(57)【要約】【課題】実装面積を小さくし、かつ、低背化を可能とする圧電デバイス及びその製造方法を提供すること。【解決手段】上面に電極端子部２３を有する基板２０と、この基板２０の上側に配置された電子部品４０と、この電子部品４０の上側に配置された圧電振動子３０とを備えた圧電デバイスであって、圧電振動子３０の外部端子部３５を有する下面と、電子部品４０のパッド部４１を有する面と反対側の面とが接合され、電子部品４０のパッド部４１を有する面が、基板２０の上面にフェイスダウン実装されており、さらに、基板２０の電子部品４０と電気的に接続された導電パターン領域４２が、圧電振動子３０側に曲げられて、外部端子部３５と接続されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面に電極端子部を有する基板と、前記基板の上側に配置された電子部品と、前記電子部品の上側に配置された圧電振動子とを備えた圧電デバイスであって、
前記圧電振動子の外部端子部を有する下面と、前記電子部品のパッド部を有する面と反対側の面とが接合され、
前記電子部品のパッド部を有する面が、前記基板の上面にフェイスダウン実装されており、
さらに、前記基板の前記電子部品と電気的に接続された導電パターン領域が、前記圧電振動子側に曲げられて、前記外部端子部と接続されている
ことを特徴とする圧電デバイス。
【請求項２】
前記基板は、可撓性を有する部材から形成され、前記導電パターン領域のみが前記圧電振動子側に曲げられるように切り欠き部を有することを特徴とする請求項１に記載の圧電デバイス。
【請求項３】
前記基板は、前記導電パターン領域の前記曲げられた根元部に、切り込み部を有することを特徴とする請求項１または２に記載の圧電デバイス。
【請求項４】
前記基板は、絶縁性基材に導電性材料を配置して形成されており、前記導電パターン領域における前記絶縁性基材の部分が除去されていることを特徴とする請求項１に記載の圧電デバイス。
【請求項５】
前記基板は、複数枚の基板を重ねて接合することで形成されており、
前記複数枚の基板のうち、一方の基板の上面には、前記フェイスダウン実装により前記電子部品と接続される電極端子部が設けられ、
他方の基板は、前記フェイスダウン実装により前記電子部品と接続される電極端子部が露出するように配置されて、前記導電パターン領域が形成されている
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の圧電デバイス。
【請求項６】
上面に電極端子部を有する基板と、前記基板の上側に配置された電子部品と、前記電子部品の上側に配置された圧電振動子とを備えた圧電デバイスの製造方法であって、
前記電子部品のパッド部を有する面を、前記基板の上面にフェイスダウン実装する工程と、
前記圧電振動子の外部端子部を有する下面に、前記電子部品のパッド部を有する面と反対側の面を接合する工程と、
前記基板の前記電子部品と電気的に接続された導電パターン領域を、前記圧電振動子側に曲げて、前記外部端子部と接続する工程とを備えた
ことを特徴とする圧電デバイスの製造方法。
【請求項７】
前記フェイスダウン実装の際、前記基板の上面にアンダーフィル材を充填して、前記電子部品のパッド部側の角部付近に前記アンダーフィル材を付着させる工程を備えたことを特徴とする請求項６に記載の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、基板上に電子部品と圧電振動子とを備えた圧電デバイス及びその製造方法に関する。
【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、圧電デバイスが広く使用されている。
図１１は、従来の圧電デバイス１の内部構造を示した断面図である（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この図に示される圧電デバイス１は、基板２と電子部品３と圧電振動子４とを有している。
基板２の上面には柱部材７が設けられており、この柱部材７の上に圧電振動子４を搭載して、圧電振動子４と基板２との間に空間Ｓを形成し、この空間Ｓ内に電子部品３を配置するようにしている。
【０００４】
また、基板２は、その上面に、実装端子５と電気的に接続された電極端子部６を有しており、この電極端子部６と電子部品３とが電気的に接続されている。
そして、電子部品３と圧電振動子４とは、柱部材７に設けられた配線パターン８を通じて電気的に接続されている。
このようにして、圧電デバイス１は、圧電振動子４の下側に電子部品３を配置することで、圧電デバイス１の全体の幅が圧電振動子４の幅とほぼ等しくなるようにして、実装面積を小さくている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−６４３３３特許公開公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、近年、情報機器などの電子機器ではその薄型化が急速に進んでおり、その電子機器に用いられる圧電デバイスについても、薄型化が要求されている。
これに対し、図１１に示すような圧電デバイス１では、確かに実装面積を小さくすることはできるが、基板２と電子部品３と圧電振動子４とを高さ方向に並べているため、高さ方向の寸法が大きくならざるを得ず、薄型化の要求に応えることができない。
【０００７】
本発明は、実装面積を小さくし、かつ、低背化を可能とする圧電デバイス及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】
【０００８】
上述の目的は、第１の発明によれば、上面に電極端子部を有する基板と、前記基板の上側に配置された電子部品と、前記電子部品の上側に配置された圧電振動子とを備えた圧電デバイスであって、前記圧電振動子の外部端子部を有する下面と、前記電子部品のパッド部を有する面と反対側の面とが接合され、前記電子部品のパッド部を有する面が、前記基板の上面にフェイスダウン実装されており、さらに、前記基板の前記電子部品と電気的に接続された導電パターン領域が、前記圧電振動子側に曲げられて、前記外部端子部と接続されている圧電デバイスにより達成される。
【０００９】
第１の発明の構成によれば、圧電デバイスは、基板と、この基板の上側に配置された電子部品と、この電子部品の上側に配置された圧電振動子とを備えているため、圧電振動子と電子部品と基板とを垂直方向に重ねて、実装面積を小さくできる。
さらに、圧電振動子の外部端子部が設けられた下面に電子部品を接合しているため、圧電振動子と電子部品との間には、例えば接合用の接着剤が形成するスペースしかない。また、電子部品と基板とについては、電子部品を基板の上面にフェイスダウン実装しているため、電子部品と基板との間にも、例えばフェイスダウン実装用のバンプが形成するスペースしかない。
そして、このように圧電振動子と基板とで電子部品を挟み込むようにしても、電子部品は基板上にフェイスダウン実装されているので、電子部品と基板とは電気的に接続されている。さらに、基板の電子部品と電気的に接続された導電パターン領域が、圧電振動子側に曲げられて、外部端子部と接続されているので、電子部品と圧電振動子との導通も図ることができる。
したがって、本発明によれば、実装面積を小さくし、かつ、低背化を可能とする圧電デバイスを提供することができる。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明の構成において、前記基板は、可撓性を有する部材から形成され、前記導電パターン領域のみが前記圧電振動子側に曲げられるように切り欠き部を有することを特徴とする。
第２の発明の構成によれば、基板は、可撓性を有する部材から形成され、導電パターン領域のみが圧電振動子側に曲げられるように切り欠き部を有する。このため、電子部品を基板上にフェイスダウン実装した後に、基板を圧電振動子側に曲げても、基板の可撓性や切り欠き部によって、曲げの応力が例えばフェイスダウン実装のバンプに及ぼす悪影響を有効に防止できる。
【００１１】
第３の発明は、第１または第２の発明の構成において、前記基板は、前記導電パターン領域の前記曲げられた根元部に、切り込み部を有することを特徴とする。
第３の発明の構成によれば、基板は、導電パターン領域の曲げられた根元部に切り込み部を有するため、基板を圧電振動子側に曲げても、その曲げの応力が例えばフェイスダウン実装のバンプに及ぼす悪影響を有効に防止できる。
【００１２】
第４の発明は、第１の発明の構成において、前記基板は、絶縁性基材に導電性材料を配置して形成されており、前記導電パターン領域における前記絶縁性基材の部分が除去されていることを特徴とする。
第４の発明の構成によれば、導電パターン領域における絶縁性基材の部分が除去されているので、導電パターン領域を圧電振動子側に曲げても、その曲げ応力が、絶縁性基材を介して、導電パターン領域以外の領域に作用することがない。したがって、電子部品と基板との接続に悪影響を及ぼすことを、より有効に防止できる。
【００１３】
第５の発明は、第１ないし第３のいずれかの発明の構成において、前記基板は、複数枚の基板を重ねて接合することで形成されており、前記複数枚の基板のうち、一方の基板の上面には、前記フェイスダウン実装により前記電子部品と接続される電極端子部が設けられ、他方の基板は、前記フェイスダウン実装により前記電子部品と接続される電極端子部が露出するように配置されて、前記導電パターン領域が形成されていることを特徴とする。
【００１４】
第５の発明の構成によれば、基板を構成する複数枚の基板のうち、一方の基板の上面には、フェイスダウン実装用の電極端子部が設けられ、他方の基板は、フェイスダウン実装用の電極端子部が露出するように配置されている。このため、複数枚の基板を重ね合わせても、電子部品を基板上にフェイスダウン実装できる。
また、他方の基板には導電パターン領域が形成されているため、この他方の基板を曲げて圧電振動子に接続できる。この際、他方の基板と一方の基板とは重ねて接合されているので、強度が高くなっている。したがって、他方の基板を曲げても、例えばフェイスダウン実装用の電極端子部に及ぼす悪影響を有効に防止できる。
さらに、導電パターン領域について、第４の発明のように絶縁性基材の部分を除去しなくてもよく、導電パターン領域の強度も向上できる。
【００１５】
また、上記目的は、第６の発明によれば、上面に電極端子部を有する基板と、前記基板の上側に配置された電子部品と、前記電子部品の上側に配置された圧電振動子とを備えた圧電デバイスの製造方法であって、前記電子部品のパッド部を有する面を、前記基板の上面にフェイスダウン実装する工程と、前記圧電振動子の外部端子部を有する下面に、前記電子部品のパッド部を有する面と反対側の面を接合する工程と、前記基板の前記電子部品と電気的に接続された導電パターン領域を、前記圧電振動子側に曲げて、前記外部端子部と接続する工程とを備えた圧電デバイスの製造方法により達成される。
【００１６】
第６の発明の構成によれば、電子部品のパッド部を有する面を、基板の上面にフェイスダウン実装する工程を有するため、電子部品と基板とは、その間に例えばフェイスダウン実装用のバンプが形成するスペースしかつくらずに電気的機械的に接続できる。
また、圧電振動子の外部端子部を有する下面に、電子部品のパッド部を有する面と反対側の面を接合する工程を有するため、圧電振動子と電子部品についても、その間に例えば接合用の接着剤が形成するスペースしかつくらずに機械的に接続できる。
さらに、本第６の発明の場合、圧電振動子に電子部品を接合する前に、電子部品のパッド部を有する面を、基板の上面にフェイスダウン実装する。このため、圧電振動子を介することなく、直接、電子部品の外形や位置を検出しながら基板上にフェイスダウン実装できるため、フェイスダウン実装の位置決めを正確にできる。
そして、このように、正確な位置決めをするためにフェイスダウン実装する工程を先に行なったとしても、基板の電子部品と電気的に接続された導電パターン領域を、圧電振動子側に曲げて、外部端子部と接続する工程を有するので、圧電振動子と電子部品との電気的な接続も可能となる。
かくして、本発明によれば、実装面積を小さくし、かつ、低背化を可能とする圧電デバイスの製造方法を提供することができる。
【００１７】
第７の発明は、前記フェイスダウン実装の際、前記基板の上面にアンダーフィル材を充填して、前記電子部品のパッド部側の角部付近に前記アンダーフィル材を付着させる工程を備えたことを特徴とする。
第７の発明の構成によれば、フェイスダウン実装の際、基板の上面にアンダーフィル材を充填して、電子部品のパッド部側の角部付近にアンダーフィル材を付着させる工程を備えている。したがって、圧電振動子側に曲げられた導電パターン領域と電子部品との間にアンダーフィル材が介在して、導電パターン領域と電子部品との短絡を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１ないし図３は、本発明の第１の実施形態に係る圧電デバイスの例として圧電発振器１０を示しており、図１（ａ）は圧電発振器１０の概略平面図、（ｂ）は圧電発振器１０の概略底面図、図２は図１のＡ−Ａ線の概略断面図、図３は圧電発振器１０の部品である基板の概略平面図である。
なお、説明の便宜上、これらの図では、後述するモールド樹脂を透過して図示している。また、図３の平行斜線の部分は、説明の便宜のために図示するものであり、断面を表すものではない。
【００１９】
圧電発振器１０は、図２に示すように、基板２０と、この基板２０の上面２０ａに配置された電子部品４０と、この電子部品４０の上側に配置された圧電振動子３０とを備えている。
圧電振動子３０は、内部空間Ｓ１が形成された矩形状のパッケージ３８を有する表面実装型の振動子である。なお、本実施形態のパッケージ３８はセラミックから形成されており、このパッケージ３８の内部空間Ｓ１に露出した内側底面には、図１（ａ）及び図２に示すように、例えば、タングステンメタライズ上にニッケルメッキ及び金メッキで形成した電極部３１，３１が設けられている。
【００２０】
電極部３１，３１は、圧電振動子３０の下面（底部）３０ａに設けられた外部端子部３５，３５と電気的に接続されている。なお、外部端子部３５も電極部３１と同様に、タングステンメタライズ上にニッケルメッキ及び金メッキで形成されている。そして、電極部３１，３１の上面には、導電性接着剤３７，３７が用いられて、水晶等の圧電材料により形成された圧電振動片３６が接合固定され、これにより、外部端子部３５と圧電振動片３６とは電気的に接続されるようになっている。
【００２１】
また、パッケージ３８の開放された上側の端面には、ロウ材（図示せず）を用いて蓋体３４が接合され、内部空間Ｓ１が密封されている。
蓋体３４は、金属製にしてアース接地するようにしてもよいが、蓋体３４を薄板ガラス等の光を透過する材料とし、図２に示されるように、蓋封止後であっても、外部からレーザ光Ｌ１を圧電振動片３６の金属被覆部（図示せず）に照射して、質量削減方式により周波数調整を行うようにしても良い。
【００２２】
電子部品４０は、本実施形態の場合、少なくとも圧電振動子３０を発振させる回路を有する半導体素子等から形成された発振回路素子（以下「ＩＣチップ」という）であり、好ましくは、圧電振動片３６の特性に応じた温度補償用のデータが書き込まれている。
このＩＣチップ４０は、図１（ｂ）及び図２に示すように、水平方向について圧電振動子３０や基板２０よりも小さな外形を有し（即ち、長手方向および幅方向の寸法について、圧電振動子３０や基板２０に比べて小さく）、圧電振動子３０と基板２０の間から突出しないように配置されている。
【００２３】
また、ＩＣチップ４０は、図２に示すように、主面の片側の面（図２の下側の面）４０ａにのみ複数のパッド部４１，・・・が設けられている。パッド部４１の数や種類は、ＩＣチップの種類により変わるのは勿論であるが、本実施形態のパッド部４１は、圧電振動子３０と電気的に接続された２つのゲート／ドレイン（Ｇ／Ｄ）端子４１ａ，４１ａ、実装端子２５と電気的に接続された発振回路の入出力端子４１ｂ、発振回路にデータを書き込むための制御端子４１ｃ、グランド端子（図示せず）からなっている（なお、図２では、全てのパッド部４１を図示していない）。
【００２４】
基板２０は、リジット基板やフレキシブル基板などを採用することができ、その水平方向の全体の幅が圧電振動子３０の水平方向の幅と略同じになるように形成されて、平面視において圧電振動子３０と重なり合うように配置されている。
また、基板２０の下面（底面）２０ｂには、図１（ｂ）及び図２に示されるように、ＩＣチップ４０や圧電振動子３０に対して、外部から信号や駆動電圧を与えたり、検査したりするための実装端子２５，２５，２５，２５や調整端子３２，３２が設けられている。なお、複数の実装端子２５のうち一つはグランド端子、一つはダミー端子であり、四隅に端子を形成することで、実装の際、バランスが取れるようになっている。また、調整端子３２は、実装の際、短絡しないように、実装端子２５から極力離して配置され、本実施形態の場合、長手方向の中央部であって幅方向の両端に設けられている。
【００２５】
そして、基板２０は、本実施形態の場合、可撓性を有する部材から形成されており、具体的には、図２に示すように、可撓性を有する絶縁性基材２２の上面に、可撓性を有する導電性材料２１を配置して形成されている。
絶縁性基材２２には、例えば耐熱性などを考慮してポリイミドやガラスエポキシ等で形成された絶縁性フィルムが用いられている。
導電性材料２１には、銅箔などが用いられており、後述するフェイスダウン実装のための複数の電極端子部２３，・・・と、後述する導電パターン領域４２にある電極部４２ａとを備えている（導電パターン領域４２については、後で説明する）。
また、複数の電極端子部２３，・・・と、後述する導電パターン領域４２の電極部４２ａのみが上側に露出するようにして、フォトリソグラフィー技術を用いて、上面に絶縁膜（図３の平行斜線の部分）が形成されている。
【００２６】
なお、図３に示すように、複数の電極端子部２３，・・・のうち、端子２３ａはＩＣチップ４０と圧電振動子３０とを電気的に接続するための端子となる。また、端子２３ｂは、図示しない配線パターンやビアホールを介して調整端子３２と電気的に接続され、ＩＣチップ４０にデータを書き込む端子となる。また、端子２３ｄは、実装端子２５と電気的に接続され、入出力端子となる。また、端子２３ｃはアース接地のための端子となる。
【００２７】
ここで、圧電振動子３０とＩＣチップ４０との関係については、図２に示すように、圧電振動子３０の外部端子部３５を有する下面３０ａと、ＩＣチップ４０のパッド部４１を有する面４０ａと反対側の面４０ｂとが接合されている。
具体的には、圧電振動子３０の外部端子部３５の近傍に、ＩＣチップ４０のパッド部４１であるゲート／ドレイン（Ｇ／Ｄ）端子４１ａが配置されるようにして、非導電性の接着剤（図示せず）をもって、ＩＣチップ４０を圧電振動子３０の下面３０ａに接合固定している。
【００２８】
また、ＩＣチップ４０と基板２０との関係については、ＩＣチップ４０のパッド部４１を有する面４０ａが、基板２０の上面２０ａにフェイスダウン実装されて、接続するようになっている。
具体的には、ＩＣチップ４０と基板２０とは、所定の各パッド部４１と各電極端子部２３とが夫々対向するように配置され、ＩＣチップ４０の各パッド部４１にバンプ(突起電極)４４を形成してフェイスダウンをし、バンプ４４と電極端子部２３を接続するフリップチップ接続が採用されている。このバンプ４４は、好ましくは、後述する導電パターン領域４２がＩＣチップ４０に接触しないような高さを有している。
なお、フリップチップ接続の方式としては、バンプ４４及び基板２０の電極端子部２３の双方を金（Ａｕ）で形成して、荷重と超音波によりバンプ４４と電極端子部２３とを融着接合するＡｕ−Ａｕ接合方式を採用しているが、本発明はこれに限らず、Ａｕ−Ｓｕ接合方式等の他の金属接合、或いは、半田や異方性導電性ペーストを用いる熱圧着方式などを採用しても勿論よい。
【００２９】
そして、本実施形態の圧電発振器１０については、図２に示すように、基板２０のＩＣチップ４０と電気的に接続された導電パターン領域４２，４２が、圧電振動子３０側に曲げられて、外部端子部３５，３５と接続されている。
なお、図２及び図３において導電パターン領域４２は左右２ヶ所に形成され、いずれも略同一の構成を有しているため、以下、特段の言及がない限り、図２及び図３において左側の導電パターン領域４２のみについて説明する。
【００３０】
導電パターン領域４２は、ＩＣチップ４０と圧電振動子３０とを電気的に接続するための電極部４２ａを有する領域である。すなわち、本実施形態の導電パターン領域４２では、可撓性を有する絶縁性基材２２の上面に、可撓性を有する電極部４２ａを配置して形成されている。このため、導電パターン領域４２は、後述する製造方法のように、ＩＣチップ４０が基板２０にフェイスダウン実装され、圧電振動子３０とＩＣチップ４０とが接合された後、上述の可撓性を利用して曲げられて、その先端部４２ｂが外部端子部３５に接続されるようになっている。これにより、予め折り曲げ加工された基板を用いた場合に生ずる高さ寸法の誤差により、先端部４２ｂが外部端子部３５まで届かなかったり、或いは、バンプ４４が剥がれてしまったりといった問題を解決することができる。
【００３１】
なお、曲げられた導電パターン領域４２は、図１（ｂ）ないし図３に示されるように、水平方向について、実装端子２５及び調整端子３２が配置された領域以外の領域であって、かつ、ＩＣチップ４０がフェイスダウンした領域（ＩＣチップ４０と対向する領域）以外に設けられ、本実施形態の場合、長手方向の両端部であって、幅方向の略中央部（即ち、幅方向の両端部の実装端子２５，２５に挟まれた領域）に形成されている。そして、導電パターン領域４２は、図２に示すように、外側の先端部４２ｂが圧電振動子３０の長手方向の両端部の外部端子部３５に対向するように曲げられた際、外側に向かうに従って傾斜する傾斜部４２ｃを有する。
【００３２】
そして、導電パターン領域４２を曲げても、他の領域に悪影響を及ぼさないように、導電パターン領域４２のみが圧電振動子３０側に曲げられるように、基板２０は切り欠き部６０および切り込み部６１を有している。
切り欠き部６０は、図３に示すように、基板２０の幅方向（図３の上下方向）の他の領域と、導電パターン領域４２とを区切るための切断部であり、具体的には、導電パターン領域４２が曲げられた際の折り曲げ線あるいは稜線Ｔ１と直行する方向に沿って、一つの導電パターン領域４２に対して２本形成されている。本実施形態の２本の切り欠き部６０，６０は、実装面側の実装端子２５，２５を避けるようにして、長手方向に沿って互いに平行に切り欠かれている。このため、導電パターン領域４２を圧電振動子３０側に曲げた際、曲げの応力が基板２０の幅方向の他の領域に与える影響をなくす。
なお、切り欠き部６０は、基板２０の内側に向かって先端６０ａが、内側に向かってＶ字状に鋭角となり、この鋭角な部分に応力を集中させて、さらに導電パターン領域４２を曲げ易くしている。
【００３３】
切り込み部６１は、図１（ｂ）及び図２に示すように、基板２０の長手方向（図３の左右方向）の他の領域と、導電パターン領域４２とを区切るための溝あるいは切断部であり、導電パターン領域４２の曲げられた根元部に、導電パターン領域４２の曲げられるべき折り曲げ線あるいは稜線Ｔ１に沿って形成されている。これにより、導電パターン領域４２を圧電振動子３０側に曲げた際、曲げの応力が基板２０の長手方向における他の領域（図３の場合、電極端子部２３側の領域）に与える影響を抑制できる。
【００３４】
なお、この切り込み部６１は、基板２０を厚み方向に完全に切断することによって形成することができる。このとき、導電パターン領域４２の曲げられた根元部に十分な幅がないと、導電パターン領域４２が切断されて他の領域から完全に分離してしまう。このため、切り込み部６１を、図１（ｂ）に示すように、導電パターン領域４２の曲げられた根元部（２本の切り欠き部６０，６０の間）に点在して形成している。あるいは、図２に示すように、導電パターン領域４２の一部が切断されることのないよう、絶縁性基材２２の厚み方向の途中まで切断して、切り込み部６１，６１を形成するようにしても良い。
【００３５】
そして、導電パターン領域４２に形成されている電極部４２ａについては、図２及び図３に示すように、ＩＣチップ４０のパッド部４１であるゲート／ドレイン（Ｇ／Ｄ）端子４１ａとバンプ４４で接続された基板２０上の端子２３ａが延伸するようにして形成されている。具体的には、電極部４２ａは、図３に示すように、端子２３ａが基板２０の幅方向中央に向かって延びた後、直角に曲がって長手方向の片側端部に向かって延び、図２に示される傾斜部４２ｃを通って、先端部４２ｂに至るようにして形成されている。また、電極部４２ａの配線幅については、浮遊容量などを考慮して傾斜部４２ｃの配線幅を細く形成し、先端部４２ｂの配線幅を太く形成して外部端子部３５との接続性を考慮している。
【００３６】
また、図２に示すように、圧電発振器１０は、圧電振動子３０の上面（蓋体３４）が外部に露出するようにして、少なくとも圧電振動子３０の下面３０ａと基板２０の上面２０ａとの間が樹脂５０でモールドされている。これにより、圧電振動子３０と基板２０との間に配置された各部品または部分を保護すると共に、圧電振動子３０、ＩＣチップ４０、及び基板２０の接合強度を向上させている。なお、樹脂５０には、例えば熱硬化性の液体樹脂などを利用することができる。
また、樹脂５０は、圧電振動子３０の蓋体３４の外側にも付着しており、これにより蓋体３４の欠けや割れを防止している。
【００３７】
なお、本実施形態の２つの外部端子部３５，３５は、導電パターン領域４２，４２の先端部４２ｂ，４２ｂの位置に対応して形成されているため、図１（ａ）の点線、及び図２に示されるように、長手方向の両端部であって、幅方向の中央付近に配置されている。
また、本発明については、上述した切り込み部６１は必ずしも設けなくてもよい。
【００３８】
本第１の実施形態の圧電発振器１０は以上のように構成されており、次に、この圧電発振器１０の製造方法について、図４ないし図７を中心に参照しながら説明する。
図４は圧電発振器１０の製造工程であり、図５は図４の下準備工程（ＳＴ０）の基板に関する概念図であり、図６は図４のＳＴ１〜ＳＴ３を説明するための図、図７は図４のＳＴ４及びＳＴ５を説明するための図である。
なお、図６及び図７は、図５のＢ−Ｂ線の位置で切断した場合の概略断面図である。また、図６及び図７は、図が煩雑にならないように、実装端子２５や調整端子３２を省略して図示している。また、図５ないし図７で、図１ないし図３で用いた符号と同一の符号を示した箇所は共通する構成である。
【００３９】
圧電発振器１０は、図４に示すように、上述した圧電振動子３０とＩＣチップ４０と基板２０（図１及び図３参照）を、別々に用意して下準備をしておき（図４のＳＴ０：下準備工程）、これらを後で接続する本工程を行なう（図４のＳＴ１〜６）。
ここで、下準備工程（図４のＳＴ０）の際、基板２０については、図５に示すように、複数の圧電発振器を同時に形成できるように、複数の基板２０，・・・が一列につながって、複数の圧電発振器に対応した長さを有するフィルム状基板２６を形成する。
【００４０】
具体的には、フィルム状のポリイミド等を成分とする絶縁性フィルムからなる絶縁性基材２２を形成する。この際、絶縁性基材２２には、上述した切り欠き部６０、及び切り込み部６１を形成するが、切り欠き部６０については、所定の基板２０に形成した切り欠き部６０と、この所定の基板２０に隣接する他の基板２０に形成した切り欠き部６０とを繋げて、後述するダイシング（図４のＳＴ５）で圧電発振器毎に個片化する際の切断線ＣＬ，ＣＬを横断するように所定の幅をもって切り込む。また、所定の基板２０に形成した導電パターン領域４２の先端部４２ｂと、この所定の基板２０に隣接する他の基板２０に形成した導電パターン領域４２の先端部４２ｂとの間にも貫通孔６２を形成する。そして、この貫通孔６２と上述した切断線ＣＬ，ＣＬを横断するように形成した切り欠き部６０とを繋げている。これにより、複数の基板２０が一列につながった状態であっても、導電パターン領域４２を圧電振動子側に曲げることができる。
【００４１】
そして、絶縁性基材２２の上面に、銅箔などの導電性材料２１を用いて、エッチング、印刷、蒸着、メッキなどの技術により、上述した電極端子部２３及び電極部４２ａを設ける。そして、フィルム状基板２６の上面全体にレジストを塗布してマスクをし、電極端子部２３、電極部４２ａ、切り欠き部６０、貫通孔６２の箇所を露光し、これらの箇所のみが露出するようにした絶縁膜２７を形成する。なお、絶縁膜２７も可撓性がある程に薄く形成されている。
【００４２】
そして、本工程（図４のＳＴ１〜６）では、図６（ａ）に示すように、ＩＣチップ４０のパッド部４１を有する面４０ａを基板２０に対応する部分の上面２０ａにフェイスダウン実装する（図４のＳＴ１）。
具体的には、ＩＣチップ４０のパッド部４１を有する面４０ａを上向きにして（図示せず）、パッド部４１にバンプ４４を形成する。バンプ４４には、めっきバンプや金属バンプ等、様々のものを用いることができるが、一例を上げると、金（Ａｕ）などで形成されたワイヤ先端をスパークさせてボール状にした後、パッド部４１にそのボールを押し付けて接合させた後に、ワイヤを引きちぎって形成するスタッドバンプを用いることができる。そして、ボンディングヘッドＢＨでＩＣチップ４０を支持して、パッド部４１を有する面４０ａを下向きにする。
【００４３】
その後、圧電振動子３０の上方に配置された画像認識カメラＣＡで圧電振動子３０の外形や位置を判断しながら、複数のバンプ４４，・・・の夫々が、フィルム状基板２６の複数の電極端子部２３，・・・の夫々に対向するように位置決めして、複数のバンプ４４，・・・の夫々と複数の電極端子部２３，・・・の夫々とを接触させる。そして、ボンディングヘッドＢＨで超音波を印加しながら圧着する。
このように、本実施形態では、ＩＣチップ４０を圧電振動子３０に接合する前に、フェイスダウン実装しているので、画像認識カメラＣＡは、圧電振動子３０を介してではなく、ＩＣチップ４０自体の外形や位置を判断することができる。したがって、圧電振動子３０とＩＣチップ４０との接合位置の誤差を考慮することなく、ＩＣチップ４０をより正確に位置決めしたフリップチップ接続ができる。
【００４４】
次いで、図６（ｂ）に示すように、圧電振動子３０の外部端子部３５を有する下面３０ａに、ＩＣチップ４０のパッド部４１を有する面４０ａと反対側の面４０ｂを、図示しない接着剤を用いて接合固定する（図４のＳＴ２：機械的接合）。本実施形態では、圧電振動子３０の長手方向の両端部に設けた外部端子部３５，３５に挟まれた領域に、ＩＣチップ４０を接合固定する。
【００４５】
次いで、図６（ｃ）に示すように、図６（ｂ）の状態を反転させ、フィルム状基板２６（基板２０）のＩＣチップ４０と電気的に接続された導電パターン領域４２を、圧電振動子３０側に押して曲げ、外部端子部３５と接続する（図４のＳＴ３：電気的接続）。すなわち、ＩＣチップ４０のパッド部４１であるゲート／ドレイン（Ｇ／Ｄ）端子４１ａとバンプ４４で接続されている基板２０上の端子２３ａを延伸するようにして形成された電極部４２ａを有する導電パターン領域４２を曲げて、その先端部４２ｂを外部端子部３５に接続する。なお、この接続は熱圧着で接続したり、或いは、バンプで接合したりしてもよい。
【００４６】
この際、上述のように、フィルム上基板２６（基板２０）は可撓性を有し、さらに、基板形成時に切り欠き部６０や切り込み部６１（図５参照）を形成したため、導電パターン領域４２を曲げても、その曲げ応力が他の領域に作用し難くなっている。したがって、この電気的接続（図４のＳＴ３）よりも前に、フェイスダウン実装（図４のＳＴ１）しても、バンプ４４が電極端子部２３やパッド部４１から剥がれてしまう等の悪影響を排除できる。
【００４７】
次いで、図７（ｄ）に示すように、少なくとも圧電振動子３０の下面３０ａとフィルム状基板２６の上面２０ａとの間を樹脂モールドする（図４のＳＴ４）。本実施形態の場合、圧電振動子３０の蓋体３４の外側も樹脂モールドして、蓋体３４の欠けや割れを防止している。なお、樹脂モールドは、金型を用いて、エポキシ樹脂などの絶縁部材でインジェクションモールドしてもよく、あるいは、スクリーン印刷等により樹脂を塗布してもよいが、ポッティングモールドする際は、上述した切り欠き部６０や貫通孔６２等から樹脂が漏れないように、図示しないフィルム状部材で、これらを塞ぐとよい。
また、樹脂５０は圧電振動子３０の上面（即ち、蓋体）３４が外部に露出するようにして充填あるいは塗布することが好ましい。なお、圧電振動子３０の上面３４に樹脂５０が付着した場合は、上面３４に付着した樹脂を、ブラストやブラシをかけるなどして除去するとよい。
【００４８】
次いで、図７（ｄ）の切断線ＣＬ，ＣＬ，・・・の位置でダイシングして（図４のＳＴ５）、個々の圧電発振器を形成する。
次いで、個々の圧電発振器の振動特性などの電気的特性を検査し、基板２０の底面に設けられた調整端子３２（図１及び図２参照）を用いて、圧電発振器の特性に応じた温度補償用データ等のデータをＩＣチップに書き込んで周波数調整を行なう。また、所定の振動特性を得られないとき、図２に示されるようにレーザ光Ｌ１を透明な蓋体を透過させてパッケージ３８内の圧電振動片３６の金属被覆部に照射して、質量削減方式により周波数調整を行い（図４のＳＴ６：検査／調整）、圧電発振器を完成させる。
【００４９】
本発明の第１の実施形態は以上の通り構成されており、圧電発振器１０は、基板２０と、この基板２０の上面２０ａに配置されたＩＣチップ４０と、このＩＣチップ４０の上側に配置された圧電振動子３０とを備えているため、圧電振動子３０とＩＣチップ４０と基板２０とを垂直方向に重ねて、実装面積を小さくできる。
さらに、圧電振動子３０の外部端子部３５が設けられた下面３０ａにＩＣチップ４０を接合しているため、圧電振動子３０とＩＣチップ４０との間には接着剤しか介在していない。また、ＩＣチップ４０と基板２０については、ＩＣチップ４０を基板２０の上面にフェイスダウン実装しているため、この間にもバンプ４４しか介在していない。従って、圧電発振器１０全体を薄型化することができる。
そして、このように圧電振動子３０と基板２０とでＩＣチップ４０を挟み込んでも、ＩＣチップ４０は基板２０上にフェイスダウン実装されているので、ＩＣチップ４０と基板とを電気的に接続することができる。さらに、基板２０のＩＣチップ４０と電気的に接続された導電パターン領域４２が、圧電振動子３０側に曲げられて、外部端子部３５と接続されているので、ＩＣチップ４０と圧電振動子３０との導通も図ることができる。
【００５０】
図８は、本発明の第２の実施形態に係る圧電デバイスの例として圧電発振器１２を示しており、図２に対応した概略断面図である。
この図において、図１ないし図７の実施形態で用いた符号と同一の符号を付した箇所は共通する構成であるから、重複した説明は省略し、以下、相違点を中心に説明する。
この圧電発振器１２が、図１ないし図７の圧電発振器１０と主に異なるのは、導電パターン領域４２についてである。
【００５１】
すなわち、本第２の実施形態の圧電発振器１２は、導電パターン領域４２における絶縁性基材２２の部分が除去されている。
具体的には、第１の実施形態の基板２０は、全体的に絶縁性基材２２を有し、この絶縁性基材２２の上に導電性材料２１が形成されていたが、本第２の実施形態では、導電パターン領域４２は、図８に示すように、曲げられた根元部から外部端子部３５と接続される先端部４２ｂまでについて、絶縁性基材２２をエッチング液に浸漬するなどして除去している。このため、曲げられた導電パターン領域４２は、導電性材料２１である電極部４２ａのみで形成されている。
【００５２】
また、この圧電発振器１２は、ＩＣチップ４０のパッド部４１側の面４０ａ及び角部付近４０ｃにアンダーフィル材６５を付着させている。このため、導電パターン領域４２（電極部４２ａ）を曲げた際、電極部４２ａがＩＣチップ４０に接触して、短絡や損傷を防止できる。特に、本第２の実施形態の場合、導電パターン領域４２は電極部４２ａのみからなり、曲がり易く損傷し易いため、この効果は大きい。
なお、アンダーフィル材６５は、図４のＳＴ１のフェイスダウン実装の際に、基板２０の上面２０ａに充填して、ＩＣチップ４０のパッド部４１側の角部付近にアンダーフィル材を付着させるようにすればよい。
【００５３】
本発明の第２の実施形態は以上のように構成されており、第１の実施形態と同様の作用効果を発揮する。さらに、導電パターン領域４２における絶縁性基材２２の部分が除去されているので、導電パターン領域４２は第１の実施形態に比べて曲がり易くなる。したがって、導電パターン領域４２を圧電振動子３５側に曲げても、その曲げ応力が導電パターン領域４２以外の領域に与える影響を軽減し、例えばフリップチップ接続に与える悪影響を回避できる。
【００５４】
図９及び図１０は、本発明の第３の実施形態に係る圧電デバイスの例として圧電発振器１４を示しており、図９は図２に対応した概略断面図（即ち、図１０のＣ−Ｃ線の位置で切断した場合の概略断面図）、図１０は圧電発振器１４に用いられる基板２０の概略平面図である。
これらの図において、図１ないし図８の実施形態で用いた符号と同一の符号を付した箇所は共通する構成であるから、重複した説明は省略し、以下、相違点を中心に説明する。
この圧電発振器１４が、図１ないし図８の圧電発振器１０，１２と異なるのは、基板の構成のみについてである。
【００５５】
すなわち、本第３の実施形態の圧電発振器１４は、基板２０は、２枚の基板７０，７１を重ね合わせて接合することで形成されている。本実施形態の場合、基板２０は、２枚の基板７０，７１のうち一方の基板７０の上に他方の基板７１を重ねて接合するようになっている。
そして、一方の基板（ＩＣチップ４０のパッド部と対向する基板であって、下側の基板）７０は、絶縁性基材７０ａの上面に複数の電極端子部２３，・・・が形成され、この複数の電極端子部２３，・・・が露出するようにして絶縁膜７０ｂが形成されている。
複数の電極端子部２３，・・・のうち、フェイスダウン実装によりＩＣチップ４０と接続される電極端子部２３は、幅方向について、中央部よりも外側にまとまって配置されている。なお、複数の電極端子部２３，・・・のうち、圧電振動子３５と電気的に接続するための端子２３ａのみが、フェイスダウン実装によりバンプ４４と接続される電極端子部２３とは異なった位置に設けられ、他方の基板７１の下に配置されている。
【００５６】
これに対して、他方の基板（ＩＣチップ４０のパッド部と対向する基板を除く基板であって、上側の基板）７１は、フェイスダウン実装によりＩＣチップ４０と接続される電極端子部２３が、ＩＣチップ４０側に露出するように配置されている。具体的には、フェイスダウン実装によりＩＣチップ４０と接続される基板７０の複数の電極端子部２３，・・・は、上述のように、幅方向について中央部よりも外側にまとまって配置されているので、他方の基板７１は、幅方向の中央部に、長手方向の一方の端部から他方の端部まで、帯状になって配置されている。このため、一方の基板７０と他方の基板７１とを重ねても、ＩＣチップ４０を基板２０上にフェイスダウン実装できる。
【００５７】
そして、この他方の基板７１に、導電パターン領域４２が形成されている。すなわち、絶縁性基材７１ａの上面であって、長手方向の両端部に、電極部４２ａを設けることで、導電パターン領域４２が形成されている。したがって、この他方の基板７１の両端側を曲げることで、圧電振動子３０の外部端子部３５に接続できる。なお、絶縁性基材７１ａの上には、電極部４２ａが露出するようにして絶縁膜７１ｂが形成されている。
また、導電パターン領域４２の中央寄りの下側には、上述した基板７０の端子２３ａが配置されており、この端子２３ａと基板７１の電極部４２ａとは、図９に示すように、ビアホール７７を介して電気的に接続されている。
【００５８】
本発明の第３の実施形態は以上のように構成されており、このため、第１の実施形態と同様の作用効果を発揮する。さらに、第３の実施形態は、他方の基板７１を曲げても、この他方の基板７１と一方の基板７０とは重ねて接合されているので、強度が強くなっている。したがって、他方の基板７１を曲げた力が、フェイスダウン実装用の電極端子部２３に作用することを有効に防止できる。
また、導電パターン領域４２についても、図８で示した第２の実施形態のように絶縁性基材２２の部分を除去しなくてもよく、導電パターン領域４２の強度も向上する。
【００５９】
なお、本第３の実施形態では、一方の基板７０の上に他方の基板７１を重ねたが、その逆に、他方の基板７１の上に一方の基板７０を重ねるようにしてもよい。また、基板を重ねる枚数を３枚以上にしもよいが、製造コストと薄型化を考慮すると２枚以内とするのが好ましいであろう。
また、一方の基板７０は可撓性がある必要はなく、強度を高めるために、その硬度を上げるようにしてもよい。
【００６０】
本発明は上述の実施形態に限定されない。実施形態や各変形例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。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る圧電デバイスの例として圧電発振器を示しており、図１（ａ）は圧電発振器の概略平面図、（ｂ）は圧電発振器の概略底面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線概略切断断面図。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る圧電発振器の基板の概略平面図。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る圧電発振器の製造工程図。
【図５】図４の下準備工程の基板に関する概念図。
【図６】図４のＳＴ１〜ＳＴ３に対応した図。
【図７】図４のＳＴ４及びＳＴ５に対応した図。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る圧電デバイスの例として圧電発振器を示しており、図２に対応した概略切断断面図。
【図９】本発明の第３の実施形態に係る圧電デバイスの例として圧電発振器を示しており、図２に対応した概略切断断面図。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る圧電発振器の基板の概略平面図。
【図１１】従来の圧電デバイスの一部を切り欠いて内部構造を示した側面図。
【符号の説明】
【００６２】
１０，１２，１４・・・圧電デバイス（圧電発振器）、２０・・・基板、２３・・・電極端子部、３０・・・圧電振動子、３４・・・蓋体、３５・・・外部端子部、４０・・・電子部品（ＩＣチップ）、４１・・・パッド部、４２・・・導電パターン領域、４４・・・バンプ、５０・・・樹脂
【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】
2007281597.tif 000009
【図８】
2007281597.tif 000010
【図９】
2007281597.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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