部電極を接続することにより前記圧電振動子を搭載する工程と、前記各工程を経た前記シート状基板母材を、ダイシングにより圧電発振器の個片に分割すると共に、前記廃棄領域を切り離す工程と、を備えたことを特徴とする表面実装型圧電発振器の製造方法。
これによれば、請求項５に記載の圧電発振器を生産性よく量産することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示した実施の形態により詳細に説明する。
図１（ａ）（ｂ）（ｃ）及び（ｄ）は本発明の一実施形態に係る表面実装用電子部品（圧電発振器）の外観斜視図、内部構造を示す縦断面図、要部平面図及び絶縁基板の斜視図である。
この表面実装用圧電発振器１は、ＩＣ部品搭載用パッケージ（ＩＣ部品ユニット）２上にパッケージ化された圧電振動子３を固定したタイプである。
ＩＣ搭載用パッケージ２は、セラミック等の絶縁材料から成る絶縁基板５の上面中央部に溝状の凹陥部６を形成し、凹陥部内底面に設けたＩＣ部品搭載用パッド７上にＩＣチップ或いはパッケージ（以下、ＩＣ部品、と言う）８を載置し、ＩＣ部品８の電極をハンダ等を用いてＩＣ部品搭載用パッド７上に固定した構成を有する。凹陥部６を包囲する４面の外壁１０のうちの対向する２つの外壁の少なくとも一部が開放した開放部１０Ａとなっている。
また、絶縁基板５の底面には表面実装用の外部電極９が形成され、凹陥部６を挟んで対向配置された２つの外壁１０上面には上部電極１１が形成されている。外部電極９は図示しない接続導体を介してＩＣ搭載用パッド７、又は上部電極１１と配線されている。上部電極１１は、ＩＣ搭載用パッド７又は外部電極９と図示しない接続導体を介して配線されている。凹陥部６内に搭載されたＩＣ部品８は、空気と接することによってその電極等に結露等が発生してショートを起こす等の不具合をもたらす虞があるため、凹陥部６内に絶縁樹脂１２を充填（ポッティング）して外気と遮断させる。絶縁樹脂１２は、インジェクタ等によって溶融した状態でＩＣ部品８の外面全体を被覆するように凹陥部６内に充填され、その後硬化する。
圧電振動子３は、セラミック等から成る箱形のパッケージ本体２０の凹陥部２１内に圧電振動素子２２を収納してから蓋２３によって凹陥部２１を気密封止した構成を有する。圧電振動素子２２は、水晶基板などの圧電基板の主面上に励振電極を形成したものであり、励振電極から圧電基板の端縁に延びるリード電極を凹陥部２１内に配置したパッド２５に接続固定する一方で、パッケージ本体２０の底面にはパッド２５と導通する底面電極２６を露出形成している。底面電極２６は、ＩＣ搭載用パッケージ２の上部電極１１と一対一に対応してハンダ或いは導電性接着剤等によって接続固定される。
【００１３】
ところで、上記の如き構成を備えた本発明の圧電発振器においては、凹陥部６の内底面のＩＣ搭載用パッド７上に搭載したＩＣ部品８内の記憶領域に所要の係数を書き込むことにより発振周波数や温度補償特性を調整するための調整用端子（入力用端子、或いは試験用端子）３０を設ける場所として、絶縁基板５の裏面、特に凹陥部の内底面と対面する位置にある裏面を選定する。
即ち、調整用端子３０は、各パッド７から伸びる配線パターン７ａ上に貫通形成したスルーホール（或いは貫通孔）３１内に導体（金属）３２を充填した構成を有し、この導体３２の絶縁基板裏面側部分を調整用端子３０としている。この調整用端子３０に対して調整機器から伸びるプローブピン等を当接させることにより、ＩＣ部品８内の各種回路に対する設定値の読み出し、書込み、書き換え等を行うことが可能となる。
このように本発明の圧電発振器の特徴的な構成は、ＩＣ部品搭載用の絶縁基板５の凹陥部内底面に設けたＩＣ部品搭載用のパッド７から伸びる調整用端子３０を絶縁基板５の裏面であって外部電極９と干渉しない位置に露出配置した構成にある。
このため、後述するシート状基板母材を用いたバッチ処理による圧電発振器個片の製造において、圧電発振器を個片に分割する際にダイシングブレードを用いた切断を行ったとしても、調整用端子３０は絶縁基板の裏面に位置するため、ダイシング時に切断面に形成されるバリ等の影響を受ける虞が皆無となる。
なお、図１に示したＩＣ部品搭載用パッケージ２は、絶縁基板の上面に凹陥部６を形成した例を示したが、凹陥部６を絶縁基板の下面に設け、凹陥部６を挟んで対向配置された２つの外壁の下面に外部電極を、上面に上部電極を夫々設け、凹陥部６内にＩＣ部品を搭載した後で樹脂を充填し、その後上部電極を設けた絶縁基板上面側に圧電振動子を搭載するようにしてもよい。
なお、以下の実施形態は全て図１に図示した如く絶縁基板上面側に凹陥部を設けた例を中心として説明する。
【００１４】
次に、上記の如き圧電発振器は、大面積のシート状基板母材を用いたバッチ処理によって量産される。図２（ａ）（ｂ）（ｃ）及び（ｄ）はシート状基板母材の構成を示す要部平面図、及び要部縦断面図である。
このシート状基板母材３５は、上記の如き電極構成を備えた複数の絶縁基板５を複数個シート状に連結した構成を備えている。即ち、シート状基板母材３５は、２枚のセラミックシート（絶縁シート）４１、４２を積層一体化した絶縁基板シート４０に、上記の如きパッド７、電極９、１１、配線パターン７ａ、７ｂ、９ａ、１１ａ等を形成した構成を備えている。第１層目のセラミックシート４１の下面には外部電極９が形成され、第１層目と第２層目のセラミックシート４１、４２間であって絶縁基板５が存在しない廃棄領域Ａには、電解メッキ用に使用する配線パターン５０が配線され、各メッキ用配線パターン５０は同じく第２層目のセラミックシート４２の廃棄領域Ａ上に設けた電解メッキ用のパッド５１と接続されている。また、ＩＣ搭載用の各パッド７、外部電極９及び上部電極１１から夫々伸びるメッキ用配線パターン７ｂ、９ａ、１１ａは、夫々直近に位置する配線パターン５０と接続されている。電解メッキ用のパッド５１及び電解メッキ用配線パターン５０は、ＩＣ部品搭載用パッド７、各電極９、１１の各表面に導電性の良好な金や銅を電解メッキする際に使用される。
一方、ＩＣ搭載用の各パッド７と配線パターン７ａを介して接続されている調整用端子３０は、絶縁基板５の凹陥部適所に貫通形成したスルーホール（或いは貫通孔）３１内に金属片３２を埋め込むことにより形成される。そして、スルーホール３１内の金属片３２の底部にプローブピンを当接させて調整、測定等を行う。
【００１５】
第２層目のセラミックシート４２は、各絶縁基板５の凹陥部６を形成する２つの外壁１０を形成するようにレイアウトされ、凹陥部６内底面にはＩＣ部品搭載用パッド７を有すると共に、外壁１０の上面には上部電極１１が形成される。パッド７と各電極９、１１間は接続導体（内部導体）５５によって電気的に接続されている。
このような構成を備えたシート状基板母材３５を構成する各絶縁基板５の各ＩＣ搭載用パッド７上にＩＣ部品８を夫々搭載してから樹脂１２を充填し、更に各絶縁基板５上に圧電振動子３を固定する。
その後、圧電振動子３を搭載したシート状基板母材３５を個片間の境界線に沿って切断することにより、圧電発振器個片を得る。
各絶縁基板５間の境界線、並びに絶縁基板領域と廃棄領域Ａとの境界線に沿った絶縁基板シートの上面、及び下面には、格別の溝等は形成されておらず、例えば画像認識手段を備えたダイシングマシンによって境界線に沿った経路（切断線Ｌ）にて切断が行われる。ダイシングによった場合、切断面にバリが発生することがあるが、本実施形態のシート状基板母材３５は、各絶縁基板５間の境界線に調整用端子等が存在しないため、切断面にバリが発生しても電気的な特性に影響を与える虞が少ない。
なお、凹陥部６の開放部１０Ａ側の廃棄領域Ａを外壁１０と同等の高さに設定することにより、樹脂１２を凹陥部内に充填した時に当該廃棄領域Ａが樹脂の流出を阻止するせき止め手段として機能することとなる。
【００１６】
次に、シート状基板母材３５を用いた圧電発振器の製造方法は次の如き各工程から成る。
即ち、まず、図１に示した如き構成を備えたシート状基板母材３５を電解液中に浸漬して電解メッキ用パッド５１から通電することにより、ＩＣ部品搭載用パッド７、及び各電極９、１１上に導電性の高い金属を電解メッキする工程を実施する。これらのパッド、電極は、予めタングステン等によって構成され、それ自体は、半田とのなじみがよくないので、ニッケル等を介して金、或いは銅などを成膜する。
次に、シート状基板母材３５を構成する各絶縁基板５のＩＣ部品搭載用パッド７上にＩＣ部品８を搭載する工程を実施する。ＩＣ部品搭載用パッド７上に予め所定のマスクを用いてクリーム半田を塗布しておき、リフローによってＩＣ部品８を搭載する。
次に、凹陥部６内に溶融樹脂１２を充填してＩＣ部品８を被覆してから、各絶縁基板５の上部電極１１上に、各圧電振動子３の底部電極２６を半田接続することにより圧電振動子３を搭載する。
最後に、各工程を経たシート状基板母材３５を、ダイシングにより圧電発振器の個片に分割すると共に、廃棄領域Ａを切り離す工程を実施する。
上記の如き工程を実施することにより、図１に示した如き構成の表面実装用圧電発振器を生産性よく製造することが可能となる。
【００１７】
次に、図３は本発明の他の実施形態に係る表面実装用圧電発振器であり、図１の実施形態と同一部分には同一符号を付して説明するが、本実施形態は、絶縁基板５の外面に調整用端子が存在しない点が特徴的である。
即ち、この表面実装用圧電発振器１は、ＩＣ部品搭載用パッケージ（ＩＣ部品ユニット）２上にパッケージ化された圧電振動子３を固定したタイプである。
ＩＣ搭載用パッケージ２は、セラミック等の絶縁材料から成る絶縁基板５の上面中央部に溝状の凹陥部６を形成し、凹陥部内底面に設けたＩＣ部品搭載用パッド７上にＩＣチップ或いはパッケージ（以下、ＩＣ部品、と言う）８を載置し、ＩＣ部品８の電極をハンダ等を用いてＩＣ部品搭載用パッド７上に固定した構成を有する。凹陥部６を包囲する４面の外壁１０のうちの対向する２つの外壁の少なくとも一部が開放した開放部１０Ａとなっている。
また、絶縁基板５の底面には表面実装用の外部電極９が形成され、凹陥部６を挟んで対向配置された２つの外壁１０上面には上部電極１１が形成されている。外部電極９は図示しない接続導体を介してＩＣ搭載用パッド７、及び上部電極１１と接続されている。上部電極１１は、ＩＣ搭載用パッド７及び外部電極９と図示しない接続導体を介して接続されている。凹陥部６内に搭載されたＩＣ部品８は、空気と接することによってその電極等に結露等が発生してショートを起こす等の不具合をもたらす虞があるため、凹陥部６内に絶縁樹脂１２を充填（ポッティング）して外気と遮断させる。絶縁樹脂１２は、インジェクタ等によって溶融した状態でＩＣ部品８の外面全体を被覆するように凹陥部６内に充填され、その後硬化する。
圧電振動子３の構成は、図１の実施形態と同様である。
【００１８】
ところで、上記の如き構成を備えた本発明の圧電発振器の特徴的な構成は、絶縁基板５のいずれの部分にも調整用端子を配置していない点にある。即ち、圧電発振器には、通常、凹陥部６の内底面のＩＣ搭載用パッド７上に搭載したＩＣ部品８内の記憶領域に所要の係数を書き込むことにより、発振周波数や温度補償特性を調整するための調整用端子（入力用端子、或いは試験用端子）が、外周面に設けられている。このタイプの圧電発振器にあっては、完成した個々の圧電発振器に設けた調整用端子に対してプローブピンを当接して調整作業を行うことになる。これに対して本実施形態に係る圧電発振器にあっては、後述するように圧電発振器自体には調整用端子を設けず、圧電発振器をバッチ処理により生産する際に使用するシート状基板母材の廃棄領域上にのみ調整用端子を設けておき、各絶縁基板の直近に位置する廃棄領域上の調整用端子と個々の絶縁基板上のＩＣ部品搭載用パッドとを電気的に接続させておく。そして、シート状基板母材に対するＩＣ部品の組み付け、樹脂充填、圧電振動子の搭載等を完了した後、個片に分割する前に、廃棄領域上の調整用端子を利用した調整作業を完了しておく。
【００１９】
次に、図４（ａ）及び（ｂ）はシート状基板母材を用いて図３の圧電発振器を製造する手順を説明するための要部平面図（樹脂の一部を除去してＩＣ部品を露出させた状態）、及びＷ−Ｗ断面図である。
このシート状基板母材６０は、上記の如き電極構成を備えた複数の絶縁基板５を複数個シート状に連結すると共に、絶縁基板５の端縁に沿った適所に廃棄領域６１を配置した構成を備えている。シート状基板母材６０は、複数枚のセラミックシート（絶縁シート）を積層一体化した絶縁基板シート６２に、上記の如きパッド７、電極９、１１等を形成した構成を備えている。
即ち、各凹陥部６同志が互いに連通するように２組の絶縁基板５を横方向に隣接配置すると共に、２個の絶縁基板５の外側端縁に沿って細幅帯状の廃棄領域６１を密着配置することにより、両絶縁基板５の凹陥部外側を廃棄領域６１によって閉止した構成を備えている。このような２個の絶縁基板５を縦方向及び横方向に複数組連設することにより、一枚のシート状基板母材６０を形成している。
個々の絶縁基板５の凹陥部６の内底面にはＩＣ部品搭載用パッド７が形成され、その下面には外部電極９が夫々形成され、外壁１０の上部には上部電極１１が形成されている。パッド７、外部電極９、上部電極１１間は接続導体を介して導通されている。
廃棄領域６１は隣接配置された２つの絶縁基板５の各凹陥部６の外側端縁を閉止する形で配置されているため、パッド７上にＩＣ部品８を搭載してから樹脂１２を充填する際のせき止め手段として機能する。また、廃棄領域６１上に形成した調整用端子７０は、近接する凹陥部６内のＩＣ搭載用パッド７と、接続導体７１を介して一対一の関係で導通されている。調整用端子７０は、必要に応じて廃棄領域６１の下面側にも配置することが可能である。廃棄領域６１上の各調整用端子７０は、廃棄領域６１の左右両側に位置する絶縁基板上のパッド７と夫々接続されている。
なお、本実施形態では、２個の絶縁基板５を横方向に連設配置すると共に、その両外側端縁に沿って夫々廃棄領域６１を配置した例を示したが、これは一例であり、個々の絶縁基板の両側に沿って廃棄領域を配置するようにしてもよい。
【００２０】
このような構成を備えたシート状基板母材６０を構成する各絶縁基板５の各ＩＣ搭載用パッド７上にＩＣ部品８を夫々搭載してから樹脂１２を充填し、更に各絶縁基板５上に圧電振動子３を固定する。
その後、圧電振動子３を搭載したシート状基板母材６０を個片間及び個片と廃棄領域間の各境界線Ｌに沿って切断することにより、圧電発振器個片を得る。
この切断工程において、パッド７と調整用端子７０とを接続する接続導体７１は切断され、絶縁基板５側に接続用端子７０が残存することはない。
なお、各絶縁基板５側に搭載されたＩＣ部品８内の各種回路に対する設定値の測定、調整作業は、分割前の状態において、各調整用端子７０に対して調整機器のプローブピンを当接させることにより実施される。
この実施形態においては、絶縁基板とは別個の領域である廃棄領域６１上に調整用端子を設けるため、個々の調整用端子の面積を広く確保することができ、プローブピンを利用した調整作業が正確且つ容易となる。
図５はシート状絶縁基板の他の構成例を示す平面図であり、この実施形態に係るシート状絶縁基板が図４の実施形態と異なる点は、廃棄領域６１を凹陥部６の開放部１０Ａ側に設けずに、各外壁１０の外側に配置し、更に絶縁基板間に廃棄領域６１を介在させずに横方向に隣接配置させた構成にある。
廃棄領域６１の上面、又は／及び下面に調整用端子７０を配置し、接続導体７１を介して凹陥部内のＩＣ搭載用パッド７と接続する点と、図６（ａ）（ｂ）のように圧電振動子３を搭載し、調整作業を完了した後で、絶縁基板との境界線Ｌに沿って切断し、廃棄領域６１を廃棄する点は、上記実施形態と同様である。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、圧電発振器を、シート状基板母材を使用したバッチ処理によって量産する過程において、シート状基板母材をダイシングブレードによって個片に分割する際に従来発生していた不具合である調整用端子の損傷、脱落という不具合を解消することができる。
請求項１の発明は、調整用端子を、前記絶縁基板の底部であって、前記外部電極と干渉しない位置に配置し、前記絶縁基板を貫通するスルーホールを介して前記ＩＣ部品搭載用パッドと導通させた。このため、シート状絶縁基板母材を個片に切断する際に発生し易い調整用端子の脱落、損傷等という問題を解消することができる。
請求項２の発明では、前記絶縁基板を、底面に外部電極を備えた第１層の絶縁シートと、凹陥部を挟んで対向配置された２つの外壁を形成する第２層の絶縁シートから構成したので薄型化を達成できる。
請求項３の発明は、シート状基板母材を用いてバッチ処理によって個々の工程を実施して行くことにより、歩留まりよく圧電発振器を量産することができる。
請求項４の発明は、大面積のシート状基板母材を用いて、順次ＩＣ部品搭載、樹脂充填、圧電振動子搭載といった工程を順次実施して行くことにより、請求項１及び２に記載の表面実装用圧電発振器を多数連結した構造体を形成することができ、この構造体を個片毎にダイシングすることによって、底面に調整用端子を備えた圧電発振器を歩留まりよく量産することが可能となる。
請求項５の発明は、圧電発振器を構成する絶縁基板側に調整用端子を設ける必要がなくなる分だけ、絶縁基板上に設ける電極、パッド、配線などのレイアウト自由度が高まる。また、廃棄領域上に設ける調整用端子の面積を大きくできるので、プローブピンを当接させることによる調整作業をし易くすることができる
請求項６の発明に係るシート状基板母材によれば、絶縁基板側に調整用端子を設けない場合に、シート状基板母材側に設けた廃棄領域に調整用端子を設けておくことにより、ＩＣ部品の調整作業を含めた製造工程を効率的に行うことが可能となる。
請求項７の発明に係る製造方法によれば、請求項５に記載の圧電発振器を生産性よく量産することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｄ）は本発明の一実施形態に係る表面実装用電子部品（圧電発振器）の外観斜視図、内部構造を示す縦断面図、要部平面図及び基板の斜視図。
【図２】（ａ）〜（ｄ）はシート状基板母材の構成を示す要部平面図、及び要部縦断面図。
【図３】（ａ）（ｂ）は本発明の他の実施形態に係る表面実装用圧電発振器。
【図４】（ａ）（ｂ）はシート状基板母材を用いて図３の圧電発振器を製造する手順を説明するための要部平面図、及びＷ−Ｗ断面図。
【図５】シート状絶縁基板の他の構成例を示す平面図。
【図６】（ａ）（ｂ）はシート状基板母材の説明図。
【図７】（ａ）〜（ｄ）は従来の表面実装用の圧電発振器の外観斜視図、内部構造を示す縦断面図、ＩＣ部品を搭載した絶縁基板の平面図、及び絶縁基板の斜視図。
【図８】（ａ）（ｂ）は従来のシート状基板母材の要部平面図、及び縦断面図。
【図９】他の従来例に係るシート状基板母材の縦断面図。
【符号の説明】
１　表面実装用圧電発振器、２　ＩＣ部品搭載用パッケージ（ＩＣ部品ユニット）、３　圧電振動子、５　絶縁基板、６　凹陥部、７　ＩＣ部品搭載用パッド、７ａ、７ｂ　配線パターン、８　ＩＣ部品、９　外部電極、９ａ　配線パターン、１０　外壁、１０Ａ　開放部、１１　上部電極、１１ａ　配線パターン、１２　絶縁樹脂、２１　凹陥部、２２　圧電振動素子、２３　蓋、２５　パッド、２６　底面電極、３０　調整用端子、３１　スルーホール（貫通孔）、３２　導体（金属）、３５　シート状基板母材、４０　絶縁基板シート、４１、４２セラミックシート（絶縁シート）、５０　電解メッキ用配線パターン、５１　パッド、５５　接続導体（内部導体）、Ａ　廃棄領域、６０　シート状基板母材、６１廃棄領域、６２　絶縁基板シート、７０　シート状基板母材、７１　調整用端子。
【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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