(57)【要約】【課題】  実装基板へ実装されるときの実装面積を狭くする複合圧電デバイスおよびその製造方法を提供する。【解決手段】  複合圧電デバイス１０は、圧電デバイスと、他の圧電デバイスとをリードフレーム１２を介して上下に接合し、前記圧電デバイスと前記他の圧電デバイスの周囲をモールド材１７によりモールド封止した構成とした。このとき前記圧電デバイスと前記他の圧電デバイスとの接合面の反対側に、前記圧電デバイスのリッドと前記他の圧電デバイスのリッドが位置している。そしてモールド材１７から突出したリードフレーム１２の一端は、モールド材１７に沿って下面に折り曲げられて実装端子５２となる構成とした。【選択図】    図１
2005150786.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電デバイスと他の圧電デバイスとを上下に接合したことを特徴とする複合圧電デバイス。
【請求項２】
請求項１に記載の複合圧電デバイスにおいて、
前記圧電デバイスと前記他の圧電デバイスとを、リードフレームを介して接合し、
前記圧電デバイスと前記他の圧電デバイスとをモールド材で封止した、
ことを特徴とする複合圧電デバイス。
【請求項３】
請求項２に記載の複合圧電デバイスにおいて、
前記圧電デバイス内に実装された圧電デバイス片と導通する外部端子が一方のリードフレームに接合し、
前記他の圧電デバイス内に実装された他の圧電デバイス片と導通する外部端子が他方のリードフレームに接合した、
ことを特徴とする複合圧電デバイス。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の複合圧電デバイスにおいて、前記圧電デバイスと前記他の圧電デバイスとの間にリードフレームを介装して接地端子としたことを特徴とする複合圧電デバイス。
【請求項５】
請求項２ないし４のいずれかに記載の複合圧電デバイスにおいて、前記リードフレームの一端はモールド材から突出するとともに、モールド材の下面に折り曲げられて実装端子をなすことを特徴とする複合圧電デバイス。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の複合圧電デバイスにおいて、圧電デバイスのリッドおよび他の圧電デバイスのリッドは、前記圧電デバイスと前記他の圧電デバイスとの接合面の反対側に位置するとともに、モールド材の一部が開口して、前記圧電デバイスのリッドと、前記他の圧電デバイスのリッドとの何れか一方または両方が外部に露出したことを特徴とする複合圧電デバイス。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の複合圧電デバイスにおいて、前記圧電デバイスと前記他の圧電デバイスとは、ＡＴカット圧電振動子、ＡＴカット圧電発振器、音叉型圧電振動子、音叉型圧電発振器、弾性表面波共振子または弾性表面波発振器のいずれかであることを特徴とする複合圧電デバイス。
【請求項８】
圧電デバイスを製造する工程と、
他の圧電デバイスを製造する工程と、
圧電デバイスと他の圧電デバイスとを、リードフレームを介して接合する工程と、
前記圧電デバイスと前記他の圧電デバイスとの周囲をモールド材で封止する工程と、
前記モールド材から突出したリードフレームをコ字型に折り曲げて実装端子とする工程と、
を有することを特徴とする複合圧電デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は複合圧電デバイスに係り、特に複数の圧電デバイスを一体化した複合圧電デバイスおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＡＴカット圧電振動子や音叉型圧電振動子等の圧電デバイスは電子機器の基準周波数源や時計用基準信号源等として、様々な電子機器に複数搭載されている。そして電子機器の回路構成に合わせて複数の圧電デバイスが実装基板上へ別々に実装されている。ところで近年において、携帯電話に代表される電子機器が小型化されているのに伴い、電子機器の内部に搭載される実装基板も小型化されている。また電子機器に様々な機能が付加されるために、実装基板に実装される電子部品の量が増加している。このため電子部品を実装する実装基板の実装面積が狭くなっていた。
【０００３】
そこで発振周波数の異なる圧電振動片を複数個同時に１のパッケージへ実装して、省スペース化した圧電デバイスが発明された。すなわち、平面絶縁基板の上下面に枠型絶縁基板を積層して凹部を形成し、この凹部の一方にＡＴカット圧電振動片を実装し、他方に音叉型圧電振動片を実装して、凹部の開口部をリッドで気密封止した構成の圧電デバイスである（特許文献１を参照）。
【０００４】
また平面絶縁基板上に枠幅の異なる複数の枠型絶縁基板を積層して、側壁に段差を有する凹部を形成し、前記凹部の最下段に音叉型圧電振動片を実装し、枠型絶縁基板の上面にＡＴカット圧電振動片を実装して、凹部の開口部をリッドで気密封止した構成の圧電デバイスもある（特許文献２を参照）。
【０００５】
またシリンダ型の圧電振動子を水平方向に複数配置し、シリンダ内部の圧電振動片と導通するリード端子をインナーリードと電気的に接合し、圧電振動子とインナーリードをモールド封止した構成の圧電デバイスもある（特許文献３を参照）。
【特許文献１】特開２００３−７８３８０号公報
【特許文献２】特開２００３−６９３６６号公報
【特許文献３】特開２０００−５９１６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、凹部を有するパッケージを形成して複数の圧電振動片を実装する構成では、従来用いられているパッケージを利用することができず、複数の圧電振動片を実装する専用のパッケージが必要になる問題点がある。また従来用いられている圧電振動子の製造ラインの他に、新たに複数の圧電振動片を実装する圧電デバイスの製造ラインが必要になる。このため新規設備を導入しなければならない問題点がある。また複数の圧電振動片を実装する圧電デバイスの製造には複雑な作業、特に平面絶縁基板の上下両側に凹部を形成し、それぞれの凹部に圧電振動片を実装する圧電デバイスでは、一方の凹部に圧電振動片を実装した後に、パッケージを引っくり返して他方の凹部に圧電振動片を実装する作業が必要になる。このため製造技術の難易度が高くなる問題点がある。
【０００７】
また圧電デバイスの発振周波数の調整は製造工程の最終段階、すなわち圧電振動片をパッケージに実装して、リッドで封止した後に行われる。このため圧電振動片の動作が良か不良かは発振周波数の調整時まで判別することができない。したがって複数の圧電振動片を実装する圧電デバイスは、一方の圧電振動片の動作が不良で、他方の圧電振動片の動作が良であった場合でも廃棄することになり、製造コストが高くなる問題点がある。
【０００８】
またシリンダ型の圧電振動子は、シリンダの内部に圧電振動片を内包する構成なので、圧電振動子を小型化することができない。このため複数のシリンダ型圧電振動子をモールド封止した圧電デバイスは小型化できない問題点がある。
【０００９】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、実装面積を狭くし、容易に低コストで製造する複合圧電デバイスおよびその製造方法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】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明に係る複合圧電デバイスは、圧電デバイスと他の圧電デバイスとを上下に接合したことを特徴としている。複数の圧電デバイスを実装基板へ実装する場合であっても、圧電デバイスを上下に接合することにより実装面積を狭くすることができる。
【００１１】
また上述した複合圧電デバイスにおいて前記圧電デバイスと前記他の圧電デバイスとを、リードフレームを介して接合し、前記圧電デバイスと前記他の圧電デバイスとをモールド材で封止した、ことを特徴としている。また前記圧電デバイス内に実装された圧電デバイス片と導通する外部端子が一方のリードフレームに接合し、前記他の圧電デバイス内に実装された他の圧電デバイス片と導通する外部端子が他方のリードフレームに接合した、ことを特徴としている。また前記圧電デバイスと前記他の圧電デバイスとの間にリードフレームを介装して接地端子としたことを特徴としている。この場合、前記リードフレームの一端はモールド材から突出するとともに、モールド材の下面に折り曲げられて実装端子をなすことが好ましい。圧電デバイスと他の圧電デバイスの周囲をモールド封止することにより、圧電デバイスと他の圧電デバイスの接合強度を向上することができる。また圧電デバイス片と導通する外部端子と、他方の圧電デバイス片と導通する外部端子とが互い違いになるようリードフレームに接合したので、圧電デバイスと他の圧電デバイスとが導通することがない。なお圧電デバイス片は圧電振動片や弾性表面波素子片等であればよい。また接地端子を接地させることによりシールド効果と、圧電デバイスの回路パターンと他の圧電デバイスの回路パターンに流れる高周波電流に起因する電磁波の相互干渉の影響を遮断することができる。
【００１２】
また上述した複合圧電デバイスにおいて、圧電デバイスのリッドおよび他の圧電デバイスのリッドは、前記圧電デバイスと前記他の圧電デバイスとの接合面の反対側に位置するとともに、モールド材の一部が開口して、圧電デバイスのリッドと、他の圧電デバイスのリッドとの何れか一方または両方が外部に露出したことを特徴としている。圧電デバイスのリッドにガラス製リッドを用いると、複合圧電デバイスの形成後であっても外部から圧電デバイス片を視認することができる。さらに、複合圧電デバイスの形成後に前記開口とリッドとを介してレーザ光を圧電デバイス片へ照射して、発振周波数の調整を行うことができる。
【００１３】
また前記圧電デバイスと前記他の圧電デバイスとは、ＡＴカット圧電振動子、ＡＴカット圧電発振器、音叉型圧電振動子、音叉型圧電発振器、弾性表面波共振子または弾性表面波発振器のいずれかであることを特徴としている。これにより様々な圧電デバイスを組み合わせて複合圧電デバイスを構成することができる。
【００１４】
また本発明に係る複合圧電デバイスの製造方法は、圧電デバイスを製造する工程と、他の圧電デバイスを製造する工程と、圧電デバイスと他の圧電デバイスとを、リードフレームを介して接合する工程と、前記圧電デバイスと前記他の圧電デバイスとの周囲をモールド材で封止する工程と、前記モールド材から突出したリードフレームをコ字型に折り曲げて実装端子とする工程と、を有することを特徴としている。圧電デバイスと他の圧電デバイスは既存の製造設備で製造することができる。また複合圧電デバイスを組み立てる工程は既存の製造設備を利用できる。このため新たな製造設備を必要とせず、既存の製造設備で対応することができる。また圧電デバイスと、他の圧電デバイスを製造した後に動作チェックを行うと良品か否かを判別できるので、良品のみを用いて複合圧電デバイスを製造できる。よって動作不良の複合圧電デバイスの発生を少なくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明に係る複合圧電デバイスおよびその製造方法の好ましい実施の形態を説明する。なお本実施の形態ではＡＴカット圧電振動子と音叉型圧電振動子を用いた複合圧電デバイスについて説明するが、これは本発明の実施の一形態にすぎず、本発明はこれに限定されるものでない。図１に複合圧電デバイスの断面図を示す。また図２に複合圧電デバイスの分解した斜視図を示す。なお図２ではモールド封止パッケージを取除いた状態で記載している。複合圧電デバイス１０の主な構成は、リードフレーム１２を介してＡＴカット圧電振動子１４と音叉型圧電振動子１６を上下に接合し、これらの周囲を樹脂等のモールド材１７で封止したものである。
【００１６】
音叉型圧電振動子１６は、音叉型圧電振動片１８をパッケージ２０内部に封止した構成である。すなわち、矩形の平面基板２２と、この平面基板２２の側辺を上方に立ち上げてなる壁部２４とを有するパッケージベース２６を形成する。このパッケージベース２６の材料にセラミック等の絶縁材料や金属が用いられる。なおパッケージベース２６が金属で形成された場合、音叉型圧電振動片１８と外部端子２８を電気的に接続する配線と、パッケージベース２６の裏面に絶縁部材とを設ける必要がある。
【００１７】
パッケージベース２６の裏面の四隅に外部端子２８が形成されている。またパッケージベース２６の底面に、音叉型圧電振動片１８を実装するマウント電極３０が形成されている。このマウント電極３０は音叉型圧電振動片１８のゲート側電極とドレイン側電極になり、一方のマウント電極３０はパッケージベース２６の片側短辺における一方の角部に向かって引出し形成され、他方のマウント電極３０は他方の角部に向かって引出し形成されている。そしてパッケージベース２６の側面に形成されたキャスタレーションを介して外部端子２８と電気的に接続されている。なおマウント電極３０と外部端子２８は平面基板２２を貫通するビアホールまたはスルーホールを介して電気的に接続してもよい。
【００１８】
音叉型圧電振動片１８は導電性接着剤３４を用いてマウント電極３０に片持ち実装され、音叉型圧電振動片１８に形成された励振電極とマウント電極３０が電気的に接続される。なお音叉型圧電振動片本体を支持する支持部を備えた音叉型圧電振動片を用いる場合は、この音叉型圧電振動片を両持ち実装してもよい。また音叉型圧電振動片本体の周囲に枠型支持部を備えた音叉型圧電振動片を用いる場合は、枠型支持部の上下に枡形のパッケージを接合した構成としてもよい。
【００１９】
パッケージベース２６の上面にリッド３２が接合されて、パッケージ２０内部を不活性ガス雰囲気や真空に気密封止している。このときガラス製リッドを用いる場合は低融点ガラスを介して、金属製リッドを用いる場合はシーム溶接によりパッケージベース２６の上面に接合される。なおパッケージ２０を気密封止した後に圧電振動片へレーザ光を照射して発振周波数の調整を行う場合は、ガラス製リッドが用いられる。
【００２０】
またＡＴカット圧電振動子１４は、ＡＴカット圧電振動片３６をパッケージ３８内部に封止した構成である。このＡＴカット圧電振動子１４の詳しい構成は、上述した音叉型圧電振動子１６と同様である。
【００２１】
そして音叉型圧電振動子１６の外部端子２８上にリードフレーム１２が接合されている。このとき音叉型圧電振動片１８と導通する外部端子２８ａとリードフレーム１２ａは半田等の導電性接合材により接合されている。また音叉型圧電振動片１８と導通しない外部端子２８ｂとリードフレーム１２ｂは非導電性接合材により接合されている。このリードフレーム１２上にＡＴカット圧電振動子１４が接合されている。このときＡＴカット圧電振動片３６と導通する外部端子４０ａは半田等の導電性接合材により、音叉型圧電振動片１８と導通しない音叉型圧電振動子１６の外部端子２８ｂに接合されたリードフレーム１２ｂと接合されている。またＡＴカット圧電振動片３６と導通しない外部端子４０ｂは非導電性接合材により、音叉型圧電振動片１８と導通する音叉型圧電振動子１６の外部端子２８ａに接合されたリードフレーム１２ａと接合されている。よって音叉型圧電振動子１６とＡＴカット圧電振動子１４は導通してない。
【００２２】
そして音叉型圧電振動子１６およびＡＴカット圧電振動子１４の周囲は樹脂等のモールド材１７で封止されている。なお音叉型圧電振動子１６および／またはＡＴカット圧電振動子１４のリッド３２，４６の表面をモールドせずに開口部４２を設け、リッド３２，４６を外部に露出した構成としてもよい。
【００２３】
さらに音叉型圧電振動子１６とＡＴカット圧電振動子１４に介装されたリードフレーム１２はモールド材１７から突出するとともにモールド材１７に沿って下面へ折り曲げられている。そして下面に位置するリードフレーム１２が複合圧電デバイス１０の実装端子５２となる。このように複合圧電デバイス１０が構成されている。
【００２４】
なお音叉型圧電振動子１６とＡＴカット圧電振動子１４の間にリードフレーム１２を介装し、さらにリードフレーム１２をモールド材１７から突出させて、モールド材１７に沿って下面へ折り曲げて構成される接地端子４４を設けてもよい（図２参照）。また接地端子４４の位置に対応して音叉型圧電振動子１６および／またはＡＴカット圧電振動子１４に外部端子を形成するとともに、パッケージ２０，３８内部にマウント電極３０，５０と導通しない金属膜を設け、側面に形成されたキャスタレーションを介して前記外部端子と前記金属膜を導通し、前記外部端子と接地端子４４を導通する構成としてもよい。この場合パッケージベース２６，４８にビアホールやスルーホールを設けて、前記外部端子と前記金属膜を導通する構成としてもよい。
【００２５】
次に、複合圧電デバイス１０の製造方法について説明する。図３に複合圧電デバイス１０の製造工程の説明図を示す。まず音叉型圧電振動子１６とＡＴカット圧電振動子１４は既存の製造設備を用いて、別々の製造ラインで製造される。この後、音叉型圧電振動子１６とＡＴカット圧電振動子１４の動作チェックが行われ、正常に動作するか否か確認される。そして正常に動作する圧電振動子１４，１６のみが複合圧電デバイス１０の製造ラインへ送られる。
【００２６】
次に、複合圧電デバイス１０を組み立てる工程では、まず音叉型圧電振動子１６における音叉型圧電振動片１８と導通する外部端子２８ａ上に導電性接合材５６が塗布され、音叉型圧電振動片１８と導通しない外部端子２８ｂ上に非導電性接合材５８が塗布される。そして外部端子２８上にリードフレーム１２を載置して、音叉型圧電振動子１６上にリードフレーム１２が接合される（図３（ａ）参照）。
【００２７】
次に、導電性接合材５６を介して音叉型圧電振動片１８と導通するリードフレーム１２ａ上に非導電性接合材６０が塗布され、音叉型圧電振動片１８と導通しないリードフレーム１２ｂ上に導電性接合材６２が塗布される。また接地端子４４となるリードフレーム１２上に半田等の導電性接合材６４が塗布される（図３（ｂ）参照）。
【００２８】
そしてリードフレーム１２とＡＴカット圧電振動子１４の外部端子４０とを合わせて、リードフレーム１２上にＡＴカット圧電振動子１４が接合される。このとき音叉型圧電振動片１８と導通しないリードフレーム１２ｂと、ＡＴカット圧電振動子１４と導通する外部端子４０ａとが接合される。また音叉型圧電振動片１８と導通するリードフレーム１２ａと、ＡＴカット圧電振動子１４と導通しない外部端子４０ｂとが接合される（図３（ｃ）参照）。
【００２９】
次に、音叉型圧電振動子１６およびＡＴカット圧電振動子１４の周囲をモールド材１７で封止してモールド封止パッケージを形成する。このとき音叉型圧電振動子１６および／またはＡＴカット圧電振動子１４のリッド３２，４６表面はモールド材１７で封止されていない。そしてモールド封止パッケージから突出したリードフレーム１２を、モールド封止パッケージに沿ってコ字型に下面まで折り曲げて実装端子５２が形成される（図３（ｄ）参照）。
【００３０】
次に、音叉型圧電振動子１６およびＡＴカット圧電振動子１４の発振周波数の調整が行われる。この調整はモールド封止されてなく、リッド３２，４６が外部に露出した部分から圧電振動片１８，３６へ向けてレーザ光を照射することにより行われる。このようにして複合圧電デバイス１０が製造される。
【００３１】
このように、音叉型圧電振動子１６とＡＴカット圧電振動子１４を上下に配置して複合圧電デバイス１０を形成したので、電子機器に搭載される実装基板へ実装するときの実装面積を狭くすることができる。
【００３２】
また新たに複合圧電デバイス１０専用のパッケージを作る必要がなく、既存のパッケージを利用して複合圧電デバイス１０を製造することができる。また音叉型圧電振動子１６とＡＴカット圧電振動子１４は既存の製造設備を用いて製造することができる。そして複合圧電デバイス１０の組み立て工程は、既存の製造設備を利用できるので、複合圧電デバイス１０の製造用に新たな製造設備を導入する必要がない。さらに複合圧電デバイス１０の製造についての技術難易度が高くなることはない。
【００３３】
また音叉型圧電振動子１６とＡＴカット圧電振動子１４を形成して、圧電振動子１４，１６の動作チェックを行った後に複合圧電デバイス１０を製造するので、良品の圧電振動子１４，１６同士を接合することができる。よって動作不良の複合圧電デバイス１０の発生を少なくすることができる。
【００３４】
また音叉型圧電振動子１６とＡＴカット圧電振動子１４を上下に接合すると、それぞれの回路パターンに流れる高周波電流に起因する電磁波が発生して、他方の回路パターンに対して干渉を引き起こす。そして音叉型圧電振動子１６とＡＴカット圧電振動子１４の回路パターン間で相互干渉が発生して、圧電振動片１８，３６の発振を不安定にしてしまう問題が生ずる。しかし本実施の形態では音叉型圧電振動子１６とＡＴカット圧電振動子１４の間に接地端子４４を介装するとともに、接地端子４４を接地しているので、相互干渉を遮断することができ、またシールド効果を得ることができる。
【００３５】
また圧電振動子１４，１６のリッド３２，４６部分はモールド封止されてなく、リッド３２，４６表面が外部に露出した構成なので、複合圧電デバイス１０を組み立てた後であっても圧電振動片１８，３６にレーザ光を照射して、発振周波数の調整を行うことができる。よって高精度の複合圧電デバイス１０を製造することができる。
またリードフレーム１２を用いて音叉型圧電振動子１６とＡＴカット圧電振動子１４を接合するので、複合圧電デバイス１０を容易に大量生産することができる。
【００３６】
なお音叉型圧電振動子１６とＡＴカット圧電振動子１４のどちらかに発振回路を搭載して発振器とした構成にすることもできる。この場合、発振器に温度補償回路を搭載してもよい。また音叉型圧電振動子１６やＡＴカット圧電振動子１４のかわりに弾性表面波共振子や弾性表面波発振器を用いてもよい。またＢＴカット圧電デバイスや、他の圧電デバイスを用いてもよい。また発振周波数の異なるＡＴカット圧電振動子等を上下に配置して、複合圧電デバイスを形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本実施の形態に係る複合圧電デバイスの断面図である。
【図２】本実施形態に係る複合圧電デバイスの斜視図である。
【図３】本実施形態に係る複合圧電デバイスの製造工程の説明図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０………複合圧電デバイス、１２………リードフレーム、１４………ＡＴカット圧電振動子、１６………音叉型圧電振動子、１７………モールド材、２８………外部端子、３２………リッド、４０………外部端子、４２………開口部、４６………リッド、５２………実装端子。
【図１】
2005150786.tif 000003
【図２】
2005150786.tif 000004
【図３】
2005150786.tif 000005