(57)【要約】【課題】        本発明の目的は、圧電素板をバンプと導電性接着剤により導電性パッドの上に片持ちの状態で支持して気密封止する小型の圧電振動子、及びその製造方法を提供することである。【解決手段】        上記目的を達成する為に本発明は、圧電素板が圧電振動子容器内部の絶縁基板上の導電性パッド上に接続電極を介し片持ちの状態で支持され気密封止される構成の製造方法、及びその圧電振動子において、導電性パッド上にバンプ形成する工程と、バンプ上への圧電素板配置と超音波振動によるバンプの圧電素板への溶融接合工程と、導電性接着剤による導電性パッドと圧電素板の外部接続端子とを接着する工程とで成り、また圧電素板主面表裏に形成された励振用電極が導電性パッド上に形成されたバンプと導電性パッドから圧電素板にかかるようにつけられた導電性接着剤で接続電極を介し外部接続端子に導通されることを特徴とし目的を達成する。【選択図】  図１
2005286896.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電素板が圧電振動子容器内部の絶縁基板上の導電性パッドの上に接続電極を介在して片持ちの状態で支持されて気密封止される構成の圧電振動子の製造方法において、
該導電性パッド上にバンプを形成する工程と、
該バンプ上への該圧電素板の配置と、超音波振動による該バンプの該圧電素板への溶融接合を行う工程と、
導電性接着剤による該導電性パッドと該圧電素板の外部接続端子とを接着する工程とにより成ることを特徴とする圧電振動子の製造方法。
【請求項２】
圧電素板が圧電振動子容器内部の絶縁基板上の導電性パッドの上に接続電極を介在して片持ちの状態で支持されて気密封止される構成の圧電振動子において、
該圧電素板の主面表裏に形成された励振用電極が、該導電性パッド上に形成されたバンプと、該導電性パッドから該圧電素板にかかるようにつけられた導電性接着剤により、該接続電極を介して外部接続端子に導通されて、該圧電素板が支持されることを特徴とする圧電振動子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は圧電素板をバンプと導電性接着剤により導電性パッドの上に片持ちの状態で支持して気密封止する小型の圧電振動子、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、圧電振動子は圧電素板を圧電振動子内部において片持ち支持の状態で支持構造が構成され気密封止されたものが一般的になってきている。これは、圧電素板を圧電振動子の絶縁基板上に形成される導電性パッドの上に両持ち支持の状態で支持すると圧電素板の両端が固定されて、その周波数特性などの特性に悪影響を与えるおそれがあるからである。
【０００３】
一方、最近の傾向では通信分野の伝送系装置等を中核として、その搭載部品についての非常に急激な市場からの小型化や低背化、更に加えて軽量化や低価格化などの要求があるのが現状であるが、そのために先の圧電素板を圧電振動子の容器内部において片持ち支持の状態で支持構造を構成して気密封止した、外形形状をより小さく薄く出来る圧電振動子を製造することが一般的となってきている。
【０００４】
圧電振動子の製造方法の一例を挙げれば、セラミックス等の絶縁材で形成され、表面実装にも対応した形状の容器に設けられた凹部底面の容器の長さ方向の一方端に二つの導電性パッドが形成され、これらの導電性パッド上の任意の位置に金などから成る金属バンプ（以下バンプという）を形成し、その上に主面表裏面に励振電極と外部接続電極が形成された圧電素板を載置してコレット等の保持具で保持しながら、先の圧電振動子容器の凹部底面方向に加重を掛けながら保持具を容器の長さ方向に超音波振動させ、圧電素板の外部接続電極とバンプとを摩擦熱によって溶融接合し、その後に先の圧電素板から保持具を離して圧電振動子容器の凹部開口部を覆うように金属製の蓋を被せて容器内凹部を気密封止することにより圧電振動子を形成する。
【特許文献１】特開２００１−３４５６６４号公報
【０００５】
なお、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】
【０００６】
しかしながら、前述のように圧電振動子の外形形状が小型化し、それにつれてその内容積が小さくなるにつれて、導電性接着剤で保持される側の圧電素板端に対向する圧電素板の開放端と圧電振動子の蓋を含めた内壁との間隔もより小さくなり、その結果、圧電振動子を搭載する機器などの基板に変形が生じると、圧電素板が内部に搭載された圧電振動子の容器も変形するために、圧電振動子の内部に搭載された前述の圧電素板の開放端が圧電振動子の内壁、特に圧電素板の下方の圧電振動子内部の基板や、圧電素板の上方に搭載される蓋の内面に接触してしまうおそれがあるという問題があった。
【０００７】
ここで、導電性接着剤で保持される側の圧電素板端に対向する圧電素板の開放端が圧電振動子容器の内壁と接触すると、圧電素板にその接触の応力が発生してその結果、周波数ずれを起こす原因となる。
【０００８】
前述の周波数ずれを起こす圧電振動子は当然製品とは成り得ず、その結果、製品の生産歩留まりを落とし、またその圧電振動子の信頼性をも落としめることになるおそれがある為、従来から製造段階で圧電振動子の内部の圧電素板の開放端と圧電振動子の内壁とのギャップを確保するための様々な工夫が成されて来たが、未だ確実な方法が見出されてはいないのが実情であった。
【０００９】
また、先述のバンプによる導電性パッド上での圧電素板の片持ち支持では無くバンプを用いない導電性接着剤だけによる導電性パッド上での片持ち支持では、導電性接着剤の塗布後、導電性接着剤が硬化収縮することで圧電素板がひっぱられて、その結果、圧電素板の開放端がずれるといった圧電素板の位置精度が悪くなるおそれがあるという様に、圧電振動子が小型になるにつれて導電性接着剤の量の管理が難しくなるという問題があった。
【００１０】
即ち、表面実装型の圧電振動子ということでその機器の基板上への実装方法にはリフローによるものが採用されることが一般的であり、そのため圧電振動子の耐熱性を考慮してシリコン系の接着剤が使用されるが、このシリコン系の接着剤は圧電振動子内部の基板上の導電性パッドの上に形成される接続電極の一般的な表面材料である金（Au）とのなじみが悪くその接着強度が弱く、その結果圧電素板の外部接続電極と先の導電性パッドの上に形成される接続電極間の電気的な導通が確実にとれないおそれがあるという問題があった。
【００１１】
本発明は、以上のような技術的背景のもとでなされたものであり、従がってその目的は、圧電素板をバンプと導電性接着剤により導電性パッドの上に片持ちの状態で支持して気密封止することを特徴とする圧電振動子、及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するために、本発明は、圧電素板が圧電振動子容器内部の絶縁基板上の導電性パッドの上に接続電極を介在して片持ちの状態で支持されて気密封止される構成の圧電振動子の製造方法において、導電性パッド上にバンプを形成する工程と、このバンプ上への圧電素板の配置と、超音波振動によるバンプの圧電素板への溶融接合をする工程と、導電性接着剤による導電性パッドと圧電素板の外部接続端子とを接着する工程とにより成ることを特徴とする。
【００１３】
また、圧電素板が圧電振動子容器内部の絶縁基板上の導電性パッドの上に接続電極を介在して片持ちの状態で支持されて気密封止される構成の圧電振動子において、圧電素板の主面表裏に形成された励振用電極が、先の導電性パッド上に形成されたバンプと、導電性パッドから圧電素板にかかるようにつけられた導電性接着剤により接続電極を介して外部接続端子に導通されて、圧電素板が支持されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の圧電振動子の製造方法によれば、圧電振動子の内部に搭載された圧電素板の開放端が圧電振動子の内壁、特に圧電素板の下方の圧電振動子内部の基板や、圧電素板の上方に搭載される蓋の内面に接触してしまうおそれが無くなり圧電振動子の製造歩留まりを著しく高めることが出来る。
【００１５】
また、本発明の圧電振動子の製造方法によれば、バンプを用いることで圧電素板の位置精度が高まるために、圧電素板の圧電振動子の蓋を含めた内壁への接触の可能性を無くし、製造した圧電振動子の内部の圧電素板と内壁とのギャップを確実に保つことが出来、加えて圧電素板と圧電振動子内部の導電性パッドとの導通の確保といった信頼性をより高めることが出来る。
【００１６】
また、バンプだけでは無く、導電性接着剤も同時に使用する本発明の圧電振動子の製造方法では、バンプだけによる圧電素板の導電性パッドへの固着による水晶素板などの圧電素板に与えられるバンプ強度の強さによる圧電素板の破損や、圧電振動子特性の劣化を著しく軽減することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に図面を参照しながら本発明の実施の一形態について説明する。
なお、各図においての同一の符号は同じ対象を示すものとする。
【実施例１】
【００１８】
図１は本発明のバンプ９と導電性接着剤１０で圧電素板１を片持ちの状態で導電性パッド５の上に支持する圧電振動子２の製造方法の工程図である。即ち、まず導電性パッド５上にバンプ９を形成する工程(S101)を行い、次にこのバンプ９上へ圧電素板１の保持具を用いて圧電素板１を配置し、続いて超音波振動にバンプ９と圧電素板１間に摩擦熱を発生させることによりバンプ９の圧電素板１への溶融接合をする工程(S102)を行い、最後に導電性接着剤１０による導電性パッド５と圧電素板１の外部接続端子１１とを接着する工程(S103)を行うことにより成るものである。本発明の圧電振動子２の製造方法によれば、まずバンプ９の圧電素板１への溶融接合により、圧電素板１の開放端の傾きを決めて、その圧電素板１主面の圧電振動子２容器内の底部絶縁基板４に対する平行度や位置を精度良く決め、次いで導電性接着剤１０を用いて導電性パッド５と圧電素板１の外部接続端子１１間を接着することにより、電気的な導通を確保することが出来る。導電性接着剤１０を併用した本発明の圧電振動子２の製造方法によれば、バンプ９だけによる圧電素板１の導電性パッド５への固着による水晶素板などの圧電素板１に与えられるバンプ９強度の強さによる圧電素板１の破損や、圧電振動子２特性の劣化を著しく軽減することが出来るといった効果を奏する。
【００１９】
図２は本発明の圧電振動子２の製造方法により、バンプ９と導電性接着剤１０で圧電素板１が片持ちの状態で導電性パッド５の上に支持された様子を示す概略の側面模式図である。本図に示されるようにバンプ９の圧電素板１下面主面への溶融接合に加えて、圧電素板１の片持ち支持部の上面主面から、導電性パッド５に掛けて覆うように導電性接着剤１０を塗布することにより圧電素板１の支持をより強固なものとすることが出来る。この導電性接着剤１０は一般的なシリコン系のもので構わない。
【００２０】
図３は本発明の圧電振動子２の製造方法により、バンプ９と導電性接着剤１０で圧電素板１が片持ちの状態で導電性パッド５の上に支持された様子を示す概略の上面模式図である。
【実施例２】
【００２１】
図４は本発明の圧電振動子２の製造方法により、ひとつの導電性パッド５上に複数のバンプ９と導電性接着剤１０で圧電素板１が片持ちの状態で導電性パッド５の上に支持された様子を示す概略の側面模式図である。バンプ９の数量はひとつの導電性パッド５上に複数でも構わず、本図にあるようにふたつやそれ以上の複数でも構わず、これらの場合においても本発明の技術的範囲に含まれることは言うまでも無い。
【００２２】
図５は本発明の圧電振動子２の製造方法により、バンプ９と非導電性接着剤で圧電素板１が片持ちの状態で導電性パッド５の上に支持された別の実施例の様子を示す概略の上面模式図である。本図に示されるように、ひとつの導電性パッド５の上に形成された複数個のバンプ９による溶融接合で、圧電素板１と導電性パッド５との接合強度と導通の信頼性を高め、接着剤に非導電性接着剤を使用して圧電素板１と導電性パッド５との接合強度を更に補強することも出来る。
【００２３】
図６は従来の導電性接着剤１０だけにより圧電素板１が片持ちの状態で導電性パッド５の上に支持された様子を示す概略の側面模式図である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明のバンプと導電性接着剤で圧電素板を片持ちの状態で導電性パッドの上に支持する圧電振動子の製造方法の工程図である。
【図２】本発明の圧電振動子の製造方法により、バンプと導電性接着剤で圧電素板が片持ちの状態で導電性パッドの上に支持された様子を示す概略の側面模式図である。
【図３】本発明の圧電振動子の製造方法により、バンプと導電性接着剤で圧電素板が片持ちの状態で導電性パッドの上に支持された様子を示す概略の上面模式図である。
【図４】本発明の圧電振動子の製造方法により、ひとつの導電性パッド上に複数のバンプと導電性接着剤で圧電素板が片持ちの状態で導電性パッドの上に支持された様子を示す概略の側面模式図である。
【図５】本発明の圧電振動子の製造方法により、バンプと非導電性接着剤で圧電素板が片持ちの状態で導電性パッドの上に支持された別の実施例の様子を示す概略の上面模式図である。
【図６】従来の導電性接着剤だけにより圧電素板が片持ちの状態で導電性パッドの上に支持された様子を示す概略の側面模式図である。
【符号の説明】
【００２５】
１    圧電素板
２    圧電振動子
３    圧電振動子容器
４    絶縁基板
５    導電性パッド
６    接続電極
７    圧電素板の主面
８    励振用電極
９    バンプ
１０  導電性接着剤
１１  外部接続端子
１２  蓋
【図１】
2005286896.tif 000003
【図２】
2005286896.tif 000004
【図３】
2005286896.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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